Dissertação

{en_GB=Multiple Access Strategies for Spatial Modulation} {} EVALUATED

{pt=O objectivo principal deste trabalho foi analisar a viabilidade da Modulação Espacial como tecnologia a implementar e suportar os futuros sistemas 5G que estão a ser actualmente desenvolvidos. Isto foi realizado avaliando estratégias de múltiplo acesso aplicadas com Modulação Espacial em cenários de múltiplos utilizadores e encontrando uma solução que possa ser viável para uma implementação no mundo real. A solução encontrada para aplicar com a Modulação Espacial é baseada num esquema de CDMA espaciotemporal. O desempenho do sistema foi analisado testando a influência dos seus parâmetros principais em múltiplos cenários com vários detectores. Alguns cenários são de projectos 5G para compreender a sua viabilidade para sistemas 5G. Os parâmetros mais influentes são o número de antenas receptoras e de utilizadores, causando o primeiro um ganho de aproximadamente 4 dB. O segundo mostra uma degradação desprezável somente no descodificador de máxima verosimilhança. Nos restantes detectores sub-óptimos usados, o desempenho do sistema é degradado devido à presença de interferência de múltiplo acesso. A diversidade espacial associada às antenas transmissoras também foi analisada devido ao compromisso existente entre ortogonalidade e diversidade. Para o filtro adaptado, a diversidade não compensa a perda de ortogonalidade, contrariamente aos outros detectores, devido à sua vulnerabilidade com interferência de múltiplo acesso. A presença de correlação entre as antenas também degrada o desempenho em aproximadamente 2 dB. Para os cenários 5G testados, o sistema mostrou degradação desprezável para números maiores de utilizadores, demonstrando o seu potencial para se enquadrar bem nos futuros sistemas 5G., en=The main goal of this work was to analyze the viability of Spatial Modulation as a technology to implement and support future 5G systems that are currently being developed. This was done by evaluating multiple access strategies applied with Spatial Modulation in multiple user scenarios, and finding a solution that may be viable for a real world implementation. The solution found to apply with Spatial Modulation is a Space-Time CDMA based one. The system’s performance was analyzed by testing the influence of its main parameters in multiple scenarios with various detectors. Some scenarios are from 5G projects to understand its viability for 5G systems. The main influential parameters were the number of receive antennas and the number of users, the first with a gain of approximately 4 dB. The second one shows only a negligible degradation for a Maximum Likelihood decoder. For the other non-optimal detectors used, it degrades the performance due to the presence of multiple access interference. The spatial diversity associated with transmit antennas was also analyzed due to the existing trade-off between orthogonality and diversity. For the Matched filter detector, diversity does not compensate the loss of orthogonality, opposite to the other detectors, due to its vulnerability to multiple access interference. The presence of correlation between antennas also degrades performance in approximately 2 dB. For the 5G scenarios, the system shows negligible degradation for a higher number of users, demonstrating its potential to fit well in future 5G systems.}
{pt=5G, MIMO, Modulação Espacial, ST-CDMA, Desempenho de BER, ganho de SNR, en=5G, MIMO, Spatial Modulation, ST-CDMA, BER performance, SNR gain}

maio 11, 2017, 14:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Luís Manuel De Jesus Sousa Correia

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado