[pt] As técnicas de múltiplo acesso mais cogitadas nas propostas para padrões de 3 geração de sistemas celulares envolvem alguma forma de CDMA ( Code Division Multiple Access)na qual os usuários podem transmitir simultaneamente na mesma faixa de freqüência sendo separáveis no receptor pela ortogonalidade, ou quase ortogonalidade, entre os sinais utilizados pelos diferentes usuários para transmissão de informação.Os receptores multiusuário, propostos para uso na 3 geração de sistemas celulares, realizam a detecção do sinal do usuário desejado conjuntamente com os sinais interferentes, resultando em um ganho de desempenho em relação aos receptores CDMA convencionais, que tratam os sinais interferentes como um simples ruído de fundo.Este trabalho tem por objetivo estudar a viabilidade de um receptor CDMA multiusuário hpibrido síncrono, que combina a eficiência do recepor Decorrelator no combate a interferência de múltiplo acesso (IMA) e sua simpicidade de implementação com a robustez e alto desempenho do receptor ótimo. Para evitar a complexidade inerente a estrutura de detecção ótima é sugerido que o conjunto de sinais na saída do estágio Decorrelator seja particionado em grupos e detectados de forma paralela e ótima. Esta técnica é conhecida como detecção ótima por grupos. Também é proposto e explorada a utilização de uma métrica para a formação dos grupos, baseada na minimização da probabilidade de erro de bit do usuário com pior desenpenho no sistema. Ao longo deste trabalho são exibidos resultados analíticos e de simulação, que comprovam a utilidade e exelente relação entre desempenho e complexidade da estrutura proposta em canais AWGN. Por fim, a estrutura proposta é avaliada para um canal com desvanecimento de Rayleigh plano. / [en] The most discussed multiple access techiniques for the 3G of mobile wireless systems involve some form of CDMA - Code Division Multiple Access- where the users can transmit simultaneously their signals in the same frequency band separable in the receiver by the orthogonality or, quasi- orthogonality, properties of the transmitted signals. Multiuser detectors MUD perform the detection of the desired user signal jointly with the signals transmitted by the remaining users, resulting in a better performance than the conventional CDMA receivers, that treat the interference created by the signals of other users simply as background noise.This work has the objective of investigating the viability of syncrhronous hybrid multiuser detector, wich combines the implementation simplicity and efficiency of the decorrelating multiuser detector in mitigating the multiple access interference with the robustness and high performance of the optimum multiuser detector.In order to avoid the complexity of the optimum multiuser detection scheme it is proposed to combine the signals from the decorrelator output into groups and perform optimal detection of the signals in each group. This approach is known as optimal group detection. Also in this work, a strategy on how to perform the grouping is proposed and explored. This strategy is based on the minimization the bit error probability of the user with the worst performance.Simulation and analytical results show the excellent trade-off between performance and complexity of the proposed optimum multiuser group detector in AWGN channels. The receiver performance is also evaluated in Rayleigh flat fading channels.

[pt] Este trabalho propõe um receptor multiusuário híbrido para utilização em um sistema DS/CDMA com modulação M-PSK e codificação convolucional. O receptor proposto é composto por um receptor decorrelator ao final do qual é realizada uma decodificação convolucional por grupos. Resultados de desempenho obtidos por simulações para grupos de dois usuários são apresentados e comparados com o desempenho do receptor convencional, formado por um banco de filtros casados, e com o desempenho do receptor decorrelator já proposto na literatura. / [en] This work proposes a hybrid multiuser receiver for a DS/CDMA system employing M-PSK modulation and convolutional coding. The proposed receiver is composed by a decorrelator receiver followed by a group convolutional decoder. Perfomance results obtained by simulation for groups of two users are presented and compared to the performance of a conventional receiver, composed of a bank of matched filters, and to the decorrelator receiver itself.

[pt] Esta tese apresenta novas estruturas e algoritmos adaptativos para detecção às cegas de sinais DS-CDMA. São investigados receptores cegos com restrições lineares baseados nas funções custo de mínima variância (CMV) e módulo constante (CCM). Algoritmos adaptativos do tipo Affine-Projection para estimação dos parâmetros do receptor são desenvolvidos e seu desempenho em estado estacionário é analisado. Também são apresentados algoritmos adaptativos para estimação às cegas do canal de comunicações. Em seguida, novas estruturas de canceladores de interferência são propostas. Primeiramente um cancelador de interferência paralelo (PIC) linear baseado na função custo CCM é proposto. Em seguida é desenvolvido um novo esquema não-supervisionado de cancelamento sucessivo de interferência (SIC), baseado no conceito de arbitragem paralela. Por fim, é apresentado um esquema híbrido (HIC) que combina a estrutura SIC com uma estrutura multi- estágio, resultando em melhores estimativas para detecção e desempenho uniforme para os usuários do sistema. / [en] This thesis presents new structures and adaptive algorithms for blind detection of DS-CDMA signals. Linearly constrained minimum variance (CMV) and constant modulus (CCM) receivers are investigated. Blind adaptive Affine- Projection like algorithms for receiver parameter estimation are derived and its steady-state performance is analyzed. Blind adaptive channel estimation algorithms are also presented. This work also proposes new interference cancellation structures. Firstly, a blind linear parallel interference canceller (PIC) based on the CCM cost function is proposed. Secondly, a new non-supervised serial interference canceller (SIC) based on the parallel arbitration concept is developed. Finally, an hybrid interference cancellation scheme (HIC) which combines SIC and multiple PIC stages is presented.

[pt] Este trabalho tem como finalidade estudar o problema da detecção de usuários no canal reverso de sistemas MIMO de larga escala, que são caracterizados pelo elevado número de elementos de transmissão e recepção, com foco na complexidade computacional e no desempenho em termos de taxa de erro destes sistemas. Inicialmente, os algoritmos de detecção da família Likelihood Ascent Search (LAS) são investigados e é desenvolvido um novo algoritmo de detecção, denominado de Random-List Based LAS (RLBLAS), capaz de atingir melhores taxas de erros com menor complexidade computacional do que os demais detectores considerados. Posteriormente, técnicas de detecção e decodificação iterativas (Iterative Detection and Decoding - IDD) em sistemas MIMO foram analisadas de forma a propor uma estratégia IDD de complexidade computacional reduzida a fim de viabilizar a sua aplicação em cenários massivos. Finalmente, o problema da contaminação por pilotos em sistemas MIMO multicelulares de larga escala, um dos principais limitadores do desempenho desse tipo de sistema, é estudado e estratégias de detecção com cooperação parcial entre as estações base componentes do sistema que visam mitigar os efeitos da contaminação por pilotos são propostas. As análises e afirmações realizadas durante a presente tese são sustentadas por resultados de simulações de Monte Carlo dos sistemas de comunicações em diversos cenários distintos, incluindo os casos em que são considerados os efeitos de correlação entre as antenas de transmissão/recepção, os efeitos de sombreamento e os erros de estimação dos estados dos canais de comunicações envolvidos. / [en] This work focuses on the multi-user multi-cellular large-scale MIMO reverse channel detection problem, where the number of transmitting and receiving antenna elements grows to the order of hundreds. In these scenarios, one major issue is the computational complexity of such systems. Therefore, this thesis aims to propose low-complexity techniques with good BER performance for the reverse channel detection of MIMO systems. Initially, the detection algorithms of the Likelihood Ascent Search (LAS) family are investigated and a new LAS based detector is proposed. This new detector, named Random-List Based LAS (RLB-LAS), is capable of achieving better BER with lower complexity then the other considered detectors. Next, iterative detection and decoding (IDD) techniques are analyzed in order to propose an IDD strategy applied to the detection and decoding of the reverse MIMO channel with reduced complexity to make possible its application to massive scenarios. Finally, the pilot contamination problem in multi-cellular large-scale MIMO systems, one of the major bounds on BER performance of these systems, are studied and some cooperative strategies are proposed in order to reduce the effects of this type of impairments. The analysis and statements of this thesis are supported by Monte Carlo simulation results of the considered systems in different scenarios, including the cases where the effects of transmitting and receiving antenna correlation, log-normal shadowing, and the estimation errors on the channel state information acquisition are considered.