[pt] Esta dissertação enfoca a combinação de duas conhecidas e eficazes tecnologias usadas em muitas redes de comunicação atuais, as técnicas de transmissão Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) e Multiple-Input Multiple-Output (MIMO). Sistemas MIMO-OFDM unem as vantagens conhecidas da comunicação MIMO, como altas taxas de dados e ampliação da confiabilidade do link, com as características marcantes da transmissão OFDM, como comunicação livre de interferência entre símbolos e a equalização simples no domínio da frequência. Este trabalho apresenta em detalhes a modelagem de sinais do sistema MIMO-OFDM e o processamento adequado no receptor para realizar detecções desacopladas dos sub-símbolos OFDM. Além disso, estratégias de seleção de antenas são propostas para aumentar o desempenho do sistema, explorando cenários em que o transmissor ou receptor está equipado com mais antenas do que o número de cadeias de radiofrequência (RF). Esses procedimentos são baseados em métricas específicas propostas para cada cenário. A avaliação de desempenho inclui sistemas equipados com técnicas de equalização linear e sistemas com pré-codificadores, como Zero-Forcing (ZF) e Minimum Mean Square Error (MMSE). Os resultados de simulação evidenciam que as estratégias de seleção da antena resultam em uma melhoria significativa no desempenho do sistema. / [en] This thesis focuses on the combination of two well-known effective technologies used in many of today s communication networks, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and Multiple-Input Multiple- Output (MIMO). It unites the well-known advantages of MIMO communication, such as high data rates and improved link reliability to the characteristics of OFDM, known as intersymbol-interference-free communication and simple frequency-domain equalization. This work presents in detail the signal modelling of MIMO-OFDM system and the adequate processing at the receiver to perform decoupled detections per OFDM subsymbol. In addition, antenna selection strategies are proposed to increase system performance by exploiting some scenarios when the transmitter or receiver is equipped with more antennas than the number of radiofrequency (RF) chains. These procedures are based on the specific metric for the current scenario. The performance of the system is evaluated employing linear equalization or precoding techniques, such as Zero-Forcing (ZF) and Minimum Mean Square Error (MMSE). Simulation results evidence that antenna selection strategies result in significant system performance improvement.

[pt] Esta dissertação enfoca o enlace direto de sistemas MIMO multiusuário com pré-codificação onde a estação base e os terminais dos usuários possuem múltiplas antenas mas transmitem e recebem, respectivamente, símbolos de informação através de subconjuntos selecionados de seus conjuntos de antenas. O trabalho considera sistemas que utilizam técnicas de précodificação linear como Zero Forcing (ZF) e Minimum Mean Square Error (MMSE). Expressões gerais que descrevem os sistemas e relacionam a energia gasta na transmissão com a energia disponível para a detecção em cada usuário são apresentadas. Com base nestas relações, um procedimento para seleção de antenas na transmissão é proposto visando a minimização da probabilidade de erro. Um algoritmo de busca não exaustiva denominado ITES (Iterative Search) foi desenvolvido e testado e mostrou-se capaz de, com apenas uma pequena fração do esforço computacional, fornecer um desempenho próximo ao da seleção ótima, que demanda uma busca exaustiva. A seleção de antenas na recepção é também efetuada usando um critério de otimização semelhante. O caso geral da seleção conjunta de antenas na transmissão e na recepção contempla a combinação de ambas estratégias, resultando na redução da complexidade tanto na estação base, quanto nos terminais dos usuários. Os resultados de desempenho em termos da taxa de erro de bit, obtidos por meio de simulações e abordagem semianalítica, são apresentados para diferentes cenários. / [en] This thesis focuses on the downlink of a multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) systems where the Base Station (BS) and the users stations (UEs) transmit and receive information symbols, respectively, by selected subset of their antennas. The performance of the system is evaluated employing linear precoding techniques as Zero Forcing (ZF) and Minimum Mean Square Error (MMSE). A general model to describe the system and expressions that relate the energy spent in transmission with the energy available for detection at each user are presented. A transmit antenna selection procedure is proposed aiming at the minimization of the detection error probability. A suboptimal search algorithm, called ITES (Iterative Search), able to deliver a performance close to the one resulting from the optimal exhaustive search selection is also proposed. The receive antenna selection is also performed using a similar optimization criterion. Joint antennas selection at the transmitter and receiver contemplates the efficient combination of both strategies, leading to a complexity reduction in BS and UEs. BER performance results, obtained via simulation and semi-analytical approaches, are presented for different scenarios.