Dissertations / Theses on the topic 'Sistema mimo'

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-08T21:04:13Z No. of bitstreams: 1 ThiagoFerreiraPaulo_DISSERT.pdf: 1256106 bytes, checksum: 42270ab696a6a5783b3e620be87e6519 (MD5)
Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-12T18:19:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ThiagoFerreiraPaulo_DISSERT.pdf: 1256106 bytes, checksum: 42270ab696a6a5783b3e620be87e6519 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-07-12T18:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoFerreiraPaulo_DISSERT.pdf: 1256106 bytes, checksum: 42270ab696a6a5783b3e620be87e6519 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31
O controle de sistemas MIMO (Multiple Input Multiple Output) ? muitas vezes realizado por v?rias malhas de controladores cl?ssicos que operam com restri??es e apresentam baixo desempenho. T?cnicas de controle adaptativo s?o uma alternativa interessante para aumentar o rendimento desses sistemas, como por exemplo os controladores MRAC (Model Reference Adaptive Control), que quando bem projetados, permitem que a din?mica da planta seja escolhida de maneira a seguir um modelo de refer?ncia. O presente trabalho apresenta uma estrat?gia de desacoplamento para um sistema MIMO de tr?s tanques acoplados e o projeto de um controlador MRAC para o mesmo.

En esta tesis se desarrolla una arquitectura de control que involucra un CPG y dos pares controlador-identificador neurales para un robot planar bípedo, que es capaz de caminar en superficies planas sin conocer el modelo dinámico del robot, con este controlador se logra que un robot bípedo simulado camine dinámicamente por una superficie plana, con un caminar continuo y estable, la símilaridad biológica con el caminar humano es bastante aparente y el caminar se ve bastante natural, aunque lento. Se presentan también simulaciones sobre modelos comunes para el equilibrio humano, consiguiendo controlarlos exitosamente. también se desarrolla una extensión al caso de múltiples entradas y múltiples salidas del esquema de control con redes neurales diagonales recurrentes basado en modelos, demostrando que este nuevo controlador tiene la capacidad de efectuar tanto la cinemática inversa, como la dinámica inversa de un manipulador, cumpliendo objetivos de control que son medidas del rendimiento de la planta

Orientador: Gilmar Barreto
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-15T23:40:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RamirezBuitrago_AnaMaria_M.pdf: 759461 bytes, checksum: 2948f7c4d961f0f71c8c3d790e304829 (MD5) Previous issue date: 2010
Resumo: Neste trabalho apresentamos a modelagem computacional de uma válvula de expansão eletrônica a partir de dados experimentais de entradas e saídas através de modelos no espaço de estado, usando técnicas de subespaços, com objetivo de ter um sistema de refrigeração e ar condicionado eficiente, combinando eletrônica de potência e computação de modo a fornecer uma melhor solução para conservação de energia. A modelagem e a validação são feitas usando uma implementação computacional dos algoritmos de subespaços do espaço de estado. Os resultados apresentados mostram a validade e vantagens da técnica de modelagem realizada
Abstract: This research shows the computational modeling of a electronic expansion valve based on input and output experimental data using Models in State Space and subspace methods. The aim of this work was to obtain an efficient Cooling and Air Conditioning system by the combination of power electronics and computation, as a result, a better solution for energy conservation was obtained. Modeling and validation are made using a computational implementation of subspace methods algorithms in state space. Achieved results show the validity and advantages of the modeling technique implemented
Mestrado
Automação
Mestre em Engenharia Elétrica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção.
Made available in DSpace on 2012-10-19T08:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T00:42:46Z : No. of bitstreams: 1 188101.pdf: 9018216 bytes, checksum: 4e2c370e9e9bc14ddd273ec98e7ef9d7 (MD5)
As condições de qualidade, produtividade e competitividade nos mercados interno e externo, bem como o ajustamento às necessidades dos consumidores constituem os principais fatores responsáveis pela modernização nas formas de administração da indústria. Algumas estratégias de produção e qualidade estão sendo reavaliadas em busca de novas propostas de se implantar uma gestão enxuta com controle de qualidade dos serviços e produtos ofertados pela empresa. Com base em tais proposições, definir o modo produtivo consiste numa maneira de desenvolver, de forma sistêmica e metódica, conceitos que podem ser aprendidos e utilizados, como o JIT/TQC (Just In Time e Total Quality Control). O JIT/TQC tem mostrado seu enorme potencial de benefícios. O presente estudo reflete o impacto da implantação desse sistema na Indústria de Confecções Mimo, de Colatina (ES), tendo se constatado nela a ocorrência de muitas e positivas mudanças, sendo a mais significativa delas referente ao processo produtivo em si mesmo, que gerou as demais, pela melhoria contínua, através do envolvimento humano, flexibilidade no atendimento às demandas, simplicidade e exclusão de atividades desnecessárias, garantindo o lucro e a qualidade contínua. Para este trabalho, formou-se inicialmente um quadro teórico acerca do JIT e do TQC e, em seguida, optou-se por um estudo de caso na referida empresa.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BRUNO FERRAZ IZARIO.pdf: 4620887 bytes, checksum: bd842cabfdadb0bcb55e0ea548c9fba5 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28
The Long Term Evolution (LTE) system belongs to the 4th generation phone system. It is standardized by 3GPP and utilizes several technologies to improve the performance of data transmission. This permits flexibility for mobile devices, which enables a high data rate in the range of 50 Mbps to 100 Mbps, and admit access to various multimedia services. The study presents the results of deploying an LTE network in the city of Campinas, São Paulo, Brazil, using the 700 MHz band by comparing it to the 2.5 GHz band. By calculating the budget for the LTE system link is information as possible to highlight throughput and cell coverage radius, and other information. The Radio Mobile software was used for verification of results.
O sistema Long Term Evolution (LTE) pertence ao sistema da 4ª geração de telefonia (4G). Ele é padronizado pelo 3GPP e utiliza diversas tecnologias para melhorar o desempenho de transmissão de dados. O mesmo permite uma flexibilidade para dispositivos móveis, possibilitando uma alta taxa de dados na faixa de 50 Mbps a 100 Mbps, além de admitir acesso a diversos serviços multimídias. O estudo apresenta resultados de implantação de uma rede LTE na cidade de Campinas, São Paulo, Brasil, utilizando a faixa de 700 MHz comparando-a com a faixa de 2,5 GHz. Através do cálculo de link budget para o sistema LTE, é possível destacar informações como throughput e raio da célula de cobertura, além de outras informações. O software radio mobile foi utilizado para fins de comprovação de resultados.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-07-31T13:11:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ControladoresRobustosTipo.pdf: 1406069 bytes, checksum: 94652acee018b9469e9601f509fb6582 (MD5)
Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-04T15:03:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ControladoresRobustosTipo.pdf: 1406069 bytes, checksum: 94652acee018b9469e9601f509fb6582 (MD5)
Made available in DSpace on 2014-09-04T15:03:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ControladoresRobustosTipo.pdf: 1406069 bytes, checksum: 94652acee018b9469e9601f509fb6582 (MD5) Previous issue date: 2014
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
O objetivo principal desta dissertação é apresentar uma solução eficiente, prática e de simples implementação para um problema recorrente em projetos de controladores robustos multivariáveis do tipo LQG/LTR: a elevada ordem que estes controladores podem obter dependendo das complicações apresentadas pelo sistema dificultando para que este possa ser controlado de maneira satisfatória. Para que esta meta seja alcançada, é apresentada uma técnica de redução do modelo de sistemas com metodologia bastante descomplicada, dispensando qualquer necessidade de complexas programações para a sua utilização. Esta metodologia porém, é somente aplicável a uma classe bastante específica de sistema. Em suma, o sistema deve possuir variáveis de estado desacopladas do restante do sistema, ou seja, variáveis que não sofram influências de outras e que também não provoquem grande efeito nas saídas do sistema. Foi escolhido um sistema multivariável de sexta ordem, com duas entradas e duas saídas para que a técnica de redução de ordem de modelo seja testada. Este sistema possui as características especiais mencionadas anteriormente bem como exige o projeto de compensador dinâmico e a adição de integradores às suas saídas para que seja controlado adequadamente. Este trabalho pretende apresentar o procedimento de todo o projeto mencionado, desde a obtenção de um modelo de ordem reduzida até a implementação do controlador LQG/LTR. Em seguida, o controlador obtido é testado através de diversas simulações e os resultados encontrados são discutidos para a avaliação da eficácia e da praticidade do método proposto para obtenção de controladores de ordem reduzida.
This thesis’ main goal is to introduce an efficient, practical and easy to implement solution to a recurring problem in projects of LQG/LTR multivariable robust controllers: the high order these controllers may obtain depending on the complications presented by the system hampering its control in a satisfactory way. For this goal to be achieved, a system model reduction technique with very simple methodology is introduced, dispensing any needs of complex programming for its use. This methodology however, is only applicable to a very specific class of system. Summarizing, the system must have state variables decoupled from the rest of the system, that is, variables that don’t not influenced by others and that also don’t cause major effects on the system’s outputs. It was chosen a sixth order multivariable system having two inputs and two outputs for the model order reduction be tested. This system has the special characteristics mentioned before and also demands a dynamic compensator project as well as the integrators addition to its outputs so it can be controlled adequately. This text intends to show the procedure for the whole project, since the reduced order model achievement to the LQG/LTR controller implementation. Then, the obtained controller is tested through several simulations and the attained results are discussed for effectiveness and practicality evaluation of the proposed method for reduced order controller project.

As técnicas de controle ativo de vibrações (AVC) têm sido bastante desenvolvidas em diversas áreas da indústria, especialmente na aeronáutica. O presente trabalho trata de um sistema de controle ativo de vibrações, com múltiplas entradas e múltiplas saídas que atua em uma banda larga de frequências a fim de reduzir os níveis vibratórios de uma estrutura aeronáutica (seção de fuselagem do ERJ 190) sob excitação de um ruído branco. A planta teve suas FRFs reconstituídas à partir da metodologia de autovalores e autovetores, cujos valores são provenientes de um modelo numérico. O algoritmo de controle é o Fx-LMS implementado com estruturas não-recursivas (filtros FIR), tendo 7 entradas e 6 saídas, o qual apresentou reduções na banda de frequência considerada de, aproximadamente, 15dB para todos os pontos controlados. Tais resultados, se inseridos em um contexto de controle de ruído, podem reforçar a vertente do contole de ruído através do controle ativo das vibrações estruturais, técnica atualmente referenciada por ASAC - Acoustic Structural Active Control.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-28T19:29:10Z No. of bitstreams: 1 HaulissonJodyBatistaDaCosta_TESE.pdf: 2105364 bytes, checksum: 02ce6394c65e4f1c777677345eac66c6 (MD5)
Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-29T18:57:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 HaulissonJodyBatistaDaCosta_TESE.pdf: 2105364 bytes, checksum: 02ce6394c65e4f1c777677345eac66c6 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-03-29T18:57:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HaulissonJodyBatistaDaCosta_TESE.pdf: 2105364 bytes, checksum: 02ce6394c65e4f1c777677345eac66c6 (MD5) Previous issue date: 2016-08-22
A evolu??o da comunica??o sem fio traz suporte a m?ltiplos dispositivos que, simultaneamente, transmitem altas taxas de dados. T?cnicas emergentes de comunica??o LSMIMO permitem explorar o aumento da capacidade para a moderniza??o dos sistemas de transmiss?o. Apesar da pr?pria caracter?stica do canal de multipercurso proporcionar efici?ncia espectral, a complexidade computacional dos m?todos de detec??o LS-MIMO tornam-se proibitivos em sistemas com elevada quantidades de antenas. Procurando aumentar a quantidade de antenas empregadas na detec??o MIMO, este trabalho prop?e adaptar o m?todo iterativo de Richardson ao conceito de matrizes aleat?rias estabelecido por Marchenko-Pastur e ao conceito de execu??o paralela de modo a adequ?-lo ? aplica??o em sistema LS-MIMO. O m?todo iterativo de Richardson exige condi??es para resolu??o linear que restringem sua ampla aplica??o. Contudo, a compreens?o do canal permite estabelecer adapta??es que suprem as exig?ncias do m?todo. Os efeitos do canal conceituados por Marchenko-Pastur permitem modificar o m?todo, atrelando a estabilidade ? quantidade de antenas de maneira que o aumento dessa propor??o contribui tanto para a melhoria da converg?ncia quanto para a redu??o relativa das itera??es. Adicionalmente, a execu??o compartilhada com o m?todo de decodifica??o proporciona uma divis?o de carga de trabalho, de modo a permitir uma taxa de transfer?ncia que supera outros m?todos. Os resultados levantados a partir das an?lises comparativas entre outras propostas de execu??o paralela mostraram de forma in?dita a capacidade de detec??o em larga escala. Ainda, a proposta mostrou um n?vel de adaptabilidade que permite variar a rela??o entre taxa de transfer?ncia de dados e complexidade. Nesse sentido, o m?todo mostrou que com taxas de transmiss?o equipar?veis com outras propostas permite aumentar seu desempenho em 150% abdicando 1,75 dB da rela??o sinal ru?do. Baseando-se nessa abordagem, o sistema mostra um desempenho superior as outras estrat?gias executadas em GPU que apontam um incremento significativo na capacidade de transmiss?o paralela. A proposta, tamb?m, mostra aspectos escal?veis que permitem alcan?ar um desempenho na ordem de Gb=s pela inser??o de outros dispositivos (GPUs) operando paralelamente no sistema.
The evolution of wireless communications must support multiples devices and maintain high-speed data transmission. The emerging Large-Scale MIMO techniques allows improving the capacity for the next generations of communications systems. Although the benefit of multipath involves the spectral efficiency, the computational complexity of LS-MIMO detection becomes prohibitive in large systems. Seeking to overcome it, we propose to adapt the Richardson iterative method to the LS-MIMO with random matrices theory by concepts of Marchenko-Pastur and parallel executions. This method requires restricted conditions for the linear resolution that limits its applications. However, the channel knowledge allows establishing adaptations that supply the requirements of the method. The channel effect explained by Marchenko-Pastur allows associating the stability of the process with an increase in the numbers of antennas that contributed to improved the convergence and reduction the iterations. Furthermore, the shared execution with decoding blocks provide a workload distribution that surpasses the throughput of others detections. The results achieved from the comparative analysis of other proposals showed an unprecedented way to increase capability on the large scale detection and provides an efficient parallel processing. Also, the proposal demonstrated a level of adaptability that allows diversifying the association between transmission rate and complexity. Therefore, the implementation of Richardson detection establishes that the transmission rate is comparable with other projects and the increasing of 1.74dB SNR improve 150% at throughput. Based on this approach, the execution shows a significant increase in parallel transmission capacity when implemented on GPU. Also, the implementation shows scalable aspects that allow increasing the performance to Gb/s by insertion of others parallels devices (GPUs) in the system.

BANDEIRA, C. I. R. Interference alignment in wireless communication systems: precoding design, scheduling and channel imperfections. 2012. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T12:15:57Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_cirbandeira.pdf: 1451016 bytes, checksum: e08c0d3121c26d7cb08fbfbc287c5c23 (MD5)
Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T18:44:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_cirbandeira.pdf: 1451016 bytes, checksum: e08c0d3121c26d7cb08fbfbc287c5c23 (MD5)
Made available in DSpace on 2014-04-02T18:44:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_cirbandeira.pdf: 1451016 bytes, checksum: e08c0d3121c26d7cb08fbfbc287c5c23 (MD5) Previous issue date: 2012-06-29
In multiuser MIMO systems, the transmitter can select a subset of antennas and/or users which have good channel conditions to maximize the system throughput using various selection criteria. Furthermore, precoding can provide free interference dimensions. The Interference Alignment (IA) is based on the concept of precoding and it offers different trade-offs between complexity and performance. The basic idea of Interference Alignment consists in precoding the transmitted signals such that they are aligned at the receiver where they constitute interference, while at the same time disjointed from the desired signal. However, the Channel State Information (CSI) has been a concern because it impacts the performance of IA algorithms. Hence, we propose to analyze the performance of antenna selection and multiuser diversity together in order to allow opportunistic IA using several criteria over the disturbance of CSI. Analyses and simulations verify the behavior of the proposed scheme.
Em sistemas MIMO multiusuário, o transmissor pode selecionar um subconjunto de antenas e/ou usuários que têm bons canais para maximizar o rendimento do sistema usando vários critérios de seleção. Além disso, os pré-codificadores podem proporcionar dimensões livres de interferência. O alinhamento de interferência (IA) é baseado no conceito de pré-codificação e oferece diferentes compromissos entre complexidade e desempenho. A idéia básica do Alinhamento Interferência consiste em pré-codificar os sinais transmitidos de maneira que os mesmos sejam alinhados no receptor, em que eles constituem interferência, enquanto que ao mesmo tempo os separa do sinal desejado. No entanto, a Informação do Estado do Canal (CSI) tem sido uma preocupação para os pesquisadores porque ela tem um impacto no desempenho de algoritmos de IA. Assim, nos propomos a analisar o desempenho da seleção de antena e diversidade multiusuário em conjunto, a fim de permitir o IA oportunista usando vários critérios com relação à perturbação da CSI. Análises e simulações verificam o comportamento do esquema proposto.

Orientador: Gustavo Fraidenraich
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-19T21:07:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lessa_CarmenLuciaAvelar_M.pdf: 2504273 bytes, checksum: 47a502a9d17e8b31113225b0cb9926c3 (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: Neste trabalho é proposta uma estratégia para transmissão digital utilizando cooperação de usuários em conjunto com a tecnologia de múltiplas antenas (MIMO - do inglês. Multiple Input Multiple Output). Em um primeiro modelo de sistema foi utilizada a tecnologia CDMA (do inglês, Code Division Multiple Access) para distinção entre as mensagens dos usuários. Já em um segundo modelo sugerido foram utilizadas as técnicas do Descorrelacionador e a Decomposição em Valores Singulares (SVD - do inglês, Singular Value Decomposition) para permitir a cooperação entre os usuários sem a necessidade de multiplexação por código. Neste trabalho é apresentado como a cooperação entre os usuários pode ser feita utilizando várias antenas. Como exemplo foi considerado um regime de cooperação para o canal MIMO com dois usuários com uma única antena e o receptor com duas antenas. O cálculo da probabilidade de erro para este caso foi desenvolvido
Abstract: This work proposes user cooperation strategy using multiple antennas technology (MIMO). In a first model it was used a Code Division Multiple Access (CDMA) system and in a second model was applied the techniqucs of the Decorrclator and Singular Value Decomposition (SVD) to allow cooperation of users. It is show how cooperation using different numbers of antennas can be accomplished. It was considered a cooperation scheme for MIMO MAC channel with two users having single antenna and the reciver with two antennas. The results show that user cooperation with multiple antennas reduces the bit error probability
Mestrado
Telecomunicações e Telemática
Mestre em Engenharia Elétrica

Em sistemas com múltiplas antenas no transmissor e receptor (MIMO -Multiple-input Multiple-output), ocorre a degradação do desempenho no processo de detecção convencional, o qual está baseado apenas no processamento do sinal em um único correlacionador; em seguida, o receptor convencional procede à comparação do sinal à saída do filtro casado com os possíveis símbolos da constelação, determinando assim, a informação transmitida estimada, uma vez que o detector convencional negligencia os demais sinais interferentes presentes no canal MIMO. Esta degradação ocorre devido à combinação dos efeitos da interferência do sinal entre antenas e da possível correlação entre os sinais recebidos com desvanecimento, entre outros. Assim, o receptor convencional torna-se ineficiente em sistemas que demandem alta vazão (throughput) de dados, por exemplo em sistemas MIMO no modo ganho de multiplexação, associado ao atendimento de qualidade de serviço (QoS) mais restritiva. A solução proposta para resolver este impasse é a utilização do detector de máxima verossimilhança (MLD), o qual utiliza informações de todas as antenas de forma a melhorar o processo de detecção. Porém, o detector ótimo é impraticável devido ao fato de sua complexidade aumentar exponencialmente em relação ao número de antenas e a ordem da constelação. Assim, o foco de interesse deste trabalho são os detectores sub-ótimos de busca guiada para sistemas MIMO baseados na função de máxima verossimilhança (ML). Neste trabalho é realizada uma análise comparada do compromisso desempenho × complexidade e da robustez face aos erros de estimativa nos coeficientes de canal de detectores de busca guiada promissores, incluindo o Detector Esférico (SD), o detector baseado na decomposição QR combinado ao algoritmo M (QRD-M) e o Detector de Busca Gulosa (Greedy Search Detector - GSD). Adicionalmente, neste trabalho é proposto um detector híbrido combinando-se as características promissoras do SD e do QRD-M sendo este submetido à mesma análise dos outros detectores. Finalmente, este trabalho propõe de forma inovadora o uso da técnica de Redução Treliça (LR - Lattice Reduction) combinado aos detectores MIMO analisados. A técnica LR realiza uma transformação na matriz de canal, tornando-a mais próxima da ortogonalidade, o que permite a utilização de detectores menos complexos, como por exemplo o QRD-M com baixos valores de M, ou ainda proporciona a redução na complexidade final de detectores que exigem mais recursos de sistema, como o SD.
In multiple-input-multiple-output (MIMO) systems, there is a performance degradation using conventional detector (CD), based on the processed signal of only one correlator, that compares the received signal with the possible symbols, determining in this way, an estimated transmitted information, since the CD neglects the other interfering signals present in the MIMO channel. This degradation occurs due to a combination of effects of interference of the signal among antennas and a possible correlation between the faded received signals, and other effects. In this way the CD becomes inefficient in systems that demands high data throughput, associated to a restrictive quality of service (QoS). The proposed solution to this impasse is the use of a maximum likelihood detector (MLD), that utilizes the information of all antennas in a way to improve the individual detection of each one and, thus, combine in an efficient manner the signals of each antenna (spatial diversity), or utilize each antenna to transmit diferent symbols to increase the data throughput (multiplexation gain). However, the optimal detector is impractical due to the fact that its complexity increases exponentially in relation to the number of antennas, therefore the focus of interest in this work are sub-optimal guided search detectors for MIMO systems based in the maximum likelihood function. Promising guided search detectors include the Sphere Detector (SD), the QR decomposition and M algorithm based detector (QRD-M) and the Greedy Search Detector (GSD). In this work a comparative analysis of the trade-off performance × complexity and channel errors estimation robustness for the promising SD, QRD-M and GSD MIMO detectors. Furthermore, in this work a hybrid MIMO detector combining the characteristics of the SD and QRD-M is also proposed, which is subjected to the same analysis of the other detectors. Finally, in this work the Lattice Reduction (LR) technique was combined to MIMO detectors in an innovative way. Indeed, with the LR procedure, the MIMO channel matrix transformation results closer to the orthogonality condition, which allows the use of less complex detectors, such as QRD-M with lower values for the M parameter, or is able to reduce the MIMO detectors complexity that usually demand more system resources, as the SD MIMO detector.

Submitted by repositorio repositorio (repositorio@unifei.edu.br) on 2017-04-27T12:31:16Z No. of bitstreams: 1 tese_oliveira_2013.pdf: 2229394 bytes, checksum: e849e5ffcab7e8fc5be4370dae28bfe9 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-04-27T12:31:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_oliveira_2013.pdf: 2229394 bytes, checksum: e849e5ffcab7e8fc5be4370dae28bfe9 (MD5) Previous issue date: 2013-12
A modelagem de sistemas dinâmicos é de grande importância em vários campos das ciências e engenharias. Os métodos clássicos de modelagem de sistemas são baseados em modelos matemáticos acurados. Entretanto, para sistemas complexos com características não lineares e/ou parâmetros variantes no tempo, a obtenção dos modelos correspondentes não é uma tarefa trivial. Os modelos baseados em regras têm uma característica importante em relação aos modelos gerados pelos métodos estatísticos clássicos e os modelos gerados por intermédio de redes neurais artificiais. Essa característica consiste na facilidade com que o conhecimento embutido em cada modelo pode ser interpretado, visto que o conhecimento está todo abstraído em regras cuja sintaxe é muito próxima da linguagem humana. Essa característica confere a esses modelos a capacidade de serem facilmente inseridos em sistemas computacionais gerais. Diferentemente dos métodos de análise de dados convencionais, que frequentemente utilizam procedimentos estatísticos, abordagens com conjuntos aproximados são baseadas em técnicas de mineração de dados visando à extração de conhecimentos (Tay e Shen, 2002). A Teoria dos Conjuntos Aproximados (Rough Sets) foi introduzida por Pawlak com dois objetivos principais: revelar estruturas pertinentes em conjuntos de dados e classificar objetos (Pawlak, 1982). Através de uma revisão bibliográfica, verificou-se que não é comum trabalhos sobre conjuntos aproximados abordando questões relacionadas com a modelagem de sistemas estáticos ou dinâmicos que utilizam variáveis contínuas ou amostradas, principalmente em relação a sistemas lineares e não lineares, em especial para sistemas com múltiplas variáveis de entrada e de saída (sistemas MIMO) (Pinheiro 2009, Pinheiro et al., 2010a). Então, neste trabalho será apresentada uma proposta para construção de modelos baseados em regras de sistema MIMO. Para a validação da modelagem, serão apresentados exemplos de modelos não lineares com duas variáveis de entrada e duas de saída, de um modelo discreto e um modelo contínuo de um sistema de nível real (tanques acoplados). Para fins de comparação com a modelagem proposta, serão utilizados modelos fuzzy Takagi-Sugeno com estruturas do tipo ANFIS (Adaptative Network Based Fuzzy Inference System) (Jang 1993).

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
O trabalho apresentado nesta tese consiste num estudo sobre sistemas que utilizam múltiplas antenas para transmitir e receber informação (MIMO). Os sistemas MIMO para além de permitirem, no transmissor e no receptor, diversidade espacial ou formatação de feixe, em ambientes com elevado número de componentes multipercurso independentes, apresentam uma capacidade de transmissão superior a qualquer outro sistema baseado em agregados de antenas convencionais. O desempenho dos sistemas MIMO depende do canal de propagação. Uma caracterização completa do canal de propagação é um ponto fulcral para avaliar a sua capacidade de transmissão. São estudados diversos modelos de propagação para canais MIMO, físicos e analíticos, que permitem obter a matriz do canal de propagação. É implementado o modelo de Kronecker (modelo analítico) para calcular a matriz do canal de propagação, sendo realizada uma avaliação deste, para diferentes cenários de propagação e para diferente número de antenas no transmissor e no receptor. É analisado o desempenho dos sistemas MIMO, para diferentes cenários de propagação (macro e micro celulares), para diferentes números de antenas no transmissor e no receptor, para diferentes espaçamentos entre as antenas e, para duas estratégias de distribuição de potência: equal power e water filling.
The work presented in this thesis is a study about systems that use multiple antennas to transmit and receive information (MIMO). The MIMO systems as well as permit, in the transmitter and in the receiver, spatial diversity or beamforming, in environments with high number of independent multipath components, have a superior transmission capacity of more than any other system based on arrays of conventional antennas. The performance of MIMO systems depends on the propagation channel. A complete characterization of the propagation channel for evaluating the capacity of transmission is an important point. Various physical and analytical models for propagation in MIMO channels to calculate the matrix of the channel are studied in this work. Is implemented the Kronecker model (analytical model) to calculate the matrix of the propagation channel, being held an evaluation of this model, for different scenarios of propagation and for different number of antennas of the transmitter and receiver. Is evaluated the performance of MIMO systems, for different scenarios of propagation (macro and micro cellular), for different numbers of antennas in the transmitter and in the receiver, for different spacing between the antennas and, for two strategies for distribution power: equal power and water filling.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-28Bitstream added on 2014-06-13T20:29:03Z : No. of bitstreams: 1 guanais_dl_me_ilha.pdf: 1368426 bytes, checksum: 6f9d085c0dc031aa1fcd29a6d4256951 (MD5)
Neste trabalho, abordaremos um método sistemático para a construção de códigos espaço-temporal de treliça em sistema de comunicação sem fio que emprega a tecnologia MIMO quando submetidos em canais com desvanecimento do tipo quase-estático. O método é baseado na teoria de reticulados e explora conceitos de constelações rotacionais obtidas via partições de reticulados. Esta metodologia assegura a maior diversidade possível no processo de modulação utilizado
This paper proposes a systematic method for building Space-Time Trellis Codes in wireless communication system that employs MIMO when submitted in fading channels. The method is based on the theory of lattices that will combine concepts of rotated constellations and partition lattices. This methodology ensures the greatest possible diversity in the process of modulation used

Orientador: Jozue Vieira Filho
Coorientador: Edson Donizete de Carvalho
Banca: Francisco Villarreal Alvarado
Banca: Antônio Aparecido de Andrade
Resumo: Neste trabalho, abordaremos um método sistemático para a construção de códigos espaço-temporal de treliça em sistema de comunicação sem fio que emprega a tecnologia MIMO quando submetidos em canais com desvanecimento do tipo quase-estático. O método é baseado na teoria de reticulados e explora conceitos de constelações rotacionais obtidas via partições de reticulados. Esta metodologia assegura a maior diversidade possível no processo de modulação utilizado
Abstract: This paper proposes a systematic method for building Space-Time Trellis Codes in wireless communication system that employs MIMO when submitted in fading channels. The method is based on the theory of lattices that will combine concepts of rotated constellations and partition lattices. This methodology ensures the greatest possible diversity in the process of modulation used
Mestre

The ball and plate system is a nonlinear MIMO system that has interesting characteristics which are also present in aerospace and industrial systems, such as: instability, subactuation, nonlinearities such as friction, backlash, and delays in the measurements. In this work, the modeling of the system is based on the Lagrange approach. Then it is represented in the state-space form with plate accelerations as inputs to the system. These have a similar effect as applying torques. In addition, the use of an internal loop of the servo system is considered. From the obtained model, we proceed to carry out the analysis of controllability and observability resulting in that the system is globally weak observable and locally controllable in the operating range. Then, the Jacobi linearization is performed to use the linearized model in the design of linear controllers for stabilization. On the other hand, analyzing the internal dynamics of the ball and plate system turns out to be a non-minimum phase system, which makes it difficult to design the tracking control using the exact model. This is the reason why we proceed to make approximations. Using the approximate model, nonlinear controllers are designed for tracking using different approaches as: feedback linearization for tracking with and without integral action, backstepping and sliding mode. In addition, linear and nonlinear observers are designed to provide full state information to the controller. Simulation tests are performed comparing the different control and observation approaches. Moreover, the effect of the delay in the measurement is analyzed, where it is seen that the greater the frequency of the reference signal the more the error is increased. Then, adding the Smith predictor compensates the delay and reduces the tracking error. Finally, tests performed with the real system. The system was successfully controlled for stabilization and tracking using the designed controllers. However, it is noticed that the effect of the friction, the spring oscillation and other non-modeled characteristics significantly affect the performance of the control.
Tesis

ARAÚJO. G. T. Métodos tensoriais para estimação de canal em sistemas MIMO-STBC. 2014. 67 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T16:59:18Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_gtaraujo.pdf: 1206826 bytes, checksum: 30cd1d25bba9d88217a297bd8f2847ff (MD5)
Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-05T16:12:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_gtaraujo.pdf: 1206826 bytes, checksum: 30cd1d25bba9d88217a297bd8f2847ff (MD5)
Made available in DSpace on 2015-03-05T16:12:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_gtaraujo.pdf: 1206826 bytes, checksum: 30cd1d25bba9d88217a297bd8f2847ff (MD5) Previous issue date: 2014-03-21
In this work, the performance of MIMO systems based on space-time coding is investigated through multilinear algebra, more specifically, by means of tensor decompositions, pulling away a bit from commonly used matrix models. We assume a system composed of P transmit and M receive antennas, consisting of a combination of a space-time block code (STBC) with a formatting filter. This filter is formed by a precoding matrix and a matrix that maps the precoded signal onto the transmit antennas. For the considered system, two contributions are presented to solve the problem of channel estimation. First, we propose a tensor-based channel estimation method for orthogonal STBCs in MIMO systems, by focusing on the specific case of the Alamouti scheme. We resort to a third order PARATUCK2 tensor model for the received signal, the third dimension of which is related to the presence of the formatting filter. By capitalizing on this tensor model, a channel estimation method based on the alternating least squares (ALS) algorithm is proposed. As a second contribution, a generalization of this method to an arbitrary nonorthogonal STBC is made, where a generalized structure is proposed for the formatting filter, introducing a fourth dimension into the tensor signal model. In this case, we make use of the PARATUCK(2-4) model followed by its reduction to a structured PARAFAC model, from which a closed-form solution to the channel estimation problem is established. The performance metrics considered for evaluating the proposed channel estimation method are: (I) the quality of the estimation in terms of NMSE and (II) the system reliability in terms of Bit Error Rate.
Neste trabalho, o desempenho de sistemas MIMO baseados em codificação espaço temporal é investigado via álgebra multilinear, mais especificamente, por meio de decomposições tensoriais, afastando-se um pouco dos modelos matriciais comumente adotados. Assume-se um sistema composto de P antenas transmissoras e M receptoras, consistindo de uma combinação de um código espaço-temporal em bloco com um filtro formatador. Esse filtro é formado por uma matriz de pré-codificação e uma matriz que mapeia os sinais pré-codificados nas antenas transmissoras. Para o sistema considerado, duas contribuições são apresentadas para solucionar o problema de estimação de canal. Primeiro, é proposto um método tensorial de estimação de canal para STBCs ortogonais em sistemas MIMO, tomando-se como exemplo o esquema de Alamouti. Tal método faz uso de um modelo tensorial PARATUCK2 de terceira ordem para o sinal recebido, cuja terceira dimensão está associada à presença do filtro formatador. Aproveitando-se desse modelo tensorial, um método de estimação de canal baseado no algoritmo dos mínimos quadrados alternados é proposto. Como uma segunda contribuição, uma generalização desse modelo para um STBC não ortogonal arbitrário é feita, em que uma estrutura generalizada é proposta para o filtro formatador, introduzindo uma quarta dimensão no modelo tensorial de sinal. Neste caso, faz-se uso do modelo PARATUCK(2-4) seguido pela sua redução a um modelo PARAFAC estruturado, a partir do qual uma solução em forma fechada para o problema de estimação de canal é estabelecida. As métricas de desempenho consideradas para avaliação dos métodos de estimação de canal propostos são: (I) A qualidade da estimação do canal em termos de NMSE e (II) a confiabilidade do sistema em termos de Taxa de Erro de Bit.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-20T15:37:28Z No. of bitstreams: 1 guilhermeribeirocolen.pdf: 1980646 bytes, checksum: 55067533570f6bd2d5a1ab3288db464d (MD5)
Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-24T16:49:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 guilhermeribeirocolen.pdf: 1980646 bytes, checksum: 55067533570f6bd2d5a1ab3288db464d (MD5)
Made available in DSpace on 2017-04-24T16:49:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 guilhermeribeirocolen.pdf: 1980646 bytes, checksum: 55067533570f6bd2d5a1ab3288db464d (MD5) Previous issue date: 2012-09-06
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Esta dissertação tem como objetivo investigar, propor e analisar esquemas para reduzir a complexidade computacional de algoritmos implementados na camada física de transceptores para comunicação de dados via rede elétrica - power line communication (PLC) que são baseados em multiplexação por divisão de frequência ortogonal - orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). Inicialmente, o Clustered-OFDM é investigado e analisado com o intuito de reduzir a complexidade computacional dos transceptores PLC. Além disto, uma relação entre complexidade computacional e desempenho é demonstrada para Clustered-OFDM e múltiplo acesso por divisão de frequência ortogonal - orthogonal frequency division multiple access (OFDMA). Os resultados computacionais quantificam a relação entre complexidade computacional e redução da capacidade do canal para o Clustered-OFDM em comparação com o OFDMA. Em seguida, é proposto e analisado um esquema Clustered-OFDM para comunicação com múltiplas entradas e múltiplas saídas - multiple-input and multiple-output (MIMO) 2×2, denominado MIMO-Clustered-OFDM, que tem como base um código de bloco espacial e temporal. Os resultados de comparações revelam que a proposta MIMO-Clustered-OFDM pode reduzir a capacidade do canal para atingir uma menor complexidade computacional, comparado ao MIMO-OFDMA. Por último, é introduzido um processo para analisar estatisticamente a degradação gerada pelo agrupamento de subportadoras contíguas para o uso de algoritmos de alocação de bits. Um estudo de caso com canais PLC revela que o critério aplicado para agrupar subportadoras contíguas pode proporcionar diferentes níveis de reduções de rendimento, bem como de outras perdas de desempenho se o tamanho do grupo é variável.
This thesis aims at investigating, proposing, and analyzing techniques to reduce the computational complexity of algorithms implemented in the physical layer of power line communication (PLC) transceivers which are based on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). First, the clustered-OFDM is investigated and analyzed to reduce computational complexity. Also, a trade between computational complexity and performance is demonstrated for clustered-OFDM and orthogonal frequency division multiple access (OFDMA). Performance results quantify what kind of tradeoff between computational complexity and capacity reduction can be achieved in comparison with OFDMA. Second, a clustered-OFDM scheme for 2×2 multiple input multiple output (MIMO) communication based on space time block code, named MIMO-clustered-OFDM, is proposed and analyzed. Comparison results reveal that the proposed MIMO-clustered-OFDM can trade capacity with computational complexity and can achieve lower computational complexity than MIMO-OFDMA. Third, a procedure to statistically analyze the degradation yielded by the use of granularity for grouping a set of contiguous subcarriers to be used by bitloading algorithm is introduced. A case study with PLC channels reveals that the criterion applied to group of contiguous subcarriers can offer different levels of throughput reductions and other performance losses if the size of the group is varied.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico
In this work, the performance of MIMO systems based on space-time coding is investigated through multilinear algebra, more specifically, by means of tensor decompositions, pulling away a bit from commonly used matrix models. We assume a system composed of P transmit and M receive antennas, consisting of a combination of a space-time block code (STBC) with a formatting filter. This filter is formed by a precoding matrix and a matrix that maps the precoded signal onto the transmit antennas. For the considered system, two contributions are presented to solve the problem of channel estimation. First, we propose a tensor-based channel estimation method for orthogonal STBCs in MIMO systems, by focusing on the specific case of the Alamouti scheme. We resort to a third order PARATUCK2 tensor model for the received signal, the third dimension of which is related to the presence of the formatting filter. By capitalizing on this tensor model, a channel estimation method based on the alternating least squares (ALS) algorithm is proposed. As a second contribution, a generalization of this method to an arbitrary nonorthogonal STBC is made, where a generalized structure is proposed for the formatting filter, introducing a fourth dimension into the tensor signal model. In this case, we make use of the PARATUCK(2-4) model followed by its reduction to a structured PARAFAC model, from which a closed-form solution to the channel estimation problem is established. The performance metrics considered for evaluating the proposed channel estimation method are: (I) the quality of the estimation in terms of NMSE and (II) the system reliability in terms of Bit Error Rate.
Neste trabalho, o desempenho de sistemas MIMO baseados em codificaÃÃo espaÃo temporal à investigado via Ãlgebra multilinear, mais especificamente, por meio de decomposiÃÃes tensoriais, afastando-se um pouco dos modelos matriciais comumente adotados. Assume-se um sistema composto de P antenas transmissoras e M receptoras, consistindo de uma combinaÃÃo de um cÃdigo espaÃo-temporal em bloco com um filtro formatador. Esse filtro à formado por uma matriz de prÃ-codificaÃÃo e uma matriz que mapeia os sinais prÃ-codificados nas antenas transmissoras. Para o sistema considerado, duas contribuiÃÃes sÃo apresentadas para solucionar o problema de estimaÃÃo de canal. Primeiro, à proposto um mÃtodo tensorial de estimaÃÃo de canal para STBCs ortogonais em sistemas MIMO, tomando-se como exemplo o esquema de Alamouti. Tal mÃtodo faz uso de um modelo tensorial PARATUCK2 de terceira ordem para o sinal recebido, cuja terceira dimensÃo està associada à presenÃa do filtro formatador. Aproveitando-se desse modelo tensorial, um mÃtodo de estimaÃÃo de canal baseado no algoritmo dos mÃnimos quadrados alternados à proposto. Como uma segunda contribuiÃÃo, uma generalizaÃÃo desse modelo para um STBC nÃo ortogonal arbitrÃrio à feita, em que uma estrutura generalizada à proposta para o filtro formatador, introduzindo uma quarta dimensÃo no modelo tensorial de sinal. Neste caso, faz-se uso do modelo PARATUCK(2-4) seguido pela sua reduÃÃo a um modelo PARAFAC estruturado, a partir do qual uma soluÃÃo em forma fechada para o problema de estimaÃÃo de canal à estabelecida. As mÃtricas de desempenho consideradas para avaliaÃÃo dos mÃtodos de estimaÃÃo de canal propostos sÃo: (I) A qualidade da estimaÃÃo do canal em termos de NMSE e (II) a confiabilidade do sistema em termos de Taxa de Erro de Bit.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do CearÃ
Atualmente a internet à uma ferramenta largamente utilizada e o grande desenvolvimentoe popularidade de tecnologias de acesso sem-fio (wireless) nos levam a um futuro no qual uma conexÃo caracterizada por estar disponÃvel âanytime, anywhereâ, ou seja, a qualquer hora e em qualquer lugar, serà essencial. Tal caracterÃstica à considerada obrigatÃria em sistemas4G (quarta geraÃÃo), mas para uma experiÃncia satisfatÃria para o usuÃrio à necessÃrio que uma conexÃo segura e eficiente esteja disponÃvel. A fim de obter tal eficiÃncia, a comunidade de pesquisa tem gerado algumas soluÃÃes promissoras que obtÃm ganhos significativos no desempenho do sistema, tais como modulaÃÃo e codificaÃÃo adaptativas, codificaÃÃo espaÃo-temporal, mÃltiplas antenas e canais MIMO (Multiple Input Multiple Output ), modulaÃÃo multiportadora, detecÃÃo multiusuÃrio, etc. [1]. Dentre essas soluÃÃes, destaca-se a adaptaÃÃo do sistema, ou seja, o sistema deve estar em constante adaptaÃÃo para obter sempre o melhor desempenho possÃvel para cada situaÃÃo em que se encontra. No entanto, uma importante premissa para a adaptaÃÃo do sistema consiste em conhecer o estado atual em que o sistema se encontra (informaÃÃo sobre o canal de comunicaÃÃo). Para isso diversas tÃcnicas de estimaÃÃo de canal sÃo propostas na literatura, cada uma possuindo vantagens e desvantagens. Nesse trabalho o impacto da estimaÃÃo de canal na adaptaÃÃo de enlace à analisado atravÃs de simulaÃÃes computacionais1. Em particular, duas tÃcnicas de estimaÃÃo de canal com caracterÃsticas diferentes sÃo analisadas, para alguns cenÃrios especÃficos em um sistema MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ), atravÃs de uma mÃtrica que considera tanto a redundÃncia introduzida para estimar o canal quanto o erro de estimaÃÃo de canal de cada tÃcnica. Os resultados encontrados constituem curvas que podem ser utilizadas para efetuar a adaptaÃÃo de enlace do sistema de maneira mais realista, ou seja, considerando o efeito da estimaÃÃo de canal, alÃm de incluir a prÃpria tÃcnica de estimaÃÃo de canal como um parÃmetro a ser adaptado.
Atualmente a internet à uma ferramenta largamente utilizada e o grande desenvolvimentoe popularidade de tecnologias de acesso sem-fio (wireless) nos levam a um futuro no qual uma conexÃo caracterizada por estar disponÃvel âanytime, anywhereâ, ou seja, a qualquer hora e em qualquer lugar, serà essencial. Tal caracterÃstica à considerada obrigatÃria em sistemas4G (quarta geraÃÃo), mas para uma experiÃncia satisfatÃria para o usuÃrio à necessÃrio que uma conexÃo segura e eficiente esteja disponÃvel. A fim de obter tal eficiÃncia, a comunidade de pesquisa tem gerado algumas soluÃÃes promissoras que obtÃm ganhos significativos no desempenho do sistema, tais como modulaÃÃo e codificaÃÃo adaptativas, codificaÃÃo espaÃo-temporal, mÃltiplas antenas e canais MIMO (Multiple Input Multiple Output ), modulaÃÃo multiportadora, detecÃÃo multiusuÃrio, etc. [1]. Dentre essas soluÃÃes, destaca-se a adaptaÃÃo do sistema, ou seja, o sistema deve estar em constante adaptaÃÃo para obter sempre o melhor desempenho possÃvel para cada situaÃÃo em que se encontra. No entanto, uma importante premissa para a adaptaÃÃo do sistema consiste em conhecer o estado atual em que o sistema se encontra (informaÃÃo sobre o canal de comunicaÃÃo). Para isso diversas tÃcnicas de estimaÃÃo de canal sÃo propostas na literatura, cada uma possuindo vantagens e desvantagens. Nesse trabalho o impacto da estimaÃÃo de canal na adaptaÃÃo de enlace à analisado atravÃs de simulaÃÃes computacionais1. Em particular, duas tÃcnicas de estimaÃÃo de canal com caracterÃsticas diferentes sÃo analisadas, para alguns cenÃrios especÃficos em um sistema MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ), atravÃs de uma mÃtrica que considera tanto a redundÃncia introduzida para estimar o canal quanto o erro de estimaÃÃo de canal de cada tÃcnica. Os resultados encontrados constituem curvas que podem ser utilizadas para efetuar a adaptaÃÃo de enlace do sistema de maneira mais realista, ou seja, considerando o efeito da estimaÃÃo de canal, alÃm de incluir a prÃpria tÃcnica de estimaÃÃo de canal como um parÃmetro a ser adaptado.
Nowadays the internet is a widely used tool and the great development and popularity of wireless technologies leads us to a future where the connectivity will be characterized as âanywhere, anytimeâ. Such characteristic is considered essential in 4G systems. However, for a satisfactory user experience a secure and efficient connectivity has to be always available. To obtain such efficiency, the research community has generated a number of promising solutions that achieve significative improvements in system performance, such as adaptive modulation and coding, space-time coding, multiple antennas and MIMO (Multiple Input Multiple Output ) channels, multicarrier modulation, multiuser detection, etc. [1]. Among these solutions, the system adaptation is a particularly interesting one, there is, the system must constantly adapt itself to achieve the best performance for each situation. However, one important premise for the system adaptation is the knowledge of the channel state information (CSI). To obtain this knowledge, several channel estimation strategies were proposed in the literature, each one with advantages and disadvantages. In this work we analyze the impact of channel estimation in the link adaptation through computer simulations1. Two channel estimation techniques with different characteristics were analyzed for some specific scenarios in a MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) system. To perform the analysis it was used a metric that consider the redundancy introduced to estimate the channel and the channel estimation error of each technique. The obtained results constitute curves that can be used to perform link adaptation in a more realistic way, that is, considering the effect of channel estimation. Besides, it is shown that even the choice of the channel estimation strategy can be an adaptable parameter so that the most adequate channel estimation strategy for each system state is used.
Nowadays the internet is a widely used tool and the great development and popularity of wireless technologies leads us to a future where the connectivity will be characterized as âanywhere, anytimeâ. Such characteristic is considered essential in 4G systems. However, for a satisfactory user experience a secure and efficient connectivity has to be always available. To obtain such efficiency, the research community has generated a number of promising solutions that achieve significative improvements in system performance, such as adaptive modulation and coding, space-time coding, multiple antennas and MIMO (Multiple Input Multiple Output ) channels, multicarrier modulation, multiuser detection, etc. [1]. Among these solutions, the system adaptation is a particularly interesting one, there is, the system must constantly adapt itself to achieve the best performance for each situation. However, one important premise for the system adaptation is the knowledge of the channel state information (CSI). To obtain this knowledge, several channel estimation strategies were proposed in the literature, each one with advantages and disadvantages. In this work we analyze the impact of channel estimation in the link adaptation through computer simulations1. Two channel estimation techniques with different characteristics were analyzed for some specific scenarios in a MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) system. To perform the analysis it was used a metric that consider the redundancy introduced to estimate the channel and the channel estimation error of each technique. The obtained results constitute curves that can be used to perform link adaptation in a more realistic way, that is, considering the effect of channel estimation. Besides, it is shown that even the choice of the channel estimation strategy can be an adaptable parameter so that the most adequate channel estimation strategy for each system state is used.

Orientadores: João Marcos Travassos Romano, André Lima Férrer de Almeida
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-27T03:16:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_MicheleNazarethda_D.pdf: 1682490 bytes, checksum: cff451352ce016130d7f84654625c5ea (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: Desde o crescente sucesso de sistemas móveis na década de 90, novas tecnologias sem fio têm sido desenvolvidas a fim de suportar a crescente demanda de serviços de multimídia de alta qualidade e ainda flexível para implantar novos serviços com baixas taxas de erro. Uma forma interessante de melhorar o desempenho de erro e de obter melhores taxas de transmissão consiste em combinar o emprego de várias diversidades com técnicas de múltiplo acesso no contexto de sistemas MIMO. A incorporação de operações de sobreamostragem, espalhamento e multiplexação, e diversidades adicionais em sistemas sem fio levam a sinais recebidos multidimensionais que, naturalmente, satisfazem modelos tensoriais. Esta tese propõe uma nova abordagem tensorial baseada em uma codificação tensorial espaço-temporal (TST) para sistemas de comunicação sem fio MIMO. Os sinais recebidos por múltiplas antenas formam um tensor de quarta ordem que satisfaz um novo modelo tensorial, referido como PARATUCK-(2,4). A análise de desempenho é realizada para o sistema proposto TST e um recente sistema espaço-tempo-frequencial (STF), a qual permite derivar expressões para o ganho máximo de diversidade através de um canal com desvanecimento plano. Propõe-se um sistema de transmissão baseado em codificação TST com recursos de alocação de antenas para sistemas MIMO com múltiplos usuários. Uma nova decomposição tensorial é introduzida, denominada PARATUCK-(N1,N), e esta generaliza o modelo padrão PARATUCK-2 e nosso modelo PARATUCK-(2,4). A presente tese estabelece as condições de unicidade para o modelo PARATUCK-(N1,N). A partir desses resultados, a estimativa conjunta do símbolo e canal é assegurada para os sistemas TST e STF. Os receptores semi-cegos propostos para os dois sistemas baseiam-se no algoritmo do tipo mínimos quadrados alternados ("Alternanting Least Squares", ALS) e no método de otimização Levenberg-Marquardt (LM). Um receptor baseado na estrutura do produto de Kronecker, denominado "Kronecker Least Squares" (KLS), também é proposto para ambos os sistemas. Resultados de simulações são apresentados para ilustrar a eficiência dos receptores propostos em termos de recuperação de símbolo e a velocidade de convergência quando comparados com outros métodos da literatura
Abstract: Since the growing success of mobile systems in the 1990s, new wireless technologies have been developed in order to support a growing demand for high-quality multimedia services while still being flexible to accommodate new services with low error rates. An interesting way to improve the error performance and to achieve better transmission rates is to combine the use of various diversities and multiplexing access techniques in the MIMO system context. The incorporation of oversampling, spreading and multiplexing operations and additional diversities on wireless systems lead to multidimensional received signals which naturally satisfy tensor models. This thesis proposes a new tensorial approach based on a tensor space-time (TST) coding for MIMO wireless communication systems. The signals received by multiple antennas form a fourth-order tensor that satisfies a new tensor model, referred to as PARATUCK-(2,4) model. A performance analysis is carried out for the proposed TST system and a recent space-time-frequency (STF) system, which allows to derive expressions for the maximum diversity gain over a flat fading channel. An uplink processing based on the TST coding with allocation resources is proposed. A new tensor decomposition is introduced, the so-called PARATUCK-(N1,N), which generalizes the standard PARATUCK-2 and our PARATUCK-(2,4) model. This thesis establishes uniqueness conditions for the PARATUCK-(N1,N) model. From these results, joint symbol and channel estimation is ensured for the TST and STF systems. Semi-blind receivers are proposed based on the well-known Alternating Least Squares (ALS) algorithm and the Levenberg-Marquardt (LM) method. A semi-blind receiver based on the Kronecker Least Squares (KLS) is also proposed for both systems. Simulation results are presented to illustrate the efficiency of the proposed receivers in terms of symbol recovery and convergence speed when compared to other methods from the literature
Doutorado
Telecomunicações e Telemática
Doutora em Engenharia Elétrica

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-01-27T17:04:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AntenaMimoUltra.pdf: 3024456 bytes, checksum: 9b2cbfc15b5768e17e0e75c698dbb8c2 (MD5)
Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-30T13:39:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AntenaMimoUltra.pdf: 3024456 bytes, checksum: 9b2cbfc15b5768e17e0e75c698dbb8c2 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-01-30T13:39:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AntenaMimoUltra.pdf: 3024456 bytes, checksum: 9b2cbfc15b5768e17e0e75c698dbb8c2 (MD5) Previous issue date: 2015-07-10
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Propõe-se uma antena Ultra Banda Larga (Ultra-wideband/UWB) MIMO (Multiple input-Multiple output) com radiadores semielípticos, que operam em todas as faixas móveis entre 0.7-6 GHz, e adaptado para operar no espaço livre (FS) e perto da cabeça humana. Os elementos da antena são de forma idêntica e simétrica, alimentados por uma linha de microfita afunilada e formados por um monopólio semielíptico côncavo inclinado para atingir uma largura de banda maior, ocupando apenas um dos lados do substrato e promovendo um melhor aproveitamento do espaço. Um toco inclinado em 45° também foi adicionado para proporcionar a ressonância de baixa frequência. Além disso, o plano de terra tem cantos arredondados e uma cavidade no fim da linha de microfita para melhorar o casamento de impedância. Um ramo em forma de ‘’T’’ foi utilizado para melhorar o isolamento e correlação MIMO. Os resultados numéricos mostram bom isolamento e perdas de retorno. A eficiência de multiplexação é superior a - 3 dB no espaço livre e melhor do que - 8 dB perto do manequim da cabeça humana para quase todos os padrões de comunicações móveis no espectro de 0.7-6 GHz. A antena proposta é uma solução muito atraente para aplicações MIMO Ultra Banda Larga.
We propose an Ultra-Wideband MIMO Semi-Elliptical Antenna, that operates in all mobile bands between 0.7-6 GHz, and adapted to operate in Free Space (FS) and near human head. The antenna elements are identically and symmetric, which are fed by tapered microstrip line and possess a slanted concave semi elliptical patch to achieve a higher bandwidth using only one side of the substrate. A 45° slanted stub is also present yielding the low frequency resonance. Besides, the ground plane has rounded corners and a cutting-slot at the end of the microstrip line for matching purposes. A T-shaped decoupling was used to improve MIMO correlation. Numerical results shows good isolation and return loss. Multiplex efficiency is higher than - 3 dB in FS and better than - 8 dB near human head for almost all mobile standards within 0.7-6 GHz bandwidth. This antenna is a very attractive solution for Ultra-wideband MIMO applications.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009.
Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-12T18:22:15Z No. of bitstreams: 1 2009_EdgarBarbosadeSouza.pdf: 636954 bytes, checksum: 1aa2c9973c9956543196e6a33ff110b7 (MD5)
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Made available in DSpace on 2010-04-07T22:26:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_EdgarBarbosadeSouza.pdf: 636954 bytes, checksum: 1aa2c9973c9956543196e6a33ff110b7 (MD5) Previous issue date: 2009
O emprego de múltiplas antenas em sistemas de comunicação sem fio ponto-multiponto pode proporcionar um grande aumento da eficiência espectral. Contudo, esta melhoria não é observada em sistemas celulares com reuso de frequência devido à interferência intercelular. Nestes casos, a cooperação entre as estações base é vista como uma das possíveis soluções para melhorar o desempenho do sistema. Dentro desse contexto, este trabalho apresenta uma análise de desempenho do enlace de descida de um sistema celular com uma única portadora em que múltiplas estações base transmitem, ao mesmo tempo, informações a múltiplos terminais. O modelo de sistema (conhecido na literatura como MIMO Cooperativo) considera que os terminais têm uma única antena e que as estações base têm múltiplas antenas e estão conectadas a uma estação central. São analisadas estratégias para alocação de potência de acordo com o conhecimento que a estação central tem a respeito dos canais sem fio entre as estações base e os terminais (conhecimento de todas as realizações dos canais, conhecimento das estatísticas dos canais e nenhum conhecimento dos canais). Esta análise inicial motiva uma proposta de extensão das estratégias de alocação para sistemas com múltiplas portadoras. A probabilidade de interrupção é adotada como o principal indicador de desempenho do sistema, sendo avaliada ora analiticamente, ora por meio de simulações. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT
The deployment ofmultiple antennas in point-to-multipoint wireless communication systemsmay increase the spectral efficiency. However, such gains are not observed in cellular systems with frequency reuse due to the intercell interference. In these situations, cooperation between base stations is considered as a candidate solution to improve system’s performance. Within this context, this work presents the performance analysis of the downlink in single-carrier cellular systems where multiple base stations transmit information to multiple terminals at the same time. The system model (known in the literature as Network MIMO) considers single-antenna terminals and multi-antenna base stations which are connected to a central station. We study strategies for power allocation according to the knowledge of the central station regarding the wireless channels between the base stations and the terminals (full channel state information, partial channel state information and no channel state information). These initial studies motivate the proposal of extended resource allocation strategies for multi-carrier systems. The outage probability is adopted as the system performance indicator, being calculated analytically or through simulations.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
O trabalho presente nesta tese vem no seguimento do encontro de soluções que permitam suportar as elevadas taxas de transmissão exigidas pela oferta generalizada de serviços multimédia. A tecnologia MIMO, caracterizada pela utilização de múltiplas antenas para transmitir e receber informação, é actualmente bastante promissora no que diz respeito ao aumento de capacidade que pode fornecer. Contudo, os ganhos alcançados dependem fortemente do canal de propagação pelo que, dessa forma, é fundamental a utilização de modelos que permitam caracterizar detalhadamente o canal nas mais diversas situações. Neste trabalho será efectuado um estudo sobre sistemas MIMO e as respectivas técnicas que lhes permite apresentar desempenhos superiores aos sistemas convencionais. Serão também analisados e comparados diversos modelos de canal MIMO. Um desses modelos, o modelo estendido de Saleh-Valenzuela, será implementado de forma a obter a matriz de transmissão do canal. A partir do modelo implementado serão realizadas algumas simulações com o objectivo de estudar a influência do cenário de propagação e do sistema de transmissão na capacidade do sistema. Por fim, será avaliado o desempenho do mesmo modelo efectuando uma comparação entre os resultados obtidos por simulação e os resultados obtidos com base em medidas experimentais realizadas em diferentes cenários de propagação.
The work presented on this thesis follows the search for solutions to support the high transmission rates required by the widespread provision of multimedia services. MIMO technology, characterized by the use of multiple antennas to transmit and receive information, is nowadays quite promising when it comes to the gain in capacity that is able to provide. However, the gain it can reach depend strongly of the propagation channel, so the use of models that can characterize in detail the channel in several situations it is quite essential. In this work a study about MIMO systems and the techniques that allow them to present superior results than conventional systems will be presented. Several MIMO channels models will also be analyzed and compared. One of those models, the extended model of Saleh-Valenzuela, will be implemented to obtain the transmission channel matrix. Using this model, some simulations will be performed in order to study the influence of the propagation scenario and the transmission system in the capacity of the system. Finally, the performance of this model will be evaluated making a comparison between the results obtained by simulations and experimental results collected with measurements carried out in different propagation scenarios.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
Devido à constante necessidade de desenvolvimento de sistemas com uma elevada taxa de transmissão e qualidade de serviço recorrendo a um espectro limitado e uma potência radiada regulamentada, é fundamental efectuar uma caracterização adequada do canal rádio para explorar de forma eficiente as suas potencialidades. O trabalho desenvolvido incide no estudo de alguns parâmetros que permitem caracterizar o canal de propagação rádio, obtidos através da aplicação do algoritmo de alta resolução SAGE (Space-Alternating Generalized Expectation Maximization) ao sinal captado por um agregado sintético usado para sondagem do mesmo canal. Inicialmente efectuou-se um estudo relativo ao canal de propagação, nomeadamente acerca dos modelos de propagação exterior, canal multipercurso e respectivos parâmetros. Em seguida foi introduzido o sistema MIMO através do estudo teórico da capacidade sendo posteriormente apresentados os modelos de canal MIMO (analíticos e físicos). Através dos parâmetros estimados pelo algoritmo SAGE, foram estudados alguns cenários de forma a obter de forma experimental alguns parâmetros do canal de propagação. Com a introdução do algoritmo de clustering foi possível agregar as réplicas multipercurso em famílias de raios que apresentam afinidade espacial. A visualização gráfica do clustering permitiu analisar a disposição dos clusters assim como os parâmetros atraso e azimute das componentes multipercurso. Finalmente efectuou-se um estudo estatístico dos clusters, incidindo nas medidas do atraso, azimute e resposta impulsiva, que culminou num conjunto de gráficos representativos dos diversos ensaios que permitem uma melhor compreensão do canal de propagação
According to the constant need of development of systems that keep a high transmission rate and quality service using a limited spectrum and a regulated power radiated, it is fundamental to make an accurate characterization of the radio channel to efficiently exploit its potential. This work focuses on the study of some parameters that allow the characterization of the radio propagational channel, obtained through the application of the high resolution algorithm SAGE (Space-Alternation Generalized Expectation Maximization) to the signal captured by a synthetic aggregate used for polling the same channel. Initially a study relative to the propagation channel was realized, namely about the outdoor propagation models, multipath channel and respective parameters. Later on the MIMO system was introduced by the theoretical study of the channel capacity being posteriorly presented the MIMO channel models (analytical and physical). Through the measures obtained by the SAGE algorithm some scenarios were studied to obtain experimentally some parameters of the propagation channel. With the introduction of the clustering algorithm it was possible to aggregate the multipath replicas in families of rays that have spatial affinity. The graphic display of the clustering allowed the analysis of the clusters disposition as well as the delay and angle parameters of the multipath components. Finally it was carried out a statistical study of clusters, regarding on the measures of delay, angle and impulse response which turned into a set of graphics representing the several trials allowing a better understanding of the propagation channel.

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações
Sem resumo disponível.
The expected massive proliferation of wireless systems point out that in the year 2020 there will be the need to support up to one thousand times more tra c than today. Besides, ten times more users will have to be managed and there will be a need to enable Gigabit per second peak speeds. The traditional methods have a limited capability to cope with the requirements of system capacity, spectral and energy e ciency among others. One of the foreseen key enabling technology for the evolution of mobile technologies towards 5G is cell densi cation. Network densi cation through use of small cells (SCs) has been considered in 3GPP which made small cells an integral part of LTE Advanced by developing the concept of heterogeneous networks (HetNets). The reduced area covered by each small cell implies the use of a large number of them, which leads to the concept of ultra-dense small cell networks. However, this leads to multiple tiers of cells with high levels of interference that need to be coordinated, requiring advanced signal processing: Interference alignment (IA) precoding and iterative equalization (namely the ones based on Iterative-Block Decision Feedback Equalization (IB-DFE) concept) are seen as e cient techniques to deal with this high interference level faced by HetNets. In this dissertation we consider several cells with heterogeneous characteristics, macro and small, working under the same spectrum. These cells serve a set of users, which are split between the two cell types. Under a frequency reuse of one, the users allocated to a given cell generate harmful interference on the other. To tackle that problem we apply IA at both macro and small cell users, but this requires the availability of Channel State Information (CSI) at the transmitters. The more realistic case of imperfect CSI is considered, but this leads to imperfectly interference aligned and therefore to performance degradation. Iterative space-frequency equalization is performed at the receiver side through IB-DFE technique to cope with this residual interference. The results demonstrate that iterative equalization is robust to imperfect CSI and removes e ciently the interference generated by the poorly aligned interference. A performance close to Matched Filter Bound (MFB) is achieved with a very few number of iterations.

This work presents a contribution to the study of control of dead-time systems. Within this context, it is presented a literature review covering from the Smith predictor until its recent variations. For the state space representation dead-time is normally dealt under the discrete-time perspective, where it is included as state augmentation. In the first case, this work proposes a novel control structure with simple tuning rules, able to deal with single input and output systems that presents multiple delays due to multiple internal paths. However, the design method allows the proposed structure to be readily applied for the single delay case. The study is extended for the state space representation, where it is presented a modification to a predictor recently presented in literature, in order to use it as a predictor-observer within the state space representation. In this case, all the matrices involved in the observer have the same order as those of the plant, i. e., there is no need of the state augmentation to deal with dead-time. Hence, the well known techniques for the optimal and robust control may be applied for multivariable delayed systems. Besides, an alternative way of tuning for the LQG control, based on the T-polynomial approach, is proposed. In this case, the technique may be applied for both the delay free systems and dead-time systems. The latter by applying the modified predictor mentioned earlier in the observer structure. Additionally, it is also proposed a new predictor structure, based on the CARIMA model with T-polynomial, for dead-time systems. This work is full of examples throughout the text which are suitable for both the control strategies studied herein and the proposed ones, applicable for stable, unstable or integrating systems, as well as multivariable systems. Case studies for laboratories plants validate the effectiveness of the discussed methods.
Este trabalho apresenta uma contribuiÃÃo ao estudo de controle de sistemas dinÃmicos que exibem atraso de transporte. Nesse contexto, apresenta-se uma revisÃo bibliogrÃfica que traz desde o surgimento do preditor de Smith atà algumas de suas variaÃÃes mais recentes. Na representaÃÃo baseada em espaÃo de estados à comum que se tenha a abordagem em tempo discreto, em que o atraso de transporte à normalmente incluÃdo atravÃs do aumento da ordem do estado. No primeiro caso, este trabalho traz a proposta de uma nova estrutura de controle, de sintonia simplificada, capaz de lidar com sistemas de entrada e saÃda Ãnicas, mas que apresentam mÃltiplos atrasos em caminhos diversificados internamente. A metodologia considerada, entretanto, permite que a estrutura proposta possa ser facilmente aplicada a sistemas com atraso simples. O estudo à ampliado para a representaÃÃo em espaÃo de estados no tempo discreto, em que apresenta-se uma abordagem que leva à adaptaÃÃo de um preditor proposto recentemente na literatura para atuar como observador de estados. Neste caso, tem-se a vantagem de que todas as matrizes envolvidas tem a mesma ordem daquelas que descrevem o sistema, ou seja, nÃo hà aumento da ordem do estado. Assim, as tÃcnicas conhecidas de controle robusto e Ãtimo para a representaÃÃo em espaÃo de estados podem ser aplicadas a sistemas com mÃltiplas entradas e saÃdas. Apresenta-se ainda uma forma alternativa de sintonia do controle LQG, baseada no polinÃmio-T. Neste caso, a sintonia proposta pode ser aplicada tanto para sistemas sem atraso de transporte quanto para aqueles com atraso quando se considera a adaptaÃÃo da estrutura do preditor no observador de estados. AlÃm disso, este trabalho apresenta ainda a proposta de um novo preditor cuja estrutura à baseada no modelo CARIMA com polinÃmio-T, aplicado a sistemas com atraso de transporte. O trabalho à repleto de exemplos em que aplicam-se tanto as estratÃgias de controle estudadas quanto as propostas, a sistemas estÃveis, instÃveis ou integradores em malha aberta, bem como a sistemas multivariÃveis. Estudos de caso aplicados a plantas de laboratÃrio comprovam a eficiÃncia dos mÃtodos discutidos.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico
Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de transceptores MIMO (do inglÃs, Multiple-Input-Multiple-Output) em uma nova arquitetura proposta para os sistemas de comunicaÃÃes mÃveis sem fio de prÃxima geraÃÃo XG (do inglÃs, Next Generation) denotada como CoMP (do inglÃs, Coordinated Multi-Point), em comparaÃÃo com uma arquitetura co-localizada, em que, os equipamentos de usuÃrios utilizam os recursos unicamente da estaÃÃo rÃdio base a qual està localizado. Com o objetivo de se obter ganhos de multiplexaÃÃo espacial, diversidade e ganhos intermediÃrios (entre os dois possÃveis ganhos), adota-se transceptores MIMO, os quais sÃo submetidos a dois cenÃrios distintos: CenÃrio 1, composto por uma cÃlula co-localizada que tem uma cobertura equivalente a das trÃs cÃlulas cooperativas e um cenÃrio 2, em que a cÃlula co-localizada tem o mesmo tamanho das cÃlulas cooperativas. Em ambos os casos, as arquiteturas CoMP e co-localizada sÃo abordadas e avalia-se o desempenho comparativo entre os cenÃrios relacionado com as duas arquiteturas. A anÃlise realizada neste trabalho à dividida em duas partes, sendo uma de carÃter sistÃmico, em que se observa o comportamento da SINR (do inglÃs, Signal to Interference plus Noise Ratio) utilizando os transceptores VBLAST (do inglÃs, Vertical Bell-Labs Space-Time) e STBC (do inglÃs, Space-Time Block Codes), e a outra de carÃter de enlace, na qual se utiliza um transceptor MIMO hÃbrido, de modo a fornecer uma anÃlise da taxa de erro de bit. Os resultados mostram que por meio da cooperaÃÃo, um desempenho semelhante ao cenÃrio Co-localizado pode ser obtido com um menor nÃmero de antenas nas estaÃÃes rÃdio base, representando uma economia do ponto de vista de dispÃndio de capital CAPEX (do inglÃs, Capital Expenditure) e operacional OPEX (do inglÃs, Operational Expenditure) da rede, bem como reduÃÃo na taxa de erro.
In this work, we evaluated the performance of MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) transceivers on a new architecture proposed to mobile wireless communications systems of next generation XG (Next Generation), denoted by CoMP (Coordinate Mult-Point), which is compared with a co-located architecture, whose user equipments utilize the resources uniquely of the radio base station, which is located. In order to obtain spatial multiplexing gains, diversity and intermediate gains (between the two possible gains), adopts MIMO transceivers, which are submitted to different scenarios: Scenario 1, is composed of a co-located cell, whose coverage area is equivalent to three cooperative cells and Scenario 2, where the co-located cell has the same cooperative cell sizes. In both cases, CoMP architectures and co-located are addressed and evaluates the comparative performance between these scenarios, related to the two architecture. The current analysis is divided into two parts: a systemic character, where observes the SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) behavior with the use of VBLAST (Vertical-Bell Labs Space-Time) and STBC (Space-Time Block Codes) transceivers, the another one, of link character, which uses a hybridMIMO transceiver G2+1, in oder to provide an analysis of the bit error rate. The results show that by means of cooperation, a performance similar to the scenario co-located can be obtained with a smaller number of antennas at base stations, representing a saving in terms of capital expenditure CAPEX (Capital Expenditure) and operational OPEX (Operational Expenditure) network, as well as, a reduction in the error rate.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior
Este trabalho se propÃe a investigar e propor diferentes tÃcnicas de estimaÃÃo de canal de mÃltiplas entradas e mÃltiplas saÃdas (MIMO) para sistemas de comunicaÃÃo multiusuÃrio operando em regime de interferÃncia em cenÃrio de mÃltiplas cÃlulas. AtenÃÃo particular à dada ao caso onde as estaÃÃes rÃdio-base sÃo equipadas com arranjos de antenas apresentando grande quantidade de antenas, configurando o que se tem referido na literatura como sistemas de comunicaÃÃo MIMO de grande dimensÃo (VL-MIMO, do inglÃs: very large MIMO). Algumas destas tÃcnicas exploram as propriedades das grandes matrizes aleatÃrias e sÃo menos afetadas pela contaminaÃÃo de pilotos. Nesta dissertaÃÃo, os parÃmetros do canal VL-MIMO sÃo estimados a partir de uma decomposiÃÃo em autovalores (EVD, do inglÃs: eigenvalue-decomposition) da matriz de covariÃncia na saÃda do arranjo de antenas receptoras. Esta tÃcnica se mostra menos sensÃvel à presenÃa de interferÃncia do que outras que nÃo exploram propriedades especÃficas da matriz de canal VL-MIMO, como à o caso da soluÃÃo clÃssica dos mÃnimos quadrados (LS, do inglÃs: least-squares). Nesse contexto, propÃe-se ainda uma soluÃÃo para o fator de ambiguidade multiplicativa do mÃtodo baseado em EVD, utilizando um simples produto de Khatri-Rao. Na segunda parte desta dissertaÃÃo, as propriedades dos sistemas VL-MIMO sÃo empregadas num problema de localizaÃÃo de fontes, a fim de determinar a direÃÃo de chegada (DOA) dos sinais incidentes sobre o arranjo, provenientes da cÃlula em questÃo. Explorando o subespaÃo de representaÃÃo dos sinais interferentes, propÃe-se o uso de um algoritmo de classificaÃÃo de tipo MUSIC para estimar a matriz de canal de forma cega. O mÃtodo proposto converte os altos ganhos de resoluÃÃo dos arranjos VL-MIMO em capacidade de reduÃÃo de interferÃncia, podendo fornecer estimativas do canal adequadas, mesmo sob nÃveis fortes de interferÃncia e tambÃm em casos onde os sinais do usuÃrio desejado e dos interferentes sÃo altamente correlacionados espacialmente. Extensas campanhas de simulaÃÃo computacional foram realizadas, dandoum carÃter exploratÃrio a esta dissertaÃÃo no sentido de abranger diferentes cenÃrios e avaliar as tÃcnicas investigadas em comparaÃÃo com soluÃÃes jà consolidadas, permitindo assim a elaboraÃÃo de um panorama mais completo de caracterizaÃÃo dos problemas de estimaÃÃo de parÃmetros no caso VL-MIMO.
The aim of this dissertation is mainly to investigate and propose different channel estimation techniques for a multicell multiuser multiple-input multiple-output (MIMO) communication system. Particular attention is payed to the case that is referred to as very large (VL) MIMO (VL-MIMO) arrays, where the base stations are equipped with a great (or even huge) number of antenna sensors. Some of these techniques exploit properties issued from the (large) Random Matrices Theory and are therefore less affected by the so-called pilot contamination effect. In this work, the parameters of the VL-MIMO channel are estimated from the eigenvalue decomposition (EVD) of the output covariance matrix of the receive antenna array. This technique is more robust to the interference of signals from other cells compared with methods that do not exploit the specific properties of the VL-MIMO channel matrix, which is the case of the classical least squares (LS) solution. In this context, this work also proposes a simpler way to resolve the scaling ambiguity remaining from the EVD-based method using the Khatri-Rao product. The second part of this dissertation exploits the VL-MIMO properties on a source localization problem, aiming to determine the direction of arrival (DoA) of the signals impinging on the antenna array from a given desired cell. Based on the subspace representation of the outer cell interference signals, we propose a new blind MUSIC-like classification algorithm to estimate the channel matrix. The proposed technique convert the high resolution gains of the VL-MIMO arrays into ability to reduce power of undesired signals, yielding good channel estimates even under high interference power levels, and including cases where desired and undesired signals are strongly correlated. Computer simulations have been done in order to cope with different situations and propagation scenarios, thus yielding an exploratory character to our research and allowing us to evaluate and assess the investigated algorithms, comparing them to consolidated solutions in order to establish a complete overview of the parameter estimation problem in the VL-MIMO case.

CALDAS, F. M. C. Transceptores MIMO em sistemas de comunicações móveis sem fio com multipontos coordenados. 2012. 90 f. Dissertação (Mestrado em Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-31T17:02:41Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_fmccaldas.pdf: 919215 bytes, checksum: 1875f2038e0cc2c49dabe0671382e4d1 (MD5)
Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-11-01T17:05:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_fmccaldas.pdf: 919215 bytes, checksum: 1875f2038e0cc2c49dabe0671382e4d1 (MD5)
Made available in DSpace on 2012-11-01T17:05:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_fmccaldas.pdf: 919215 bytes, checksum: 1875f2038e0cc2c49dabe0671382e4d1 (MD5) Previous issue date: 2012-06-29
In this work, we evaluated the performance of MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) transceivers on a new architecture proposed to mobile wireless communications systems of next generation XG (Next Generation), denoted by CoMP (Coordinate Mult-Point), which is compared with a co-located architecture, whose user equipments utilize the resources uniquely of the radio base station, which is located. In order to obtain spatial multiplexing gains, diversity and intermediate gains (between the two possible gains), adopts MIMO transceivers, which are submitted to different scenarios: Scenario 1, is composed of a co-located cell, whose coverage area is equivalent to three cooperative cells and Scenario 2, where the co-located cell has the same cooperative cell sizes. In both cases, CoMP architectures and co-located are addressed and evaluates the comparative performance between these scenarios, related to the two architecture. The current analysis is divided into two parts: a systemic character, where observes the SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) behavior with the use of VBLAST (Vertical-Bell Labs Space-Time) and STBC (Space-Time Block Codes) transceivers, the another one, of link character, which uses a hybridMIMO transceiver G2+1, in oder to provide an analysis of the bit error rate. The results show that by means of cooperation, a performance similar to the scenario co-located can be obtained with a smaller number of antennas at base stations, representing a saving in terms of capital expenditure CAPEX (Capital Expenditure) and operational OPEX (Operational Expenditure) network, as well as, a reduction in the error rate.
Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de transceptores MIMO (do inglês, Multiple-Input-Multiple-Output) em uma nova arquitetura proposta para os sistemas de comunicações móveis sem fio de próxima geração XG (do inglês, Next Generation) denotada como CoMP (do inglês, Coordinated Multi-Point), em comparação com uma arquitetura co-localizada, em que, os equipamentos de usuários utilizam os recursos unicamente da estação rádio base a qual está localizado. Com o objetivo de se obter ganhos de multiplexação espacial, diversidade e ganhos intermediários (entre os dois possíveis ganhos), adota-se transceptores MIMO, os quais são submetidos a dois cenários distintos: Cenário 1, composto por uma célula co-localizada que tem uma cobertura equivalente a das três células cooperativas e um cenário 2, em que a célula co-localizada tem o mesmo tamanho das células cooperativas. Em ambos os casos, as arquiteturas CoMP e co-localizada são abordadas e avalia-se o desempenho comparativo entre os cenários relacionado com as duas arquiteturas. A análise realizada neste trabalho é dividida em duas partes, sendo uma de caráter sistêmico, em que se observa o comportamento da SINR (do inglês, Signal to Interference plus Noise Ratio) utilizando os transceptores VBLAST (do inglês, Vertical Bell-Labs Space-Time) e STBC (do inglês, Space-Time Block Codes), e a outra de caráter de enlace, na qual se utiliza um transceptor MIMO híbrido, de modo a fornecer uma análise da taxa de erro de bit. Os resultados mostram que por meio da cooperação, um desempenho semelhante ao cenário Co-localizado pode ser obtido com um menor número de antenas nas estações rádio base, representando uma economia do ponto de vista de dispêndio de capital CAPEX (do inglês, Capital Expenditure) e operacional OPEX (do inglês, Operational Expenditure) da rede, bem como redução na taxa de erro.

OSTERNO, I. S. Estimação de canal no enlace reverso de sistemas VL-MIMO multi-celulares. 2015. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-08-10T14:28:29Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_isosterno.pdf: 4864120 bytes, checksum: ded807bfe70c3cb851f052eee90c66e8 (MD5)
Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-08-11T12:03:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_isosterno.pdf: 4864120 bytes, checksum: ded807bfe70c3cb851f052eee90c66e8 (MD5)
Made available in DSpace on 2015-08-11T12:03:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_isosterno.pdf: 4864120 bytes, checksum: ded807bfe70c3cb851f052eee90c66e8 (MD5) Previous issue date: 2015-06-19
The aim of this dissertation is mainly to investigate and propose different channel estimation techniques for a multicell multiuser multiple-input multiple-output (MIMO) communication system. Particular attention is payed to the case that is referred to as very large (VL) MIMO (VL-MIMO) arrays, where the base stations are equipped with a great (or even huge) number of antenna sensors. Some of these techniques exploit properties issued from the (large) Random Matrices Theory and are therefore less affected by the so-called pilot contamination effect. In this work, the parameters of the VL-MIMO channel are estimated from the eigenvalue decomposition (EVD) of the output covariance matrix of the receive antenna array. This technique is more robust to the interference of signals from other cells compared with methods that do not exploit the specific properties of the VL-MIMO channel matrix, which is the case of the classical least squares (LS) solution. In this context, this work also proposes a simpler way to resolve the scaling ambiguity remaining from the EVD-based method using the Khatri-Rao product. The second part of this dissertation exploits the VL-MIMO properties on a source localization problem, aiming to determine the direction of arrival (DoA) of the signals impinging on the antenna array from a given desired cell. Based on the subspace representation of the outer cell interference signals, we propose a new blind MUSIC-like classification algorithm to estimate the channel matrix. The proposed technique convert the high resolution gains of the VL-MIMO arrays into ability to reduce power of undesired signals, yielding good channel estimates even under high interference power levels, and including cases where desired and undesired signals are strongly correlated. Computer simulations have been done in order to cope with different situations and propagation scenarios, thus yielding an exploratory character to our research and allowing us to evaluate and assess the investigated algorithms, comparing them to consolidated solutions in order to establish a complete overview of the parameter estimation problem in the VL-MIMO case
Este trabalho se propõe a investigar e propor diferentes técnicas de estimação de canal de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) para sistemas de comunicação multiusuário operando em regime de interferência em cenário de múltiplas células. Atenção particular é dada ao caso onde as estações rádio-base são equipadas com arranjos de antenas apresentando grande quantidade de antenas, configurando o que se tem referido na literatura como sistemas de comunicação MIMO de grande dimensão (VL-MIMO, do inglês: very large MIMO). Algumas destas técnicas exploram as propriedades das grandes matrizes aleatórias e são menos afetadas pela contaminação de pilotos. Nesta dissertação, os parâmetros do canal VL-MIMO são estimados a partir de uma decomposição em autovalores (EVD, do inglês: eigenvalue-decomposition) da matriz de covariância na saída do arranjo de antenas receptoras. Esta técnica se mostra menos sensível à presença de interferência do que outras que não exploram propriedades específicas da matriz de canal VL-MIMO, como é o caso da solução clássica dos mínimos quadrados (LS, do inglês: least-squares). Nesse contexto, propõe-se ainda uma solução para o fator de ambiguidade multiplicativa do método baseado em EVD, utilizando um simples produto de Khatri-Rao. Na segunda parte desta dissertação, as propriedades dos sistemas VL-MIMO são empregadas num problema de localização de fontes, a fim de determinar a direção de chegada (DOA) dos sinais incidentes sobre o arranjo, provenientes da célula em questão. Explorando o subespaço de representação dos sinais interferentes, propõe-se o uso de um algoritmo de classificação de tipo MUSIC para estimar a matriz de canal de forma cega. O método proposto converte os altos ganhos de resolução dos arranjos VL-MIMO em capacidade de redução de interferência, podendo fornecer estimativas do canal adequadas, mesmo sob níveis fortes de interferência e também em casos onde os sinais do usuário desejado e dos interferentes são altamente correlacionados espacialmente. Extensas campanhas de simulação computacional foram realizadas, dandoum caráter exploratório a esta dissertação no sentido de abranger diferentes cenários e avaliar as técnicas investigadas em comparação com soluções já consolidadas, permitindo assim a elaboração de um panorama mais completo de caracterização dos problemas de estimação de parâmetros no caso VL-MIMO

CORREIA, W. B. Contribuições ao estudo de sistemas SISO e MIMO com atraso de transporte. 178 f. 2016. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-11T13:47:50Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_wbcorreia.pdf: 4781408 bytes, checksum: aa1f9cf41061276fc4662b1c117a0dda (MD5)
Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-16T17:09:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_wbcorreia.pdf: 4781408 bytes, checksum: aa1f9cf41061276fc4662b1c117a0dda (MD5)
Made available in DSpace on 2016-03-16T17:09:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_wbcorreia.pdf: 4781408 bytes, checksum: aa1f9cf41061276fc4662b1c117a0dda (MD5) Previous issue date: 2016-01-22
This work presents a contribution to the study of control of dead-time systems. Within this context, it is presented a literature review covering from the Smith predictor until its recent variations. For the state space representation dead-time is normally dealt under the discrete-time perspective, where it is included as state augmentation. In the first case, this work proposes a novel control structure with simple tuning rules, able to deal with single input and output systems that presents multiple delays due to multiple internal paths. However, the design method allows the proposed structure to be readily applied for the single delay case. The study is extended for the state space representation, where it is presented a modification to a predictor recently presented in literature, in order to use it as a predictor-observer within the state space representation. In this case, all the matrices involved in the observer have the same order as those of the plant, i. e., there is no need of the state augmentation to deal with dead-time. Hence, the well known techniques for the optimal and robust control may be applied for multivariable delayed systems. Besides, an alternative way of tuning for the LQG control, based on the T-polynomial approach, is proposed. In this case, the technique may be applied for both the delay free systems and dead-time systems. The latter by applying the modified predictor mentioned earlier in the observer structure. Additionally, it is also proposed a new predictor structure, based on the CARIMA model with T-polynomial, for dead-time systems. This work is full of examples throughout the text which are suitable for both the control strategies studied herein and the proposed ones, applicable for stable, unstable or integrating systems, as well as multivariable systems. Case studies for laboratories plants validate the effectiveness of the discussed methods.
Este trabalho apresenta uma contribuição ao estudo de controle de sistemas dinâmicos que exibem atraso de transporte. Nesse contexto, apresenta-se uma revisão bibliográfica que traz desde o surgimento do preditor de Smith até algumas de suas variações mais recentes. Na representação baseada em espaço de estados é comum que se tenha a abordagem em tempo discreto, em que o atraso de transporte é normalmente incluído através do aumento da ordem do estado. No primeiro caso, este trabalho traz a proposta de uma nova estrutura de controle, de sintonia simplificada, capaz de lidar com sistemas de entrada e saída únicas, mas que apresentam múltiplos atrasos em caminhos diversificados internamente. A metodologia considerada, entretanto, permite que a estrutura proposta possa ser facilmente aplicada a sistemas com atraso simples. O estudo é ampliado para a representação em espaço de estados no tempo discreto, em que apresenta-se uma abordagem que leva à adaptação de um preditor proposto recentemente na literatura para atuar como observador de estados. Neste caso, tem-se a vantagem de que todas as matrizes envolvidas tem a mesma ordem daquelas que descrevem o sistema, ou seja, não há aumento da ordem do estado. Assim, as técnicas conhecidas de controle robusto e ótimo para a representação em espaço de estados podem ser aplicadas a sistemas com múltiplas entradas e saídas. Apresenta-se ainda uma forma alternativa de sintonia do controle LQG, baseada no polinômio-T. Neste caso, a sintonia proposta pode ser aplicada tanto para sistemas sem atraso de transporte quanto para aqueles com atraso quando se considera a adaptação da estrutura do preditor no observador de estados. Além disso, este trabalho apresenta ainda a proposta de um novo preditor cuja estrutura é baseada no modelo CARIMA com polinômio-T, aplicado a sistemas com atraso de transporte. O trabalho é repleto de exemplos em que aplicam-se tanto as estratégias de controle estudadas quanto as propostas, a sistemas estáveis, instáveis ou integradores em malha aberta, bem como a sistemas multivariáveis. Estudos de caso aplicados a plantas de laboratório comprovam a eficiência dos métodos discutidos.

[EN] The insatiable demand for bandwidth of communication on the part of end-users, linked to the lowering the price of the terminals and in telecommunication services have led to a spectacular growth of the wireless communications market in recent years. Those entities that are responsible, at the international level, of the technological standardization have known to guide this growth writing standards as LTE (Long Term Evolution), IEEE 802.11 (WiFi) and IEEE 802.16 (WiMax) or 3G networks or 4GPP. They all share a common denominator, for the improvement of the spectral efficiency, the use of MIMO technologies, which uses multiple antennas on transmitter and receiver, and the use of high modulation schemes as 256QAM, introduced in revision 12 of the standard 3GPP-LTE. Under this perspective of great gains in the spectral efficiency, it is not surprising that MIMO technology has been incorporated into the standards mentioned above. However, achieving these gains is not trivial, to the extent that the VLSI implementation of this technology has become a challenge. In this thesis has undertaken a comprehensive study of different MIMO detectors, studying those belonging to the two families that show best features for being implemented in VLSI technology: successive interference cancellation (VBLAST detector) and based on a search in tree (KBest detector). Although initially the benefits achieved by the seconds (KBest) are far superior to those of the first (VBLAST), the recent appearance in the specialized literature of the Successive Projections Algorithm (SPA) opens the door to the development of a new detector, belonging to the family of the detectors of Successive Interference Cancellations (SIC), which will be able to compete in performance with the KBest detectors. This work provides the necessary algorithmic keys that make viable and competitive the hardware implementation of the SPA algorithm. In particular, two mechanisms of control of repetitions have been developed: Simplified-ESPA (SESPA) and Table-ESPA (TESPA), and the mechanisms for obtaining hard and soft output, existing in the literature, have been adapted to this algorithm. It has designed the first VLSI architecture for the SPA algorithm, being highly flexible, in the sense that adapts to different conditions of transmission and complies with the latest published specifications in the WiMAX and LTE standards. The flexibility of the architecture allows you to select different configurations of antennas in transmission and reception, from 2x2 to 4x4, different modulation schemes from QPSK until 256QAM, controls the balance between transmission rate and the benefits BER/FER and offers the soft output and hard output decisions. Finally, with this architecture has been implemented the SESPA and TESPA detectors, with soft output and hard output, in FPGA and ASIC technology. These detectors have been evaluated and compared to the best published in the specialized literature, achieving a peak rate of 465 Mbps for the detector SESPA 4x4 256QAM, with an area of 3.83 mm2 with a 90 nm technology. The detectors implemented offer as added value, in addition to the high configurability, the ability to decode 256-QAM without increasing the area. This feature is highly competitive with the non-linear detectors based on KBest, which are very sensitive, in regard to decoding rate and area, with the selected modulation scheme. In addition, the detectors based on ESPA reach a FER performance (soft output) clearly competitive with KBest detectors, due to a higher quality of the LLR generated by the ESPA. The comparison with other flexible architectures selected shows that the SESPA and TESPA detectors offer the greater configurability of transmission parameters and the best balance between area, BER performance and detection rate.
[ES] La insaciable demanda de ancho de banda de comunicación por parte de los usuarios finales, unido al abaratamiento de los terminales y de los servicios de telecomunicación han provocado un crecimiento espectacular del mercado de las comunicaciones inalámbricas en estos últimos años. Las entidades responsables, a nivel internacional, de la estandarización tecnológica han sabido acompañar y guiar este crecimiento redactando normas como LTE (Long Term Evolution), IEEE 802.11 (WiFi) e IEEE 802.16 (WiMax) o las redes 3G o 4GPP. Todas ellas comparten como denominador común, para la mejora de la eficiencia espectral, el uso de las tecnologías MIMO, que utiliza múltiples antenas en emisor y receptor, y el uso de esquemas de modulación elevados como 256QAM, introducido en la revisión 12 del estándar 3GPP-LTE. Bajo esta perspectiva de grandes ganancias en la eficiencia espectral, no es de extrañar que la tecnología MIMO haya sido incorporada en los estándares mencionados anteriormente. No obstante, conseguir estas ganancias no es trivial, hasta el punto de que la implementación VLSI de esta tecnología se ha convertido en un reto. En esta tesis se ha realizado un estudio exhaustivo de diferentes detectores MIMO, fijando el punto de mira en aquellos pertenecientes a las dos familias que muestran mejores características para su implementación VLSI: cancelación sucesiva de interferencias (detector VBLAST) y basados en búsqueda en árbol (detector KBest). Aunque inicialmente las prestaciones alcanzadas por los segundos (KBest) son muy superiores a las de los primeros (VBLAST), la reciente aparición en la literatura especializada del algoritmo de proyecciones sucesivas (SPA) abre la puerta al desarrollo de un nuevo detector, que pueda competir en prestaciones con los detectores KBest. La tesis aporta las claves algorítmicas necesarias que hacen viable y competitiva la implementación hardware del algoritmo SPA. En particular, se han desarrollado dos mecanismos de control de repeticiones: Simplified-ESPA (SESPA) y Table-ESPA (TESPA), y se han adaptado los mecanismos de obtención de salidas hard output y soft output, existentes en la literatura, a este algoritmo. Se ha diseñado la primera arquitectura VLSI para el algoritmo SPA, siendo ésta altamente flexible, en el sentido de que se adapta a diferentes condiciones de transmisión y cumple con las últimas especificaciones publicadas en los estándares WiMAX y LTE. La flexibilidad de la arquitectura permite seleccionar diferentes configuraciones de antenas en transmisión y recepción, desde 2x2 hasta 4x4, diferentes esquemas de modulación desde QPSK hasta 256QAM, controla el balance entre tasa de transmisión y las prestaciones BER/FER y ofrece las decisiones soft output y hard output. Finalmente, con esta arquitectura se ha realizado la implementación de los detectores SESPA y TESPA, con salidas soft output y hard output, en los dispositivos FPGA y ASIC. Estos detectores han sido evaluados y comparados con los mejores publicados en la literatura especializada, consiguiendo la tasa de pico máxima de 465 Mbps para el detector SESPA 4x4 256QAM, en un área de 3.83 mm2 con una tecnología de 90 nm. Los detectores implementados ofrecen como valor añadido, además de la alta configurabilidad, la posibilidad de decodificar 256QAM sin incrementar el área. Esta característica es altamente competitiva con los detectores no lineales basados en KBest, que son muy sensibles, en cuanto a tasa de decodificación y área se refiere, con el esquema de modulación seleccionado. Además, los detectores basados en ESPA alcanzan unas prestaciones FER (soft output) claramente competitivas con los detectores KBest, debido a la mayor calidad del LLR generado por el ESPA. La comparación con otras arquitecturas flexibles seleccionadas demuestra que los detectores SESPA y TESPA ofrecen la mayor configurabilidad de parámetros de transmisión y el mejor equilibrio entre área, pr
[CAT] La insaciable demanda d'ample de banda de comunicació per part dels usuaris finals, unit a l'abaratiment dels terminals i dels servicis de telecomunicació han provocat un creixement espectacular del mercat de les comunicacions sense fils en aquests últims anys. Les entitats responsables, a nivell internacional, de l'estandardització tecnològica han sabut acompanyar i guiar aquest creixement redactant normes com LTE (Long Term Evolution), IEEE 802.11 (WiFi) i IEEE 802.16 (WiMax) o les xarxes 3G o 4GPP. Totes elles comparteixen com denominador comú, per a la millora de l'eficiència espectral, l'ús de les tecnologies MIMO, que utilitza múltiples antenes en emissor i receptor, i l'ús d'esquemes de modulació elevats com 256QAM, introduït en la revisió 12 de l'estàndard 3GPP-LTE. Baix esta perspectiva de grans guanys en l'eficiència espectral, no és d'estranyar que la tecnologia MIMO hi haja estat incorporada en els normatives mencionats anteriorment. No obstant això, aconseguir aquests guanys no és trivial, fins l'extrem que la implementació VLSI d'aquesta tecnologia s'ha convertit en un repte. En aquesta tesi s'ha realitzat un estudi exhaustiu de diferents detectors MIMO, fixant el punt de mira en aquells que pertanyen a les dos famílies que mostren millors característiques per a la seua implementació VLSI: cancel-lació successiva d'interferències (detector VBLAST) i els basats en recerca en arbre (detector KBest). Encara que inicialment les prestacions aconseguides pels segons (KBest) són molt superiors a les dels primers (VBLAST), la recent aparició en la literatura especialitzada de l'algoritme de projeccions successives (SPA) permet el desenvolupament d'un nou detector, que puga competir en prestacions amb els detectors KBest. Este treball aporta les claus algorítmiques necessàries que fan viable i competitiva la implementació hardware de l'algoritme SPA. En particular, s'han desenvolupat dos mecanismes de control de repeticions: Simplified-ESPA (SESPA) i Table-ESPA (TESPA), i s'han adaptat els mecanismes d'obtenció d'eixides hard-output i soft-output, existents en la literatura, a aquest algoritme. S'ha dissenyat la primera arquitectura VLSI per a l'algoritme SPA, sent aquesta altament flexible, en el sentit de que s'adapta a diferents condicions de transmissió i acompleix les últimes especificacions publicades en els estàndards WiMax i LTE. La flexibilitat de l'arquitectura permet seleccionar diferents configuracions d'antenes en transmissió i recepció, des de 2x2 fins 4x4, diferents esquemes de modulació des de QPSK fins 256QAM, controla el balanç entre taxa de transmissió i les prestacions BER/FER i ofereix les decisions hard output i soft output. Finalment, amb l'arquitectura proposta s'ha realitzat la implementació dels detectors SESPA i TESPA, amb eixides hard output i soft output, en els dispositius FPGA i en ASIC. Aquests detectors han segut valorats i comparats amb els millors publicats en la literatura especialitzada, i s'ha aconseguint la taxa de pic màxim de 465 Mbps per al detector SESPA 4x4 256QAM, dins una àrea de 3.83 mm2 en una tecnologia de 90 nm. Els detectors implementats ofereixen com a valor afegit, a més de l'alta configurabilitat, la possibilitat de decodificar 256QAM sense incrementar l'àrea. Esta característica és altament competitiva en els detectors no lineals basats en KBest, que són molt sensibles, en relació a taxa de decodificació i a l'àrea del circuit, a l'esquema de modulació seleccionada. A més a més, els detectors basats en ESPA aconsegueixen unes prestacions FER (soft output) clarament competitives amb els detectors KBEST, degut a la major qualitat del LLR generat per l'ESPA. La comparació amb altres arquitectures flexibles seleccionades demostra que els detectors SESPA i TESPA ofereixen una major configurabilitat de paràmetres de transmissió i un millor equilibri entre l'àrea del circuit, les prestacions BER i la taxa de dete
Marín-Roig Ramón, J. (2016). Implementación VLSI del algoritmo de proyecciones sucesivas para detección de sistemas MIMO [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62164
TESIS

Orientador: Renato da Rocha Lopes
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-14T18:25:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_FabioGabrielli_M.pdf: 950144 bytes, checksum: f268abbc8dd690c948f3054725c478ef (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Estratégias de comunicação multiusuário, aliadas ao uso de múltiplas antenas nos terminais, proporcionam ganhos, como aumento de taxas e robustez, se comparadas à abordagem ponto -a- ponto. No entanto, a obtenção de alguns destes ganhos exige conhecimento do canal no transmissor. Em geral, o transmissor possui apenas conhecimento parcial, impreciso, do canal, obtido através de realimentação feita pelos receptores. O foco do trabalho é a exploração do conhecimento parcial de canal no downlink de um sistema sem fio, com um transmissor central com múltiplas antenas e receptores com uma ou mais antenas cada. É proposto um método de realimentação de estado de canal que visa obter altas taxas de transmissão com o uso do menor número possível de bits. A informação é dividida em direção e qualidade do canal. A informação de direção consiste da quantização do canal na variedade de Grassmann. Como qualidade do canal, propomos o uso de um limitante inferior da relação sinal-interferência-mais-ruído de cada usuário, quando o método de zero-forcing beamforming é utilizado e canais quase-ortogonais são escolhidos. É derivado o limitante, bem como ajustes para incorporar informação que levam ao aumento da taxa de transmissão. Constata-se que o desempenho desta proposta é superior ao de técnicas anteriores em termos de taxa-soma do canal.
Abstract: Multiuser communication strategies, together with the use of multiple antennas, result in better performance when compared to the point-to-point approach. However, they are highly dependent on knowledge of channel state information at the transmitter, which in general requires that the receivers feed back the estimated channel. The focus of this work is the problem of partial channel state information at the transmitter in the downlink of a wireless system composed of a central transmitter with multiple antennas and several receivers with one or more antennas each. A feedback method is proposed, using zero-forcing beamforming, which aims to achieve high sum rates while using the least amount of feedback bits possible. The channel state information is divided in channel direction and channel quality information. The direction information consists of a quantized version of the direction of the channel vector, which can be seen as quantization in the Grassmann manifold. We propose the use of a lower bound on the signal-to-interference-plus-noise ratio of each user, which assumes the selection of near-orthogonal users. The lower bound is derived, as well as adjustments intended to add information available at the transmitter side that lead to an increase in the sum rates. Simulation results show that the proposed method outperforms similar techniques in terms of sum rate in most scenarios.
Mestrado
Telecomunicações e Telemática
Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luís Geraldo Pedroso Meloni
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-16T11:37:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_RaquelGuerreiro_M.pdf: 2133776 bytes, checksum: 9563366e87c7b63b25e8e48bf81e0658 (MD5) Previous issue date: 2010
Resumo: Na prática, quando um sistema faz uso de altas taxas de transmissão, os símbolos transmitidos são sujeitos a interferência inter-simbólica (ISI). Além disso, se existe movimento relativo entre o transmissor e receptor, tal movimentação provoca mudança no perfil do canal ao longo do tempo. Portanto, para que seja possível a implementação de sistemas sem-fio modernos que usem múltiplas antenas de transmissão e/ou recepção, é essencial que sejam desenvolvidos métodos que lidem com tais condições. Nesse contexto, este trabalho estuda a utilização da abordagem de estimação dos coeficientes de um canal MIMO com interferência inter-simbólica e variante no tempo e detecção de símbolos de forma conjunta. Com base na modelagem da dinâmica temporal dos coeficientes do canal e dos símbolos transmitidos, um vetor de estados é definido contendo ambas informações levando a uma não-linearidade na equação de observação do sistema proposto. Uma solução analítica para o problema de filtragem não-linear é então apresentada, bem como dois algoritmos que propõem soluções sub-ótimas. Por fim, simulações numéricas comprovam a superioridade da abordagem conjunta e mostram os desempenho dos dois algoritmos propostos para a solução do problema de estimação e detecção conjuntas em sistemas MIMO submetidos a canais sem-fio seletivos em frequência e variantes no tempo
Abstract: In practice, when a system uses high data transmission rates, the transmitted symbols are subjected to inter-symbol interference (ISI). Furthermore, if there exists a relative movement between the receiver and the transmitter, the wireless channel through which data is transmitted will vary in time. Therefore, in order to implement practical wireless systems that use multiple transmit and/or receive antennas, it is essential to devise methods to correctly detect symbols transmitted under such conditions. In this context, this dissertation studies the joint channel estimation and symbol detection approach. In establishing models for the temporal dynamic of the channel coefficients and transmitted symbols, an augmented state vector is defined containing both information, which leads to a non-linear observation equation. Then, an analytic solution is presented along with two sub-optimal algorithms. Finally, numeric simulations attest the superiority of the joint approach and confirm the performance of the algorithms for both the joint channel estimation and symbol detection approach in MIMO systems subject to frequency selective and time varying wireless channels
Mestrado
Telecomunicações e Telemática
Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: João Marcos Travassos Romano, Renato da Rocha Lopes
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-18T11:11:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferrari_Rafael_D.pdf: 1296185 bytes, checksum: 371d066f2d7901daa13e425b71cd9ce8 (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: O trabalho é dividido em duas partes e trata de três problemas importantes existentes nos sistemas de comunicação: o gerenciamento espectral, o cancelamento de interferências e a equalização de canais. Na primeira parte do trabalho, abordamos a otimização de sistemas multiportadora DSL, sistemas estes usados na transmissão em banda larga de dados através das linhas telefônicas. No contexto de gerenciamento espectral distribuído, é proposto um algoritmo iterativo para alocação discreta de bits e sua convergência e desempenho são analisados. No âmbito de sistemas centralizados, nos quais é possível a coordenação entre os sinais e entre os espectros dos usuários, propomos uma técnica MIMO de cancelamento de crosstalk baseada na decomposição em valores singulares e no critério zero-forcing. Além disso, propomos também uma estratégia para bitloading discreto que leva em consideração as técnicas de cancelamento de interferência. Na segunda parte do trabalho, analisamos o uso de filtros preditivos não lineares na equalização não supervisionada de canais de comunicação. O desempenho de tais estruturas é comparado com o equalizador de mínima taxa de erro
Abstract: The work is divided into two parts and deals with three major problems in communication systems: spectrum management, interference cancellation and channel equalization. In the first part, we discuss the optimization of multicarrier DSL systems, a technology used for broadband transmission of data over telephone lines. In the context of distributed spectrum management, an iterative algorithm for discrete bit allocation is proposed and its convergence and performance are analyzed. In the context of centralized systems, where coordination is possible between signals and between the spectra of users, we propose a MIMO technique for crosstalk cancelation based on singular value decomposition and on the zero-forcing criterion. In addition, we also propose a strategy for discrete bitloading that takes into account the interference cancellation techniques. In the second part of the work, we analyze the use of nonlinear predictive filters applied to the unsupervised equalization of communication channels. The performance of these structures is compared with the minimum error rate equalizer
Doutorado
Telecomunicações e Telemática
Doutor em Engenharia Elétrica

MOREIRA, D. C. Estratégias de estimação de canal para adaptação de enlace em sistemas MIMO-OFDM. 2006. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006.
Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T13:50:07Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_dcmoreira.pdf: 885067 bytes, checksum: f54ae83abf19d58843579e9e87c815c8 (MD5)
Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-06T18:24:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_dcmoreira.pdf: 885067 bytes, checksum: f54ae83abf19d58843579e9e87c815c8 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-04-06T18:24:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_dcmoreira.pdf: 885067 bytes, checksum: f54ae83abf19d58843579e9e87c815c8 (MD5) Previous issue date: 2006-11-13
Nowadays the internet is a widely used tool and the great development and popularity of wireless technologies leads us to a future where the connectivity will be characterized as “anywhere, anytime”. Such characteristic is considered essential in 4G systems. However, for a satisfactory user experience a secure and efficient connectivity has to be always available. To obtain such efficiency, the research community has generated a number of promising solutions that achieve significative improvements in system performance, such as adaptive modulation and coding, space-time coding, multiple antennas and MIMO (Multiple Input Multiple Output ) channels, multicarrier modulation, multiuser detection, etc. [1]. Among these solutions, the system adaptation is a particularly interesting one, there is, the system must constantly adapt itself to achieve the best performance for each situation. However, one important premise for the system adaptation is the knowledge of the channel state information (CSI). To obtain this knowledge, several channel estimation strategies were proposed in the literature, each one with advantages and disadvantages. In this work we analyze the impact of channel estimation in the link adaptation through computer simulations1. Two channel estimation techniques with different characteristics were analyzed for some specific scenarios in a MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) system. To perform the analysis it was used a metric that consider the redundancy introduced to estimate the channel and the channel estimation error of each technique. The obtained results constitute curves that can be used to perform link adaptation in a more realistic way, that is, considering the effect of channel estimation. Besides, it is shown that even the choice of the channel estimation strategy can be an adaptable parameter so that the most adequate channel estimation strategy for each system state is used.
Atualmente a internet é uma ferramenta largamente utilizada e o grande desenvolvimentoe popularidade de tecnologias de acesso sem-fio (wireless) nos levam a um futuro no qual uma conexão caracterizada por estar disponível “anytime, anywhere”, ou seja, a qualquer hora e em qualquer lugar, será essencial. Tal característica é considerada obrigatória em sistemas4G (quarta geração), mas para uma experiência satisfatória para o usuário é necessário que uma conexão segura e eficiente esteja disponível. A fim de obter tal eficiência, a comunidade de pesquisa tem gerado algumas soluções promissoras que obtêm ganhos significativos no desempenho do sistema, tais como modulação e codificação adaptativas, codificação espaço-temporal, múltiplas antenas e canais MIMO (Multiple Input Multiple Output ), modulação multiportadora, detecção multiusuário, etc. [1]. Dentre essas soluções, destaca-se a adaptação do sistema, ou seja, o sistema deve estar em constante adaptação para obter sempre o melhor desempenho possível para cada situação em que se encontra. No entanto, uma importante premissa para a adaptação do sistema consiste em conhecer o estado atual em que o sistema se encontra (informação sobre o canal de comunicação). Para isso diversas técnicas de estimação de canal são propostas na literatura, cada uma possuindo vantagens e desvantagens. Nesse trabalho o impacto da estimação de canal na adaptação de enlace é analisado através de simulações computacionais1. Em particular, duas técnicas de estimação de canal com características diferentes são analisadas, para alguns cenários específicos em um sistema MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ), através de uma métrica que considera tanto a redundância introduzida para estimar o canal quanto o erro de estimação de canal de cada técnica. Os resultados encontrados constituem curvas que podem ser utilizadas para efetuar a adaptação de enlace do sistema de maneira mais realista, ou seja, considerando o efeito da estimação de canal, além de incluir a própria técnica de estimação de canal como um parâmetro a ser adaptado.

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações
The theme of this dissertation work is focused in one of the key technologies specified in the last 4G cellular standards, which are the MIMO systems. In this context, the MIMO (Multiple Input Multiple Output) acronym is used to define a communication system where multiple antennas are used, therefore using this type of systems jointly with specific signal processing techniques, we can use the spatial dimension in order to generate multiplexing, diversity and beamforming gains. The aim of this work is to show the type of signal processing techniques that must be applied in order to achieve the gains referenced above, as well the optimal channel conditions in which these gains are maximized.Therefore, beyond the presentation of the theoretical background related with these type of techniques, we will present the MIMO transmission modes specified on 4G-LTE, having not only the aiming of show the type of practical constraints verified in a practical implementation, but also present the solutions used to solve that kind of constraints. In the last part of this work is presented a simulation platform implemented for one of the spatial multiplexing modes specified on LTE, which is the mode 4. The numerical results obtained allowed to see the advantage in the use of SIC (Successive Interference Cancelation) equalizers for multi-layer transmission modes, as well as the performance limitations related with the transmission through a channel where high spatial correlation conditions are verified. With the use of multiple precoding matrices, we understand the importance of perform a correct precoding selection in order to improve the transmission through a channel with this type of conditions.Beyond the observations referred above, we also saw the diversity cost related with the increase of spatial multiplexing gain.
O tema deste trabalho de dissertação visa uma das tecnologias chave especificada nos últimos standards 4G para o sector das comunicações móveis, que são os sistemas MIMO. Neste contexto, o acrónimo MIMO é usado para referenciar um sistema de comunicação que faz uso de múltiplas antenas, assim, usando este tipo de sistemas conjuntamente com técnicas de processamento de sinal apropriadas, podemos usar a dimensão espacial de forma a gerar ganhos de multiplexagem, diversidade e beamforming. O objetivo deste trabalho é mostrar que tipo de processamento de sinal deve ser feito de forma a gerar cada um dos ganhos acima referidos, assim como as condições de canal em que estes podem ser maximizados. Para além da apresentação dos fundamentos teóricos relacionados com este tipo de técnicas, iremos apresentar os modos de transmissão MIMO especificados para o 4GLTE, tendo não só como objectivo observar o tipo de constrangimentos prácticos inerentes a uma implementação real, mas também observar o tipo de soluções usadas para fazer face a esses mesmos constrangimentos. Na parte final do trabalho é apresentada uma plataforma de simulação implementada para um dos modos de multiplexagem espacial especificados no LTE, ou seja o modo 4. Os resultados numéricos obtidos permitiram constatar a vantagem em usar equalizadores SIC em modos de transmissão multi-camada, assim como também nos permitiu observar as limitações de performance inerentes á transmissão através de um canal com elevada correlação espacial. Usando várias matrizes de pré-codificação especificadas no LTE para este modo, conseguimos perceber a importância que a escolha de uma correcta précodificação tem no melhoramento de desempenho da transmissão neste tipo de canais. Para além das observações referidas acima, também podemos verificar o custo em termos de diversidade inerente ao aumento do ganho de multiplexagem.

XIMENES, L. R. Tensor-based MIMO relaying communication systems. 2015. 134 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-24T12:23:49Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_lrximenes.pdf: 22186309 bytes, checksum: b90a5d56afa23e69c67413686ac097d4 (MD5)
Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-24T17:52:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_lrximenes.pdf: 22186309 bytes, checksum: b90a5d56afa23e69c67413686ac097d4 (MD5)
Made available in DSpace on 2015-06-24T17:52:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_lrximenes.pdf: 22186309 bytes, checksum: b90a5d56afa23e69c67413686ac097d4 (MD5) Previous issue date: 2015-03-25
In cooperative communication systems, two or more transmitting terminals are combined to increase the diversity and/or the power of the signals arriving at a particular receiver. Therefore, even if the devices do not have more than one antenna, or if a significant propaga- tion loss is present between the two communicating nodes, the various transmitting elements can act as a virtual antenna array, thus obtaining the benefits of the multiple antenna (MIMO) systems, especially the increase in the capacity. Recently, tensor decompositions have been introduced as an efficient approach for channel estimation in cooperative com- munication systems. However, among the few works devoted to this task, the utilization of the PARAFAC tensor decomposition for modeling the received signals did not allow the development of techniques for joint symbol and channel estimation. Aiming to avoid the use of pilot sequences, which limits the overall spectral efficiency by dedicating a portion of the bandwidth only for the channel estimation task, the objective of this thesis is to provide new tensor-based strategies, including transmission systems and semi-blind receivers, for one-way two-hop MIMO relaying systems. Based on a Khatri-Rao space-time coding at the source and two different Amplify-and-Forward (AF) relaying strategies, two transmission schemes are proposed. For these systems, named PT2-AF and NP-AF, the received signals at the destination node follow respectively a PARATUCK2 and a nested PARAFAC tensor model. Exploiting uniqueness properties of these tensor models which are established in the thesis, several semi-blind receivers are derived. Some of these receivers are of iterative form us- ing an ALS algorithm, whereas some other ones have closed-form solutions associated with Khatri-Rao factorizations. Some simulation results are finally presented to illustrate the per- formance of the proposed receivers which are compared to some state-of-the-art supervised techniques
Em comunicações cooperativas, dois ou mais terminais de transmissão são combinados para aumentar a diversidade e/ou a potencia dos sinais que chegam a um determinado receptor. Portanto, mesmo que os dispositivos não disponham de mais de uma antena, ou que então haja uma grande perda por propagação entre dois pontos comunicantes, os diversos elementos transmissores podem atuar como um arranjo virtual de antenas, obtendo-se assim vantagens dos sistemas de múltiplas antenas (MIMO), sobretudo o aumento da capacidade de transmissão. Recentemente, a chamada analise tensorial tem se mostrado uma abordagem eficiente então para a estimação de canais em sistemas com diversidade cooperativa. Contudo, nos poucos trabalhos dedicados a essa tarefa, a utilização da decomposição tensorial PARAFAC para a modelagem dos sinais recebidos não possibilitou o desenvolvimento de técnicas de estimação conjunta de canais e símbolos. Com a idéia de se evitar o uso de sequencias de treinamento, que limita a eficiência espectral da transmissão por dedicar uma parte da largura de banda apenas para a tarefa de estimação dos canais, o objetivo desta tese é prover novas estratégias de comunicação, em termos de sistemas de transmissão e receptores semi-cegos, baseados em tensores adaptados a sistemas cooperativos MIMO unidirecionais de dois saltos. Dois sistemas de transmissão são propostos utilizando uma codificação espaço-temporal do tipo Khatri-Rao na fonte e duas estrategias de processamento Amplify-and-Forward (AF) no relay. Para estes sistemas, nomeados PT2-AF e NP-AF, os sinais recebidos no chamado nó de destino satisfazem os modelos tensoriais do tipo PARATUCK2 e Nested PARAFAC. Explorando as propriedades de unicidade destes modelos tensoriais estabelecidas nesta tese, vários receptores semi-cegos são derivados. Alguns destes receptores são do tipo ALS, enquanto outros são de soluções baseadas na factorização de produtos de Khatri-Rao. Resultados de simulação são apresentados para ilustrar os desempenhos dos receptores propostos em comparação a alguns estimadores supervisionados

Devido à crescente implementação do Controle Preditivo baseado em Modelo (MPC) em outros processos além de refino e plantas petroquímicas, que geralmente possuem múltiplas entradas e saídas, tem-se um aumento na demanda de modelos gerados por identificação de sistemas. Identificar modelos que representem fielmente a dinâmica do processo depende em grande medida das características dos sinais de excitação dos processos. Assim, o foco deste trabalho é realizar um estudo dos sinais típicos usados em identificação de sistemas, PRBS e GBN, em uma abordagem multivariável. O estudo feito neste trabalho parte das características da geração dos sinais individualmente, depois é feita uma análise de correlação cruzada dos sinais de entrada, observando a influência desta sobre os resultados de identificação. Evitar uma alta correlação entre os sinais de entrada permite determinar o efeito de cada entrada sobre a saída no processo de identificação. Um ponto importante no projeto de sinais de identificação de sistemas multivariáveis é a frequência dos mesmos para conseguir excitar os processos nas regiões de frequência de operação normal e assim extrair a maior informação dinâmica possível do processo. As características estudadas são avaliadas por meio de testes em três plantas simuladas diferentes, categorizadas como mal, medianamente e bem condicionadas. Estas implementações foram feitas usando sinais GBN e PRBS de diferentes frequências. Expressões para a caracterização dos sinais de excitação foram avaliadas identificando os processos em malha aberta e malha fechada. Para as plantas mal condicionadas foram implementados sinais compostos por uma parte completamente correlacionada e uma parte não-correlacionada, conhecido como método de dois passos. Finalmente são realizados experimentos de identificação em uma aplicação em tempo real de uma planta piloto de neutralização de pH. Os testes realizados na planta foram feitos visando avaliar os estudos de frequência e correlação em uma aplicaficção real. Os resultados mostram que a condição de sinais completamente descorrelacionados n~ao deve ser cumprida para ter bons resultados nos modelos identificados. Isto permite ter mais exibilidade na geração do conjunto de sinais de excitação.
Due to the Predictive Control based on Model (MPC) rising in other process beyond refining and petrochemical plants, which in general have multiple inputs and outputs, there have been an increase in demand of models generated by system identification. Identify models that accurately represent the dynamics of the process depends largely on the characteristics of the processes excitation signals. Thus, the focus of this work is to perform a study of the typical signals used in identification systems, PRBS and GBN, in a multivariable approach. The study carried out in this work begins on the individual generation characteristics of the signals, and then an analysis is made of input signals cross-correlation, by observing the in uence of this on the identification results. Avoid a high correlation among the input signals allows to determine the effect of each input on the output of the identification process. An important point in the signals design for multivariable system identification is its frequency to get excite the processes in the normal operation frequency regions and thus extract the maximum dynamic information possible of the process. The studied characteristics are evaluated by testing three different simulated plants, categorized as well, medium and ill conditioned. These implementations were made using GBN and PRBS signals of dierent frequencies. Expressions to characterize the excitation signals were evaluated identifying the processes in open and closed-loop. For ill-conditioned plants were implemented signals composed by a fully correlated part and a non-correlated part, known as two-step method. Finally, identification experiments are performed on a real time application in a pilot pH neutralization plant. The tests were made in the plant in order to evaluate the frequency and correlation studies in a real application. The results show that the completely uncorrelated signals condition must not be satisfied to have good results on the identified models, which besides allows greater exibility in the generation of the excitation signals set.

Orientador: Renato da Rocha Lopes
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-18T15:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_GlaucoCesarCrystalPereira_M.pdf: 1336036 bytes, checksum: 7f787abec0f0f88f41c09ef5dc04d775 (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: Sistemas de comunicação sem fio com múltiplas antenas atingem altas taxas de transmissão de dados e boa robustez ao desvanecimento do canal de comunicação quando os sinais que trafegam pelo sistema são processados conjuntamente em sua transmissão e/ou em sua recepção. Em geral, as técnicas de detecção de sinais assumem o conhecimento perfeito do canal de comunicações, tanto no transmissor, quanto no receptor do sistema, uma hipótese que nem sempre é válida. Neste sentido, é importante analisar o desempenho do sistema frente a erros de estimação do canal de comunicações. Neste trabalho, esta análise é feita através da comparação do cálculo da probabilidade de erro de símbolos com as taxas de erro de símbolos obtidas através de simulação computacional para o detector zero-forcing, assumindo a utilização dos critérios de detecção linear e através da aplicação da técnica de cancelamento sucessivo de interferências
Abstract: Multiple antenna wireless communication systems achieve high data transmission rates and good robustness to channel fading when signals traveling through the system are jointly processed in their transmitters and/ or receivers. In general, signal detection techniques assume perfect knowledge of the channel state information, in both transmitter and receiver, a hypothesis which is not always valid. In this sense, it is important to analyze is done by the comparison between the calculus of the probability of symbol error and the symbol error rate obtained by computer simulation for the zero-forcing detector, assuming the use of linear criteria detection and by applying the technique of successive interference cancellation
Mestrado
Telecomunicações e Telemática
Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Renato da Rocha Lopes, João Marcos Travassos Romano
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-13T19:18:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Loiola_MuriloBellezoni_D.pdf: 1970092 bytes, checksum: 28591fb8ccc8eb5f6eb64dfa626f4241 (MD5) Previous issue date: 2009
Resumo: Neste trabalho utilizamos filtros de Kalman para estimar canais de comunicação sem fio variantes no tempo em sistemas com múltiplas entradas e múltiplas saídas. Primeiramente, propusemos um estimador ótimo (no sentido de minimização do erro quadrático médio de estimação) para rastrear canais planos em sistemas utilizando códigos espaço-temporais ortogonais por blocos. Graças à ortogonalidade destes códigos, foi possível simplificar as equações do filtro de Kalman. Mostramos que as estimativas fornecidas pelo estimador proposto correspondem a somas ponderadas de estimativas instantâneas de máxima verossimilhança do canal. Ainda para este sistema, propusemos um filtro de Kalman em estado estacionário para modulações de módulo constante. O filtro em estado estacionário tem desempenho semelhante ao do filtro de Kalman ótimo, embora necessite apenas de uma fração dos cálculos envolvidos. Em seguida, propusemos um receptor baseado no filtro de Kalman estendido para realizar conjuntamente as tarefas de estimação de canais seletivos em freqüência e detecção de sinais em sistemas com múltiplas entradas, múltiplas saídas (MIMO, do inglês multiple-input, multiple-output) e multiplexação espacial. Por fim, adaptamos este estimador conjunto para incorporá-lo a um receptor turbo. Desta maneira, o estimador conjunto pode aproveitar a redundância introduzida pela codificação de canal para aprimorar as estimativas dos coeficientes do canal e dos símbolos transmitidos por meio de um processo iterativo
Abstract: In this work we use Kalman filters to estimate time-varying wireless channels in multiple-input, multiple-output (MIMO) systems. First, we propose an optimal estimator (in the minimum mean squared error sense) to track flat channels in orthogonal space-time block coded systems. Due to the orthogonality inherent to these codes, the Kalman filter equations can be simplified. We also show that the channel estimates provided by the proposed estimator correspond to weighted sums of instantaneous maximum likelihood channel estimates. For constant modulus signal constellations, we propose a steady-state Kalman filter. The proposed steady-state Kalman filter suffers negligible performance degradation compared to the optimal Kalman filter while requiring just a fraction of its complexity. After that, we propose an extended Kalman filter-based receiver that jointly performs the estimation of time-varying frequency-selective MIMO channels and the detection of transmitted signals in spatial multiplexing systems. Finally, we adapt this joint estimator to a turbo receiver. Therefore, the joint estimator can benefit from the error correction capabilities of channel codes to iteratively improve channel and signal estimates
Doutorado
Telecomunicações e Telemática
Doutor em Engenharia Elétrica

A fibromialgia (FM) é uma condição de dor crónica, generalizada e de difí-cil tratamento, com importante prevalência na população em geral. A fibromialgia é mais do que um estado de dor músculo-esquelética crónica, porque a maioria destes pacientes também refere fadiga, distúrbios do sono, dor visceral, intole-rância ao exercício e queixas neurológicas. É uma síndrome caracterizada mais por sintomas, sofrimento e incapacidades do que por alterações orgânicas estru-turais demonstráveis, podendo fazer parte do grupo de síndromes funcionais. Muitas tentativas para elucidar a patogenia orgânica da FM, como pesquisas em genética, aminas biogénicas, neurotransmissores, hormonas do eixo hipotálamo-hipófise-supra-renal, stress oxidativo, mecanismos de modulação da dor, sensibi-lização central e função autonómica na FM, revelam várias anormalidades, indi-cando que múltiplos factores e mecanismos podem estar envolvidos na sua pato-génese. A fibromialgia continua a ser um conceito controverso em medicina. Esta revisão crítica considera importantes contributos para as “guerras da fibromialgia”, ao longo da história mais recente, sublinhando alguns dados relevantes da inves-tigação biológica, psicológica e social. Não obstante os putativos mecanismos fisiopatológicos que determinam a sua génese ou acompanham a sua evolução temporal, a fibromialgia pode ser compreendida à luz de fenómenos psicológicos e sociais que caracterizam os processos de somatização e comportamentos de doença, como um idioma de mal-estar ou sofrimento que desafia as conjecturas comuns da nossa prática clínica. O tratamento da FM consiste em medidas edu-cacionais, exercício aeróbico, terapia cognitivo-comportamental e tratamento farmacológico (antidepressivos, analgésicos).
Fibromyalgia is a chronic, widespread pain condition and difficult to treat, that has important prevalence in general population. Despite the musculoskeletal pain, the majority of people with FM also experience fatigue, sleep disorders, visceral pain, exercise intolerance and neurological symptoms. This syndrome is considered a functional syndrome because it is better characterized by its symptoms, suffering and disability rather than well seen organic structure impairment. A substantial literature has been produced in order to explain the pathophysiology of FM: researches on genetics, biogenic amines, neurotransmitter, hypothalamic-pituitary-adrenal axis hormones, oxidative stress, mechanisms of pain modulation, central sensitization and autonomic function in FM revealed various abnormalities indicating that multiple factors and mechanisms may be involved in the pathogenesis of FM. Fibromyalgia remains a controversial topic in clinical medicine. This paper considers some of the most significant contributions to the “fibromyalgia wars”, in recent times, emphasizing relevant data from biological, psychological and a social research. FM, regardless of the putative physiopathological mechanisms which determine its genesis or accompany its progression, can then be understood in the light of the social and psychological processes which characterize the phenomena of somatization and illness behaviour, as an idiom of distress and suffering which challenges the tenets of current clinical practice. The treatment of fybromyalgia consists of education, aerobic exercise, cognitive-behavioural therapy and medications (antidepressives, analgesics).

A análise de caminhos de transferência de energia (TPA na sigla em inglês para Transfer Path Analysis) corresponde a um grupo de métodos numérico/experimental para análise e solução de problemas vibro-acústicos de sistemas lineares invariantes no tempo, sendo seu principal campo de aplicação a indústria automotiva. A TPA é uma técnica que identifica as principais fontes de vibração e ruído, e os caminhos estruturais e acústicos pelos quais são transmitidas para determinados locais de interesse. Conhecendo as fontes de ruído e vibração e os caminhos de propagação é possível propor modificações eficientes em minimizar o ruído/vibração nas regiões de interesse, ou atribuir características desejáveis para tais componentes, envolvendo técnicas de controle passivo e ativo. Este trabalho apresenta um estudo numérico e experimental das técnicas de TPA, utilizando métodos diretos e inversos de determinação de forças operacionais. Estes estudos foram realizados em um mockup de um veículo, com o objetivo de determinar o caminho de maior contribuição para o ruído no interior do protótipo, e a partir deste resultado, propor um sistema de controle ativo para minimizar este ruído interno.
The Transfer Path Analysis (TPA) is a group of numerical/experimental tools for the analysis and troubleshooting of noise and vibration problems in linear time invariant vibroacoustic systems, being the automotive sector its major user. TPA consists of a numerical/experimental analysis that allows the identification of the main noise and vibration sources and the structural/acoustic transfer paths to the Target points. Based on the sources and paths, it is possible to propose modifications that efficiently minimize noise and vibration at the target positions. By means of active control it is possible to modify noise and vibration in order to change, rather than minimize noise and vibration, achieving certain design targets. This work presents a numerical and experimental study of TPA techniques, using direct and inverse operational loads determination methods. These studies were performed on a vehicle mockup, in order to determine the path of greatest contribution to the noise inside the prototype, and from this result, propose an active control system to minimize this internal noise.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.
Made available in DSpace on 2012-10-23T10:23:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247989.pdf: 1597069 bytes, checksum: ad091b9911469873429edb37c16461ea (MD5)
O projeto de sistemas de comunicação sem fio, com o propósito de minimizar a probabilidade de erro de bits, é um problema atual e vem sendo motivado cada vez mais pela crescente demanda por altas taxas de transmissão. Não há dúvida de que o sistema OFDM e o uso de múltiplas antenas, utilizando técnicas de diversidade, são parcelas significativas na busca de soluções para atender tal demanda. Diante de tal cenário, tirar proveito da diversidade a fim de garantir ganhos que minimizem a degradação provocada pelo desvanecimento torna-se algo crucial. Isto revela a importância de cada símbolo de informação ser cuidadosamente organizado em cada subportadora e em cada antena transmissora para que réplicas do sinal sejam submetidas a desvanecimentos descorrelacionados. Neste sentido, um novo esquema será apresentado de modo a explorar diversidade no espaço e na freqüência, além de garantir ganho em canais variantes no tempo. Este trabalho combina repetições do código espácio-temporal que possam garantir a máxima diversidade em freqüência, juntamente com o espalhamento temporal da informação por meio da transformada de Hadamard, além do uso da modulação OFDM para atuar em canais com desvanecimento seletivo em freqüência. Apesar da nova proposta apresentar uma redução na taxa de transmissão, os resultados de simulação mostram que o desempenho do novo esquema é bom o suficiente para atuar em situações desfavoráveis de canal com desvanecimento Rayleigh. The project of wireless communication systems with the purpose of minimizing the bit error rate is a current problem and it is motivated increasingly by the growing demand for high data rates. There is no doubt that the use of multiple antennas, integrated with diversity techniques and OFDM modulation, are meaningful parts of the solution for such demand. Considering this background, it is critical to take advantage of diversity in order to ensure gains that minimize distortions caused by fading. Then, it reveals that the information symbols must be carefully spread over the tones as well as over the transmit antennas so that copies of the signal are transmitted in uncorrelated fading. In this sense, a new proposal is presented by the means of exploring diversity in space and in frequency, as well as ensuring gain in time-varying channels. The new scheme combines duplications of the space-time codes so that it can guarantee full diversity in frequency, along with time spreading of the data symbols through the Hadamard transform and also OFDM modulation for frequency selective fading channels. Although the new proposal exhibit a reduction in data rate, simulation results show that the performance of the new scheme is good enough to be used in any particular channel condition in a Rayleigh fading channel.

O trabalho tem por objetivo avaliar diferentes métodos para identificar zeros na matriz de transferência de sistemas MIMO e propor um método novo baseado em análise de correlação. Estes métodos são utilizados durante a etapa de pré-identificação, a fim de se obter informações relevantes que possam ser utilizadas para se reduzir o tempo dos experimentos, diminuir a variabilidade dos parâmetros dos modelos e melhorar a eficácia dos modelos remanescentes. Estes métodos são aplicados a sistemas MIMO lineares, com dados coletados em malha aberta e em malha fechada. É avaliado o ganho obtido em relação à capacidade de predição dos modelos, a redução do tempo de identificação e o ganho de desempenho do controlador MPC que utiliza estes modelos. O trabalho conclui que a informação de zeros resulta em melhorias no tempo de identificação e no desempenho do controlador MPC.
This work aims to evaluate different methods to identify zeros in the transfer matrix of MIMO systems and to propose a new method based on correlation analysis. These methods are used during the pre-identification stage in order to identify relevant information that can be used to reduce the duration of the experiment, decrease model parameter variability and improve the accuracy of the remaining models. These methods are applied to MIMO linear systems, with data collected in open and closed-loop. The gains obtained in relation to the predictive ability of the models, the reduction of identification time and the performance gain of the MPC using these models are evaluated. This work concludes that the zero information results in improvements in identification time and in performance gain of the MPC controller.