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Título: Abordagem tensorial para estimação de canal em Redes MIMO cooperativas multi-salto
Título em inglês: Tensor approach for channel estimation in MIMO multi-hop cooperative networks
Autor(es): Cavalcante, Ítalo Vitor
Orientador(es): Almeida, André Lima Férrer de
Palavras-chave: Teleinformática
Estimação de canal
Métodos de decomposição
Data do documento: 18-Jul-2014
Citação: CAVALCANTE. I. V. (2014)
Resumo: Nesta dissertação o problema de estimação de canal em sistemas MIMO cooperativos é investigado. Mais especificamente, foram desenvolvidas técnicas para estimação de canal em um sistema de comunicação assistida por relays com processamento do tipo amplifica-e-encaminha (do inglês, amplify-and-forward) em um cenário de 3 saltos. As técnicas desenvolvidas utilizam sequência de treinamento e habilitam, no nó receptor, a estimação de todos os canais envolvidos no processo de comunicação. Em um cenário inicial, consideramos um sistema de comunicação com N antenas transmissoras e M antenas receptoras e entre esses nós temos dois grupos de relays com R1 e R2 antenas cada um. Foram desenvolvidos protocolos de transmissão baseado em multiplexação temporal para coordenar as retransmissões dos sinais. Ao final da fase de treinamento, o nó receptor faz a estimação das matrizes de canal através da combinação dos dados recebidos. Explorando a estrutura multilinear (tensorial) dos diversos conjuntos de sinais, podemos modelar os dados recebidos através de modelos tensoriais, tais como: PARAFAC e PARATUCK2. Este trabalho propõe a utilização combinada desses modelos e de técnicas algébricas para explorar a diversidade espacial. Em um segundo momento, consideramos que o número de antenas transmissoras e receptoras dos relays podem ser diferentes e ainda que os dados podem trafegar em um esquema bidirecional (do inglês, two-way). Para fins de validação dos algoritmos utilizamos simulações de Monte-Carlo em que comparamos os modelos propostos com outros algoritmos de estimação de canal, tais como os algoritmos baseados em PARAFAC e Fatoração de Khatri-Rao em termos de NMSE e taxa de erro de bit.
Abstract: In this dissertation the problem of channel estimation in cooperative MIMO systems is investigated. More specifically, channel estimation techniques have been developed for a communication system assisted by relays with amplify-and-forward (AF) processing system in a three-hop scenario. The techniques developed use training sequences and enable, at the receiving node, the estimation of all the channels involved in the communication process. In an initial scenario, we consider a communication system with N transmit antennas and M receive antennas and between these nodes we have two relay groups with R1 and R2 antennas each. We propose protocols based on temporal multiplexing to coordinate the retransmission of the signals. At the end of the training phase, the receiving node estimates the channel matrices by combining the received data. By exploiting the multilinear (tensorial) structure of the sets of signals, we can model the received data through tensor models, such as PARAFAC and PARATUCK2 . This work proposes the combined use of these models and algebraic techniques to explore the spatial diversity. Secondly, we consider that the number of transmit and receive antennas at the relays may be different and that the data can travel in a bidirectional scheme (two-way). In order to validate the algorithms we use Monte-Carlo simulations in which we compare our proposed models with competing channel estimation algorithms, such as, the PARAFAC and Khatri-Rao factorization based algorithms in terms of NMSE and bit error rate.
Descrição: CAVALCANTE. I. V. Abordagem tensorial para estimação de canal em Redes MIMO cooperativas multi-salto. 2014. 60 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/10840
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