Estimación de canal y selección adaptativa de código espacio-tiempo en sistemas de diversidad en transmisión

Abstract

RESUMEN: Las técnicas de estimación de canal y de adaptación de la transmisión a las condiciones del entorno son temas de interés actual al estudiar la aplicación de técnicas de diversidad en transmisión en la tercera y cuarta generación de sistemas inalámbricos. En esta tesis se realiza un análisis del impacto del error de estimación de canal y la correlación en sistemas OFDM con diversidad en transmisión basados en codificación espacio-tiempo por bloques (STBC), se proponen técnicas de estimación de canal para estos sistemas y se propone una técnica de adaptación de la transmisión mediante la selección de código espacio-tiempo. En primer lugar, una técnica sencilla de mínimos cuadrados en el dominio de la frecuencia permite la estimación de canal en sistemas con dos antenas y constelaciones complejas, y con tres o cuatro antenas y constelaciones reales o complejas, utilizando STBCs ortogonales como bloques de entrenamiento. En segundo lugar, una representación 'sobre-completa' permite hacer una estimación diferencial de canal para un sistema con tres antenas transmisoras mediante la selección a partir de un banco de posibles estimadores, basándose en la redundancia provista por la matriz de transmisión no cuadrada del código ortogonal esporádico de tasa 3/4 para tres antenas transmisoras.

En el contexto de sistemas con adaptación del transmisor, la técnica propuesta de diversidad por selección adaptativa de código espacio-tiempo se basa en el estado instantáneo del vector de canal y en un conjunto de niveles umbrales hallados fuera de línea en función del período de realimentación. Los resultados indican que esta técnica proporciona buenas prestaciones en canales correlados e incorrelados. Su aplicación a sistemas OFDM ha sido estudiada, superando a técnicas de selección de antena y a otras técnicas de transmisión adaptativa.

ABSTRACT: Channel estimation and adaptive transmission techniques are areas of increasing interest these days when considering transmit diversity systems for the 3G and 4G wireless communication systems. In this thesis an analysis of the channel estimation and channel correlation impact on transmit diversity OFDM systems based on space-time block coding (STBC) is presented, two channel estimation techniques are outlined and an adaptive space-time code selection technique is proposed. First, a simple frequency domain least square technique allows channel estimation for two transmitter systems with complex constellation, and three or four transmitter systems with real or complex constellation, using orthogonal STBCs as training blocks. Second, an 'overcomplete' representation allows a di.erential channel estimation for three transmitter systems through the instantaneous selection from a bank of estimators, based on the redundacy provided by the non-square transmission matrix of the sporadic 3/4-rate STBC for three transmitters.

In the context of transmit adaptive systems, the proposed adaptive space-time code selection technique is based on both the instantaneous channel vector state and a set of predetermined threshold levels found o.-line as a function of the feedback period. Analytical and simulation results show that the proposed technique has a good performance in the presence of correlated and uncorrelated channels. Its application to OFDM systems has been considered, outperforming classical antenna selection techniques and other closed-loop adaptive transmission techniques.