Orientador: Gustavo Fraidenraich / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T14:04:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_ClaudioFerreira_M.pdf: 2549404 bytes, checksum: f598574a9ffc99ccac622c31837c49dd (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho apresenta um sistema de comunicação utilizado para fazer testes em sistemas wireless com múltiplas antenas. A implementação deste sistema foi baseada em Software Defined Radio que faz uso de software para substituir partes físicas de um rádio tradicional. Apresenta-se inicialmente alguns fundamentos teóricos, seguido por uma descrição geral do sistema e, finalmente, a implementação. A ênfase do texto é dada às estruturas de codificação, decodificação, sincronismo e estimação das condições do canal. Foi escolhido para a codificação e decodificação o esquema de transmissão Alamouti de duas antenas transmissoras e uma receptora. Como resultado o trabalho apresenta gráficos de desempenho obtidos de testes realizados com este sistema / Abstract: This work presents a communication system testbed for wireless systems with multiple antennas. The implementation of the system was based on Software Defined Radio that uses software instead of physical parts of traditional radio. We initially present some theoretical fundamentals, followed by general description of the system and, finally, the implementation. The text emphasis is addressed to the structures of coding, decoding, synchronism and state channel estimation. For the coding and decoding the Alamouti transmission schematic with two receive and one transmit antennas was chosen. As results, the work presents performance plots of the tests performed with this system / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

[pt] Sistemas multi-input multi-output (MIMO) massivos livres de células são uma variante de sistemas MIMO multi-celulares que consideram a ausência de células. Desta forma, a interferência entre as células é minimizada e a capacidade de cobertura do sistema é melhorada devido à menor distância entre os pontos de acesso (APs) e os usuários. É uma solução de comunicação MIMO massiva multi-usuário que envolve um número estendido de APs que podem ser equipados com tecnologia MIMO para fornecer serviço a usuários simultaneamente. Os APs são controlados por uma unidade central de processamento (CPU) para garantir a coordenação dentro da rede e para processamento e decodificação de informação. Possíveis arranjos para a arquitetura livre de células incluem esquemas centralizados e descentralizados. Para a configuração centralizada, os APs enviam todas as suas estimativas de canal e informações recebidas para a CPU por meio de enlaces de transporte frontais para processamento e detecção de sinais. Além disso, na arquitetura centralizada, os APs atuam como repetidores na rede. Outro nível de cooperação para sistemas MIMO massivos livre de células é o esquema descentralizado. Nesta proposta de tese, a arquitetura dos sistema MIMO massivos livres de células no canal reverso é estudada para as implementações centralizadas e descentralizadas. Em particular, estuda-se o desempenho de técnicas de mitigação de interferência para essas redes supondo-se conhecimento perfeito de canal e usando técnicas de detecção lineares e não lineares, seleção de APs, e esquemas iterativos de detecção e decodificação com códigos LDPC para melhorar o desempenho do sistema e reduzir a carga de sinalização. Para o caso em que há falta de compartilhamento de informações sobre os canais, o uso de pilotos para obter estimativas de canais é considerado e explorado. / [en] Cell-free massive multiple-input multiple-output (CF-mMIMO) is an advanced variant of network multiple-input multiple-output (MIMO) which considers absence of cell boundaries. Thus, the interference between cells in cellular systems is greatly minimised and the system s coverage capacity is improved due to the shorter distances between the access points (APs) and the users. It is a multi-user massive MIMO communications solution that involves an extended number of APs that can either be equipped with MIMO or single antennas to provide service to users simultaneously. The APs are controlled by a central processing unit (CPU) to ensure coordination within the network and for information processing and decoding. Possible arrangements for the CF-mMIMO architecture include, but are not limited to: centralized and decentralized schemes. In this thesis, the uplink of a CF-mMIMO system architecture is studied for the centralized and decentralized implementations. In particular, we study the performance of interference mitigation techniques for CF-mMIMO networks using iterative detection and decoding (IDD) schemes. The performance of the system is studied assuming perfect and imperfect channel state information (CSI). Access point selection based on the effective channel gain to make the network more practical and scalable are devised. The use of low-density parity check (LDPC) codes that adopt message passing has been investigated. Furthermore, log likelihood ratio (LLR) refinement strategies have been proposed to improve decentralized processing for CF-mMIMO networks. Finally, the performance of the considered schemes is analyzed theoretically and simulations are used to assess the performance in terms of BER, number of fronthaul signaling, and computational cost.