Aplicación de la precodificación lineal en la modulación multiportadora

• Autores: Francisco José Simois Tirado
• Directores de la Tesis: José Ignacio Acha Catalina (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2005
• Idioma: español
• Número de páginas: 121
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  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • La modulación multiportadora (conocida comúnmente como OFDM) está siendo últimamente objeto de creciente interés en el mundo de las comunicaciones. Ello se debe a su gran versatilidad para adaptarse a condiciones muy adversas del canal, consiguiendo siempre muy buenas prestaciones en lo que se refiere a la tasa de bits transmitidos gracias a su empleo conjunto con el denominado algoritmo water-filling.

    La modulación multiportadora se basa en la separación del mensaje a transmitir en varias cadenas de bits, las cuales se transmiten sobre portadoras (subcanales) distintas. Para que todo funcione correctamente, debe garantizarse la independencia de los subcanales, es decir, debe evitarse que exista interferencia entre dichos subcanales. Por otra parte, también debe impedirse que aparezca interferencia entre los distintos símbolos transmitidos. La forma clásica de resolver este problema es mediante la inclusión de lo que se denomina un prefijo cíclico, que es una repetición redundante de ciertas muestras de la señal.

    La desventaja de dicho prefijo cíclico es que disminuye la eficiencia espectral de la señal, así como que aumenta el retraso del procesado. Es por ello por lo que existen en la literatura numerosas técnicas que tratan de eliminar en todo o en parte dicho prefijo cíclico. Dichas técnicas las podemos dividir en: igualadores lineales (en el tiempo y en la frecuencia); igualadores realimentados; y precodificadores no lineales.

    En la presente tesis se presenta una técnica novedosa para la optimización de la eficiencia espectral en la modulación multiportadora a través de la completa eliminación de todas las interferencias sin necesidad de prefijo cíclico. Para ello se propone la utilización de una adecuada precodificación lineal que introduzca información sobre el canal en los propios símbolos a transmitir. De este modo el efecto del canal compensa dicha precodificación, resultando que la señal recibida es exactamente la misma que la que se tendría en un sistema OFDM clásico con prefijo cíclico.

    La precodificación lineal propuesta tiene la ventaja, respecto de las otras técnicas mencionadas previamente, de que es la única que proporciona exactamente la misma señal en el receptor que la que se tendría en OFDM con prefijo cíclico, en conjunto con el algoritmo water- filling. Es por ello que es la única en la que la probabilidad de error no se ve modificada respecto de la obtenida con dicho prefijo cíclico.

    Se va a proceder, pues, a un estudio analítico detallado de la precodificación lineal propuesta, complementado con varias simulaciones. Los puntos más destacados podrían resumirse en los siguientes:

    � Se desarrollan dos versiones teóricamente idénticas: en el dominio del tiempo (TDP) y en el de la frecuencia (FDP). Ambas se diferencian únicamente en su complejidad computacional.

    � Se demuestra que la convergencia está garantizada si y sólo si el canal es de fase mínima.

    � Se comprueba que, a diferencia de otros precodificadores, la potencia de los símbolos precodificados puede aumentar pero también disminuir respecto de los originales.

    � Se propone un método de estimación del canal sin necesidad de utilizar un período de guarda.

    � Se comprueba que los posibles errores cometidos en la estimación del canal no afectan al TDP/FDP apenas más de lo que lo hacen en un sistema OFDM con prefijo cíclico.

    � Por último, se verifica que la precodificación propuesta es claramente aplicable a un sistema real como es ADSL (línea digital de abonado), obteniéndose muy buenos resultados en dicho entorno.