Análisis y desempeño de arreglos MIMO aplicando pre-Codificación Tomlinson Harashima para canales FLAT FADING en comunicaciones inalámbricas

Abstract

Este trabajo fundamenta los sistemas de múltiple entrada – múltiple salida (MIMO) de único usuario (SU-MIMO), su comportamiento en canales con desvanecimiento lento y la distribución de la información del estado del canal (CSI) en la estación base (BS). Presenta la transición de pensar en sistemas MIMO de único usuario (SU) hacia MIMO de múltiples usuarios (MU), dando lugar a los sistemas MIMO Multiusuario (MU-MIMO) y expone los tipos de precodificadores (lineal y no lineal) que permiten mitigar la interferencia multiusuario (MUI) y entre antenas (IAI). Se evidencia la introducción de los sistemas SU-MIMO y MU-MIMO en la capa física (PHY) de los estándares de comunicación inalámbrica actuales, como: IEEE 802.11, IEEE 802.16 y 3GPP LTE; el resultado una tabla comparativa con el tipo de sistema y el precodificador recomendado en cada uno. Se analiza el desempeño en términos de la tasa de error del bit (BER) y de la capacidad total del canal downlink que logra un sistema MU-MIMO con N_B×K= 4 x (1,1,1,1) y N_B×K= 4 x (2,2). En estos dos sistemas se propone un esquema de procesamiento que implementa la THP, partiendo de la descomposición LQ (LQD) para el primer caso y el uso del algoritmo BD-GMD para el segundo; ambos diseñados bajo un criterio (“Zero Forcing”). Finalmente, compara el desempeño de los esquemas de procesamiento propuestos versus los esquemas que emplean los precodificadores tradicionales y expone las conclusiones derivadas en las simulaciones de Matlab