[pt] Este trabalho de tese trata do emprego de arranjos de
antenas em ambientes de comunicação móvel,dando-se ênfase
ao canal de dados reverso do Sistema IS-95. Propõe-se
dois estimadores: um para a direção de chegada dos sinais
e outro para outros dados.
Inicialmente é apresentado um estudo sobre arranjos de
antenas e dos principais detalhes do sistema
IS-95,especialmente a multiplicidade de acesso via
divisão por códigos (CDMA).Aborda-se em seguida o
problema da estimação da direção da chegada(DOA), onde se
constata que os algoritmos mais conhecidos na literarura
especializada, tais como Atraso-e-Soma, Capon, MUSIC e
ESPRIT, não apresentam desempenho satisfatório quando
empregados em ambiente CDMA.
Por isso, propõe-se uma versão do método de estimação de
máxima verossimilhança (ML) que utiliza a técnica
denominada de EM (-Expectation Maximization-).Seu emprego
permitir fracionar o problema de otimização
multidimensional gerado pelo estimador ML, em últimas
estimações de menor dimensão,simplificando sobremaneira a
solução. O estimador proposto além da DOA,permite ainda
estimar a atenuação e a defasagem dos sinais incidentes.
Através de simulações, constata-se que este estimador EM
apresenta um desempenho bastante satisfatório.Para tornar
mais completa a análise, faz-se ainda uma comparação da
variância do erro na estimação da DOA comolimitante de
Cramér-Rao.
Em presença de multipercursos, propõe-se quatro versões
de um estimador de dados, sendo que uma delas utiliza a
estrutura de treliça e objetiva a decisão sequencial dos
dados. O desenvolvimento de tais estimadores faz uso de
bases de espaços vetoriais para representar as funções de
walsh, sendo que as operações aritméticas convencionais .
Através de simulações constata-se que essas versões
apresentam diferentes relações entre de desempenho e
custo computacional, o que permite flexibilidade na
adequação do seu emprego. / [en] This thesis deals with antenna arrays when used in mobile
communication environment, but the emphasis is on the
reverse data link of IS-95. Two estimators are proposed:
one for the direction-of-arrival (DOA) and other for the
data. Initially, study of the antenna arrays is presented
together with the main details of the IS-95 System,
especially the details related to the code division
multiple access (CDMA). After that, the problem of dirction-
of-arrival estimation is discussed. It is shown that mostly
of the known estimators, such as Delay-and-Sum, Capon,
MUSIC and ESPRIT, do not offer reasonable performance when
used in CDMA environment. Therefore, a new Maximum-
Likelihood (ML) method is proposed using the so-called
Expectation Maximization (EM) algorithm. The main advantage
of using such approach is due to the fact that
multidimensional optimization required by ML estimation can
be split into several problems of lower dimension, thus
simplifying the solution. The proposed estimator, besides
the DOA estimation, also allows the estimation of
attenuation and phase shift of the arriving signals.
Simulations show that EM-estimator offers a fair
performance when compared to other methods. In order to
properly access the statistical significance of this study,
the of DOA-estimation erro´s variance is compared with the
Cramér-Rao Lower Bound (CRLB). Under a multipath
environment, four versions of a data estimator are
proposed, and one of them do employ trellis. In the
development of such estimators, vector basis are used to
represent the Walsh functions and the module-2 operations
are replaced by convenient ordinary arithmetic operations.
By means of simulation, it is shown that these versions
present different levels of performance and computational
cost thus allowing to choose the method according to the
environmentn conditions. / [es] Este trabajo de tese trata del empleo de arreglos de antenas en ambientes de comunicación móvil,
con énfasis en el canal de datos reverso del Sistema IS-95. Se proponen dos estimadores: uno para la
dirección de llegada de las señales y otro para el resto de los datos. Inicialmente se presenta un
estudio sobre arreglos de antenas y los principales detalles del sistema IS-95,especialmente la
multiplicidad de acceso vía división por códigos (CDMA). Se aborda el problema de la estimación de
la dirección de llegada(DOA), donde se constata que los algoritmos más conocidos en la literarura
especializada, tales como Atraso-y-Suma, Capon, MUSIC y ESPRIT, no tiene un desempeño
satisfactorio cuando son utilizados en ambiente CDMA. Por eso, se propone una versión del método
de estimación de máxima verosimilitud(ML) que utiliza la técnica denominada de EM (-Expectation
Maximization-).Su empleo permite fraccionar el problema de optimización multidimensional
generado por el estimador ML, en estimaciones de menor dimensión,simplificando la solución. El
estimador propuesto, además de la DOA, permite estimar la atenuación y el defasaje de las señales
incidentes. A través de simulaciones, se constata que el estimador EM tiene un desempeño bastante
satisfactorio. Para un análisis más completo se comparan las varianza del error en la estimación de la
DOA como límite de Cramér-Rao. En presencia de multitrayectoria, se proponen cuatro versiones de
un estimador de datos, donde una de ellas utiliza la extructura de celosía y objetiva la decisión
secuencial de los datos. El desarrollo de tales estimadores utiliza bases de espacios vectoriales para
representar las funciones de walsh, con las operaciones aritméticas convencionales . A través de
simulaciones se observa que esas versiones presentan diferentes relaciones entre de desempeño y el
costo computacional, que permite flexibilidad en la adecuación de su empleo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:1892 |
| Date | 28 August 2001 |
| Creators | RICARDO ZELENOVSKY |
| Contributors | MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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