Análisis de prestaciones en sistemas simo y mimo con diversidad para comunicaciones inalámbricas

Resumen

En este trabajo se han analizado las prestaciones (probabilidad de bloqueo y probabilidad media de error de bit o de símbolo) en sistemas SIMO y MIMO para comunicaciones digitales inalámbricas con presencia de interferencias co-canal y de ruido blanco. En ambos casos se analizan las mejoras que introduce la explotación de la diversidad espacial con la técnica de combinación de Razón Máxima. Se supone desvanecimiento plano, lento y sin correlación entre las diferentes réplicas de las señales. En sistemas SIMO se han generalizado trabajos anteriores para considerar que todos los procesos de desvanecimiento pueden seguir la estadística de Nakagami-m, muy general y versátil para canales inalámbricos terrestres, obteniendo una solución totalmente general para la probabilidad de bloqueo y la probabilidad media de error, aunque requiriendo integración numérica para su cálculo. No se impone ninguna restricción al número de antenas, de interferentes o de potencia de cada interferente. Se demuestra que, cuando el parámetro de desvanecimiento de la señal de interés cumple ciertas condiciones, es posible encontrar una expresión cerrada y fácilmente computable para la probabilidad de bloqueo. A partir de la probabilidad de bloqueo, se determina la estadística completa de la variable SINR instantánea, lo que permitiría calcular la probabilidad media de error (de bit o de símbolo) en un amplio conjunto de esquemas de modulación/detección, también recurriendo al cálculo numérico. En sistemas MIMO, el análisis se ha restringido a procesos de desvanecimiento de tipo Rayleigh, pero manteniendo las mismas generalizaciones del caso SIMO. Con esas condiciones, se ha encontrado una expresión exacta y compacta para la probabilidad de bloqueo y también para la probabilidad media de error de bit o de símbolo, así como la estadística completa de la variable aleatoria SINR instantánea. De la misma forma, se han analizado otro tipo de sistemas MIMO, donde el array del extremo receptor se ha utilizado con el diagrama de radiación modificado para anular la dirección de los interferentes con mayor potencia instantánea. Son los llamados sistemas con cancelación de interferencias. El array transmisor se ha seguido utilizando para generar diversidad espacial con una técnica equivalente a la de Combinación de Razón Máxima, llamada Transmisión de Razón Máxima. Finalmente se han comparado ambas técnicas determinando bajo que condiciones resulta preferible una u otra.