The explosive growth in wireless traffic and in the number of connected devices as smart phones or computers, are causing a dramatic increase in the levels of interference, which significantly degrades the capacity gains promised by the point-to-point multi input, multi output (MIMO) based techniques. Therefore, it is becoming increasingly clear that major new improvements in spectral efficiency of wireless networks will have to entail addressing intercell interference. So, there is a need for a new cellular architecture that can take these factors under consideration. It is in this context that LTE-Advanced arises.
One of the most promising LTE-Advanced technology is Coordinated Multipoint (CoMP), which allows base stations to cooperate among them, in order to mitigate or eliminate the intercell interference and, by doing so, increase the system’s capacity. This thesis intends to study this concept, implementing some schemes that fall under the CoMP concept.
In this thesis we consider a distributed precoded multicell approach, where the precoders are computed locally at each BS to mitigate the intercell interference. Two precoder are considered: distributed zero forcing (DZF) and distributed virtual signal-to-interference noise ratio (DVSINR) recently proposed. Then the system is further optimized by computing a power allocation algorithm over the subcarriers that minimizes the average bit error rate (BER). The considered algorithms are also evaluated under imperfect channel state information. A quantized version of the CSI associated to the different links between the BS and the UT is feedback from the UT to the BS. This information is then employed by the different BSs to perform the precoding design. A new DVSINR precoder explicitly designed under imperfect CSI is proposed.
The proposed schemes were implemented considering the LTE specifications, and the results show that the considered precoders are efficiently to remove the interference even under imperfect CSI.O crescimento exponencial no tráfego de comunicações sem-fios e no número de dispositivos utilizados (smart phones, computadores portáteis, etc.) está a causar um aumento significativo nos níveis de interferência, que prejudicam significativamente os ganhos de capacidade assegurados pelas tecnologias baseadas em ligações ponto-a-ponto MIMO. Deste modo, torna-se cada vez mais necessário que os grandes aperfeiçoamentos na eficiência espectral de sistemas de comunicações sem-fios tenham em consideração a interferência entre células. De forma a tomar em consideração estes aspectos, uma nova arquitectura celular terá de ser desenvolvida. É assim, neste contexto, que surge o LTE-Advanced.
Uma das tecnologias mais promissoras do LTE-Advanced é a Coordenação Multi-Ponto (CoMP), que permite que as estações base cooperem de modo a mitigar a interferência entre células e, deste modo, aumentar a capacidade do sistema. Esta dissertação pretende estudar este conceito, implementando para isso algumas técnicas que se enquadram no conceito do CoMP.
Nesta dissertação iremos considerar a implementação de um sistema de pré-codificação em múltiplas células, em que os pré-codificadores são calculados em cada BS, de modo a mitigar a interferência entre células. São considerados dois pré-codificadores: Distributed Zero Forcing (DZF) e Distributed Virtual Signal-to-Interferance Noise Ratio (DVSINR), recentemente proposto. De seguida o sistema é optimizado com a introdução de algoritmos de alocação de potência entre as sub-portadoras com o objectivo de minimizar a taxa média de erros (BER). Os algoritmos considerados são também avaliados em situações em que a informação do estado do canal é imperfeita. Uma versão quantizada da CSI associada a cada uma das diferentes ligações entre as BS e os UT é assim enviada do UT para a BS. Esta informação é então utilizada para calcular os diferentes pré-codificadores em cada BS. Uma nova versão do pré-codificador DVSINR é proposta de modo a lidar com CSI imperfeito.
Os esquemas propostos foram implementados considerandos especificações do LTE, e os resultados obtidos demonstram que os pré-codificadores removem de uma forma eficiente a interferência, mesmo em situações em que a CSI é imperfeita
