On large scale antenna systems and their applications to machine type communications [recurso eletrônico] = Estudo sobre MIMO massivo e suas aplicações em comunicações de máquina
Felipe Augusto Pereira de Figueiredo
TESE
Inglês
T/UNICAMP F469o
[Estudo sobre MIMO massivo e suas aplicações em comunicações de máquina]
Campinas, SP : [s.n.], 2019.
1 recurso online (169 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Gustavo Fraidenraich
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Resumo: MIMO é uma das tecnologias mais promissoras para a próxima geração de redes de comunicação sem fio, pois tem o potencial de fornecer enormes melhorias tanto em eficiência espectral e quanto em eficiência energética. Esta tese apresenta algumas contribuições para o campo de pesquisas de MIMO...
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Resumo: MIMO é uma das tecnologias mais promissoras para a próxima geração de redes de comunicação sem fio, pois tem o potencial de fornecer enormes melhorias tanto em eficiência espectral e quanto em eficiência energética. Esta tese apresenta algumas contribuições para o campo de pesquisas de MIMO massivo e pode ser dividida em duas partes. Na primeira parte, nós identificamos problemas e soluções na área de pesquisa de MIMO massivo e propomos um esquema baseado em MIMO massivo para lidar com o problema da comunicação de serviços mistos no UL, onde a estação radio base (BS) tem que servir não apenas dispositivos de comunicação do tipo humano (HTC) mas também um possível número massivo de dispositivos de comunicação do tipo máquina (MTC). Nosso estudo mostra que à medida que o número de antenas instaladas em uma BS aumenta progressivamente, o desempenho de detectores lineares sub-ótimos se aproxima dos detectores ótimos, como por exemplo, os detectores de Cancelamento Sucessivo de Interferência (SIC). Além disso, provamos que a energia irradiada por cada um dos dispositivos MTC pode ser reduzida proporcionalmente ao número de antenas implantadas na BS. Essa conclusão é de extrema importância para dispositivos MTC de baixo custo e com restrição de energia, que devem funcionar por muitos anos sem que suas baterias sejam trocadas. Na segunda parte desta tese, nós estudamos o problema de estimação de canal em sistemas MIMO massivos com múltiplas células. Os ganhos de multiplexação espacial, prometidos pela tecnologia MIMO massivo, só podem ser alcançados se uma estimação de canal precisa estiver disponível tanto no transmissor quanto no receptor para operações de pré-codificação e detecção, respectivamente. No entanto, a reutilização de frequências e sequências piloto em sistemas de comunicações multicelulares leva à degradação no desempenho da estimação de canal. Essa degradação é causada principalmente por interferência coerente, conhecida como contaminação por piloto. Nesta parte de nosso estudo, propomos e avaliamos o desempenho de estimadores de canal simples e efetivos para sistemas com portadoras múltiplas e únicas. Nós mostramos que os estimadores propostos são capazes de operar sob contaminação por piloto moderada a forte sem conhecimento prévio das estatísticas do canal
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Abstract: Massive multiple-input multiple-output (MIMO) is one of the most promising technologies for the next generation of wireless communication networks because it has the potential to provide huge improvements in SE and energy efficiency. This thesis comprises of some contributions to the...
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Abstract: Massive multiple-input multiple-output (MIMO) is one of the most promising technologies for the next generation of wireless communication networks because it has the potential to provide huge improvements in SE and energy efficiency. This thesis comprises of some contributions to the massive MIMO field and can be divided into two parts. In the first part, we identify issues and solutions in the key research area of massive MIMO and propose a massive MIMO-based scheme to tackle the mixed-service communication problem, where the BS has to serve not only human-type communication (HTC) devices but also a possible massive number of machine-type communication (MTC) devices. Our study shows that as the number of BS antennas progressively increases, the performance of sub-optimal linear detectors approaches that of optimum detectors, such as the SIC detectors. We additionally prove that the power radiated by each one of the MTC devices can be reduced proportionally to the number of antennas deployed at the BS. This finding is of utmost importance to low-cost and power-constrained MTC devices, which are expected to work for many years without having their batteries changed. In the second part, we study the channel estimation problem in multi-cell massive MIMO systems. The spatial multiplexing gains, promised by the massive MIMO technology, can only be achieved if accurate channel estimation is available at both the transmitter and receiver for precoding and detection operations, respectively. However, the reuse of frequencies and pilot sequences in multi-cell communications systems leads to degradation in the channel estimation performance. This degradation is mostly caused by coherent interference, which is known as pilot contamination. In this part of our study, we devise and assess the performance of a simple and effective channel estimator for multi- and SC-FDMA systems. We show that the proposed estimators are able to work under moderate to strong pilot contamination without previous knowledge of the channel statistics
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Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
Fraidenraich, Gustavo, 1975-
Orientador
Cardieri, Paulo, 1964-
Avaliador
Lima, Eduardo Rodrigues de, 1969-
Avaliador
Mendes, Luciano Leonel
Avaliador
Dias, Cláudio Ferreira, 1981-
Avaliador
On large scale antenna systems and their applications to machine type communications [recurso eletrônico] = Estudo sobre MIMO massivo e suas aplicações em comunicações de máquina
Felipe Augusto Pereira de Figueiredo
On large scale antenna systems and their applications to machine type communications [recurso eletrônico] = Estudo sobre MIMO massivo e suas aplicações em comunicações de máquina
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