Sistemas de Comunicações sem Fio com Múltiplas Antenas

Sistemas de Comunicação sem Fio com Múltiplas Antenas

Os sistemas de comunicação de dados atuais operam com taxas de transmissão cada vez mais elevadas. Um grande desafio tem sido projetar equipamentos que suportem estas taxas respeitando algumas limitações práticas como faixa de freqüências, potência de transmissão e confiabilidade no enlace. Este desafio se torna ainda maior quando a transmissão dos sinais é feita por ondas de rádio, pois as adversidades encontradas no canal de comunicação sem fio dificultam sobremaneira a transmissão de informação neste meio. A utilização de técnicas de diversidade, que permitem ao receptor enxergar o sinal transmitido sob condições de canais diferentes, torna mais confiável a transmissão de dados a altas taxas em sistemas sem fio. Em particular, a diversidade espacial (múltiplas antenas) vem sendo muito utilizada, pois fornece ganhos sem induzir perdas na eficiência do espectro. Adicionalmente, a capacidade de sistemas com múltiplas antenas, também conhecidos como sistemas com múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO, do inglês: Multiple Input Multiple Output), tem um aumento significativo quando comparada a de sistemas que utilizam apenas uma antena transmissora e uma receptora [TELATAR, 1999; FOSCHINI, 1988].

Devido a estas características, os sistemas MIMO têm sido alvo de inúmeras pesquisas em comunicações sem fio, sendo que algumas dessas já resultaram em grandes avanços na área [TAROKH, 1998; ALAMOUTI, 1998; FOSCHINI, 1996]. Alguns exemplos atuais como o padrão de telefonia celular CDMA-2000 [YANG, 2004] e o padrão de redes metropolitanas sem fio WiMAX [GHOSH, 2005], já contam com módulos para operar com múltiplas antenas. Com isso, nota-se que os novos sistemas de comunicação sem fio estão tendendo a utilizar a tecnologia MIMO, tornando a pesquisa nesta área de grande interesse prático.

Descrição

Neste projeto serão realizados estudos sobre sistemas de comunicação sem fio com múltiplas antenas (MIMO), sendo estes estudos concentrados na busca de novas técnicas de codificação de canal para sistemas MIMO e na adição de técnicas MIMO existentes ao sistema de rádio digital DRM.

Resultados Esperados

• Submeter um artigo para periódico internacional sobre novas técnicas de codificação de canal para sistemas MIMO
• Submeter um artigo para congresso nacional de iniciação científica sobre o desempenho do sistema DRM utilizando técnicas MIMO
• Ter um simulador básico do sistema de transmissão do DRM em SIMULINK.

Referências

ALAMOUTI, S. M. A simple transmit diversity technique for wireless communications. IEEE J. Select. Areas Commun., v. 16, p. 1451–1458, Out. 1998.

FOSCHINI, G. J. ; GANS, M. J. On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas. Wireless Personal Commun., v. 6, p. 311–335, Mar. 1998.

FOSCHINI, G. Layered space-time architecture for wireless communications in a fading environment when using multiple antennas. Bell Labs Tech. J., 41-59, 1996

GHOSH, A. et al. Broadband Wireless Access with WiMax/802.16: Current Performance Benchmarks and Future Potential. IEEE Communications Magazine, p. 129-136, Fev. 2005.

TAROKH, V. et al. Space-time block codes from orthogonal designs. IEEE Trans. Inform. Theory, v. 45, p. 1456–1467, Jul. 1999.

TAROKH, V. et al. Space-time codes for high data rate wireless communications: performance criterion and code construction. IEEE Trans. Inform. Theory, v. 44, n. 2, p. 744–765, Mar. 1998.

TELATAR, E. Capacity of multi-antenna Gaussian channels. European Transactions on Telecommunications, p. 585–595, Nov. 1999.

YANG, S. C. 3G CDMA2000 Wireless System Engineering. 1. ed. Artech House, 2004