Técnicas de diversidade aplicadas a sistemas θ-QAM para canais com desvanecimento. - LOPES, Rafael Fernandes. (2013)
Técnicas de diversidade têm sido propostas para melhorar o desempenho dos sistemas de comunicações, com diferentes características em termos de complexidade e desempenho. Esta tese de doutorado contempla a utilização de técnicas de diversidade combinadas com a adoção do esquema de modulação θ-QAM (Theta Quadrature Amplitude Modulation). As constelações θ-QAM representam uma família de esquemas paramétricos de modulação em quadratura, em que os símbolos adjacentes são vértices de triângulos isósceles com ângulo de parametrização θ. A mudança do ângulo θ produz diferentes constelações de sinais, uma característica que pode ser explorada para melhorar o desempenho de diferentes técnicas de diversidade. Adicionalmente, constelações θ-QAM são utilizadas para aumentar o ganho de desempenho dos esquemas de modulação adaptativa, pois além da mudança dinâmica na densidade das constelações é realizada a mudança de sua estrutura interna. Nesta tese, as técnicas de diversidade de modulação e cooperativa são analisadas, e seus desempenhos são avaliados considerando o uso de esquemas θ-QAM. Além disso, analisa-se a otimização da estrutura interna da constelação (ângulo θ) e dos parâmetros de operação de cada técnica. Aproximações adequadas para o cálculo das taxas de erro de símbolo e de bit dos esquemas propostos são obtidas. As avaliações são feitas considerando os modelos de desvanecimento Nakagami-m e κ-μ para o canal de comunicações. Entre as principais contribuições obtidas, merecem destaque as seguintes: desenvolvimento de uma expressão para avaliação do valor ótimo do ângulo θ em função da SNR; desenvolvimento e avaliação de um sistema de modulação adaptativa baseado no uso dos esquemas θ-QAM em diferentes condições de desvanecimento, utilizando o modelo de desvanecimento κ-μ; avaliação de desempenho da técnica de diversidade de modulação e de seus parâmetros de operação em canais Nakagami-m e κ-μ usando diferentes expressões analíticas propostas nesta tese; combinação dos esquemas de modulação adaptativa e de diversidade de modulação a fim de melhorar o desempenho do sistema; avaliação do desempenho de técnica de diversidade de modulação, em canais sujeitos à correlação temporal e aos erros de estimação do canal; avaliação da técnica de diversidade de modulação em canais κ-μ combinada com um esquema de diversidade espacial baseado em um combinador de razão máxima (Maximumratio Combining – MRC); desenvolvimento de uma expressão para avaliar a probabilidade de erro de símbolos de sistemas θ-QAM com diversidade cooperativa em canais κ-μ; e otimização de sistemas de diversidade cooperativa por meio da técnica de rearranjo de constelações.