Análisis de las pérdidas de eficiencia por estima de canal en un sistema MIMO Masivo en un entorno multiusuario/multicelda: simulación y diseño de un caso práctico

Abstract

En la actualidad existe una creciente demanda en el aumento de la velocidad de transmisión de los sistemas de comunicaciones. Con el fin de satisfacer este aumento en la capacidad, los sistemas de comunicaciones inalámbricas ofrecen distintas alternativas. Una posibilidad consiste en aumentar la eficiencia espectral del sistema, permitiendo así alcanzar velocidades de transmisión más elevadas sin necesidad de incrementar el ancho de banda de funcionamiento del sistema. La tecnología MIMO Masivo, emplea un número elevado de antenas en la estación base en comparación con el número de usuarios a los que se da servicio en la célula. Este sistema aprovecha el multitrayecto producido en los sistemas de comunicaciones inalámbricas de forma que la multiplexación de los distintos usuarios a los que se da servicio se realice por medio de multiplexación espacial. De esta forma, los usuarios transmiten empleando los mismos recursos de tiempo y frecuencia diferenciándose en el espacio. La multiplexación espacial únicamente es posible si se tiene conocimiento del canal. Por este motivo, el principal aspecto que condiciona las prestaciones del sistema, a diferencia de los sistemas convencionales, son las interferencias debidas a la dificultad de estimar los enlaces entre múltiples antenas y múltiples usuarios en canales variantes con el tiempo y no el ruido térmico. Adicionalmente, un incremento masivo del número de antenas en la estación base implica reducir la potencia de transmitida, ofrecer un servicio uniformemente bueno a lo largo de toda la célula y permite que los precodificadores y decodificadores más simples, como son Zero-Forcing (ZF) y Maximum Ratio Combining (MRC), sean muy efectivos. A lo largo del proyecto se va a analizar de qué manera los distintos parámetros del sistema hacen variar las prestaciones del mismo. Se estudiará, entre otros escenarios, la reducción de potencia que conlleva aumentar el número de antenas en la estación base, la variación producida en la capacidad del sistema al modificar el porcentaje de recursos destinados a entrenamiento del canal o la contribución a la interferencia de los usuarios de células vecinas.