Tesis doctoral - Ficha 

Título Performance of SC-FDMA with diversity techniques over land mobile satellite channel
Estado Finalizado
Autor Jyoti Ramesh Gangane  
Director/es Mari Carmen Aguayo Torres ,   Juan Jesús Sánchez Sánchez
Universidad Universidad de Málaga
Centro Escuelta Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación
Departamento Ingeniería de Comunicaciones
Fecha lectura 08-07-2016
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La expansion vista en las tecnologas inalambricas durante las ultimas dos decadas es el

resultado directo de la creciente demanda de las transmisiones de datos a alta velocidad. La

asociacion Third Generation Partnership (3GPP) desarrollo el estandar Long Term Evolution

(LTE) para cumplir los requisitos de alta velocidad de datos. Ademas de las comunicaciones

celulares, los sistemas moviles terrestres por satelite (Land Mobile Satellite, LMS) son una

parte importante de los sistemas inalambricos. El sistema LMS proporciona servicios que no

son factibles a traves de sistemas terrestres a traves de una amplia red con un bajo costo. Se

espera que la proxima generacion de sistemas inalambricos sea formada por la convergencia

de lo que ahora se consideran sistemas independientes.

La demanda de la alta velocidad de datos resulta en una importante interferencia entre

smbolos (Inter-Symbol Interference, ISI) para los sistemas monoportadora en canales de

ancho de banda y potencia limitada. Superar la selectividad en el tiempo y la frecuencia

del canal de propagacion requiere el uso de potentes tecnicas de procesamiento de se~nales.

Ejemplos recientes incluyen diferentes tecnicas de diversidad de transmision/recepcion para

alta velocidad de datos, as como el uso de multiples antenas en el transmisor/receptor,

en la tecnica conocida como Multiple-Input Multiple-Output (MIMO). Estas tecnologas

proporcionan ventajas signi cativas sobre los sistemas de antenas individuales que incluyen

mejor abilidad en entornos de desvanecimiento y caudales de datos mas altas. En ciertos

entornos (tales como el enlace ascendente de un enlace movil) unicamente una antena esta

disponible en la transmision. Por lo tanto, solo son factibles esquemas con entrada individual

y salida unica (Single Input Single Output, SISO) o transmisiones con entrada unica y

multiples salidas (Single Input Multiple Output, SIMO).

La multiplexacion por division ortogonal en frecuencia (Orthogonal Frequency-Division

Multiplexing, OFDM) es una tecnica de modulacion ampliamente utilizada por su robustez

frente a la selectividad en frecuencia de los canales, su escalabilidad y su compatibilidad

MIMO. Sin embargo, sufre de una alta relacion de potencia de pico a promedio

(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR) que puede causar muchos problemas en el enlace

descendente de las transmisiones por satelite y en el enlace ascendente de las comunicaciones

celulares. La razon es que se necesitan ampli cadores de alta potencia muy lineales, lo que

resulta costoso energeticamente para la transmision.

La tecnica monoportadora con acceso multiple por division de frecuencia (Single Carrier

Frequency-Division Multiple Access, SC-FDMA) se ha convertido en una alternativa a

OFDM que se utiliza espec camente en el enlace ascendente de LTE. SC-FDMA es capaz

de reducir la PAPR en la transmision, dando lugar a una relajacion de las limitaciones

en cuanto a la e ciencia de potencia necesaria en los terminales de usuario y las unidades

satelite. SC-FDMA puede ser descrito como una version de OFDMA en el que se incluyen

una etapa de pre-codi cacion y de pre-codi cacion inversa en el transmisor y el receptor

respectivamente. As, los smbolos se transmiten en tiempo, pero despues de ser procesados

en la frecuencia. Incluso con el uso de OFDMA o SC-FDMA, la ISI tiene que ser compensada

por la igualacion, que normalmente se realiza en el dominio de frecuencia.

El objetivo de esta tesis es proporcionar un analisis matematico del comportamiento de

SC-FDMA en un canal movil terrestre por satelite (Land Mobile Satellite, LMS). Para este

proposito, el canal se modela como un canal Rice sombreado tal que la lnea de vision (Line of

Sight, LOS) sigue la distribucion de Nakagami. En primer lugar, se describen las tecnicas de

modulacion multiportadora OFDMA y SC-FDMA. A continuacion, se lleva a cabo un analisis

de OFDMA y SC-FDMA basado en el ruido complejo recibido a la entrada del detector. Se

evalua la probabilidad de error de bit (Bit Error Rate, BER) de SC-FDMA para diferentes

profundidades del desvanecimiento y de la diversidad de antena en el receptor. Tambien

se evalua su e ciencia espectral para el canal LMS. Por ultimo, se abordan las tecnicas de

diversidad y se evaluan las tecnicas conocidas como Maximal Ratio Combining (MRC) y

Equal Gain Combining (EGC).


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