Análisis comparativo de la estimación del canal en sistemas de MIMO masivo con desvanecimiento Rician correlacionado y no correlacionado

Abstract

MIMO masivo es una tecnología clave en redes celulares 5G y superiores, por las prometedoras mejoras en eficiencia espectral, eficiencia energética, eficiencia de hardware, confiabilidad, seguridad y tasa de transmisión, utilizando además un procesamiento relativamente simple en la recepción. Este trabajo evalúa el enlace ascendente de un sistema MIMO masivo sobre un canal con desvanecimiento Rician no correlacionado espacialmente, derivando expresiones asintóticas y de forma cerrada exacta del factor de reducción de interferencia como un indicadores clave de rendimiento, que son validadas a través de simulaciones de Monte-Carlo para diferentes escenarios representativos y que muestran que el aumento de la potencia del componente especular, limita la capacidad del sistema para reducir la interferencia. Por otro lado, el sistema es evaluado desde el punto de vista de estimación de canal a través del error cuadrático medio normalizado, cuando existe un desvanecimiento con correlación espacial, por lo cual se derivan expresiones de forma cerrada exacta en función del factor de Rician, mostrando los resultados numéricos que a medida que aumenta la potencia del factor de Rician, también se observa que el error cuadrático medio normalizado aumenta, siendo lo contrario cuando aumenta la correlación espacial; asimismo, cuando existe un mayor número de antenas en el receptor o una mayor relación señal a ruido efectiva, se garantiza un error cuadrático medio normalizado menor. Con desvanecimiento de Rayleigh se obtuvieron mejores resultados del factor de reducción de interferencia y del error cuadrático medio normalizado. Por tanto, las expresiones desarrolladas constituyen en una herramienta interesante para el diseño de sistemas MIMO masivo.