Un modelo general de interferencia interportadora en OFDM
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2008
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Abstract
OFDM es una técnica efectiva para la transmisión inalámbrica de datos a altas tasas siempre que se mantenga la ortogonalidad entre las subportadoras. Esta ortogonalidad se puede perder por varios factores, entre los que se cuentan: desplazamiento de frecuencia de muestreo (en inglés sampling frequency offset, SFO), desplazamiento de frecuencia portadora (carrier frequency offset, CFO) y la variación temporal del canal (debido a la movilidad). La pérdida de ortogonalidad se manifiesta como interferencia inter-portadora (inter-carrier interference, ICI) la que puede degradar significativamente al sistema. Esta tesis presenta un nuevo modelo, más general que los reportados en la literatura, para el efecto conjunto de los tres factores mencionados en un sistema OFDM.
El modelo encontrado indica que la ICI puede ser representada como la suma de tres términos estadísticamente independientes: uno que representa el efecto de la sincronización imperfecta (CFO y SFO), otro representando el efecto de la movilidad del canal y un tercer término que modela el efecto conjunto de los tres fenómenos. Se presenta una expresión de covarianza que permite también generar ICI en simulaciones en forma directa como ruido Gaussiano correlacionado en frecuencia. Además, se encontraron expresiones exactas para cuantificar el desempeño de cualquier sistema OFDM bajo movilidad o sincronización imperfecta. Las expresiones del modelo fueron verificadas mediante la simulación computacional de transmisiones en un sistema de parámetros WiMAX. Estos resultados entregan los rangos de operación en que predominan los diferentes factores en la degradación de la transmisión. Se comprobó que en la mayoría de los casos de interés el SFO es despreciable y que en etapas de adquisición se impone el efecto del CFO por sobre la movilidad.
El modelo encontrado indica que la ICI puede ser representada como la suma de tres términos estadísticamente independientes: uno que representa el efecto de la sincronización imperfecta (CFO y SFO), otro representando el efecto de la movilidad del canal y un tercer término que modela el efecto conjunto de los tres fenómenos. Se presenta una expresión de covarianza que permite también generar ICI en simulaciones en forma directa como ruido Gaussiano correlacionado en frecuencia. Además, se encontraron expresiones exactas para cuantificar el desempeño de cualquier sistema OFDM bajo movilidad o sincronización imperfecta. Las expresiones del modelo fueron verificadas mediante la simulación computacional de transmisiones en un sistema de parámetros WiMAX. Estos resultados entregan los rangos de operación en que predominan los diferentes factores en la degradación de la transmisión. Se comprobó que en la mayoría de los casos de interés el SFO es despreciable y que en etapas de adquisición se impone el efecto del CFO por sobre la movilidad.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2008