Análises da utilização de códigos de bloco espaço-tempo obtidos a partir de álgebras cíclicas de divisão em sistemas Mimo 2 x 2
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Data
2023-12-14
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Este trabalho de conclusão de curso irá abordar o estudo, construção e análise de códigos de bloco espaço-tempo (Space Time Block Codes - STBC) em sistemas de múltiplas entradas e múltiplas saídas - MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) com 2 antenas transmissoras e 2 antenas receptoras. A tecnologia MIMO é utilizada, com o intuito de melhorar a eficiência da transmissão através de múltiplas antenas no transmissor e no receptor, auxiliando no avanço dos sistemas de comunicação sem fio. Os códigos de espaço-tempo desempenham um papel crucial na obtenção de diversidade de transmissão em sistemas MIMO. Inicialmente, surgiram abordagens que dependiam da transmissão de diferentes versões dos dados de várias antenas, mas isso era computacionalmente caro. Posteriormente, o conceito de códigos de bloco espaço-tempo, como o código de Alamouti, foi desenvolvido, evitando a complexidade dos códigos de treliça de espaço-tempo. A construção de códigos de bloco espaço-tempo baseados em álgebras de divisão, foram utilizados para conseguir obter os determinantes do código diferentes de zero, o que é essencial para se obter ganhos de diversidade, multiplexação e codificação. O trabalho proposto é um Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) que explora a construção de códigos de bloco espaço-tempo, em especial o código de Alamouti, o código de Prata e o código de Ouro, usando álgebras cíclicas de divisão em sistemas MIMO com 2 antenas transmissoras e 2 antenas receptoras. Essas construções serão implementadas no software MATLAB, considerando um canal de desvanecimento Rayleigh quase-estático e ruído gaussiano branco aditivo (Additive White Gaussian Noise - AWGN). Diferentes modulações de amplitude em quadratura, M-QAM (M-ary Quadrature Amplitude Modulation) serão usadas, utilizando um decodificador de máxima verossimilhança (Maximum Likelihood - ML). O desempenho dos códigos será avaliado por meio da razão de erro de símbolo (Symbol Error Ratio - SER) em relação à relação sinal ruído (Signal-to-noise Ratio - SNR).
This course conclusion paper will address the study, construction and analysis of space-time block codes (STBC) in MIMO systems (Multiple-Input Multiple-Output) with 2 transmitting antennas and 2 receiving antennas. MIMO technology is used to improve transmission efficiency through multiple antennas in the transmitter and receiver, helping to advance wireless communication systems. Space-time codes play a crucial role in achieving transmission diversity in MIMO systems. Initially, approaches emerged that relied on transmitting different versions of the data from multiple antennas, but this was computationally expensive. Later, the concept of space-time block codes such as the Alamouti code was developed, avoiding the complexity of space-time lattice codes. The construction of space-time block codes based on division algebras were used to obtain non-zero determinants, which is essential to obtain gains in diversity, multiplexing and coding. The proposed work is a Course Conclusion Paper (TCC) that explores the construction of space-time block codes, in particular the Alamouti code, the Silver code and the Gold code, using cyclic division algebras in MIMO systems with 2 transmitting antennas and 2 receiving antennas. These constructions will be implemented in software MATLAB, considering a quasi-static Rayleigh fading channel and Additive White Gaussian Noise (AWGN). Different M-QAM (Mary Quadrature Amplitude Modulation) modulations will be used, using a maximum likelihood decoder (ML). The performance of the codes will be evaluated using the symbol error rate (SER) in relation to the signal-to-noise ratio (SNR).
This course conclusion paper will address the study, construction and analysis of space-time block codes (STBC) in MIMO systems (Multiple-Input Multiple-Output) with 2 transmitting antennas and 2 receiving antennas. MIMO technology is used to improve transmission efficiency through multiple antennas in the transmitter and receiver, helping to advance wireless communication systems. Space-time codes play a crucial role in achieving transmission diversity in MIMO systems. Initially, approaches emerged that relied on transmitting different versions of the data from multiple antennas, but this was computationally expensive. Later, the concept of space-time block codes such as the Alamouti code was developed, avoiding the complexity of space-time lattice codes. The construction of space-time block codes based on division algebras were used to obtain non-zero determinants, which is essential to obtain gains in diversity, multiplexing and coding. The proposed work is a Course Conclusion Paper (TCC) that explores the construction of space-time block codes, in particular the Alamouti code, the Silver code and the Gold code, using cyclic division algebras in MIMO systems with 2 transmitting antennas and 2 receiving antennas. These constructions will be implemented in software MATLAB, considering a quasi-static Rayleigh fading channel and Additive White Gaussian Noise (AWGN). Different M-QAM (Mary Quadrature Amplitude Modulation) modulations will be used, using a maximum likelihood decoder (ML). The performance of the codes will be evaluated using the symbol error rate (SER) in relation to the signal-to-noise ratio (SNR).
Descrição
Palavras-chave
Codificação, Quatérnios, Telecomunicações
Como citar
LIBERATO, S. C. M. Análises da utilização de códigos de bloco espaço-tempo obtidos a partir de álgebras cíclicas de divisão em sistemas Mimo 2 x 2. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) — Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", São João da Boa Vista, 2023.