MODELO DE CANAL MIMO PARA RADIOCOMUNICACIÓN MÓVIL EN AMBIENTES URBANOS

1. MODELO DE CANAL MIMO PARA RADIOCOMUNICACIÓN MÓVIL EN AMBIENTES URBANOS Marvin Arias Olivas E-mail: marao@ibw.com.ni Programa UNI/Asdi/FEC Managua, Nicaragua Febrero 10, 2011

2. Objetivos • Dar una introducción sobre los Sistemas MIMO (en español, Múltiple entrada Múltiple salida) • Describir las características de los modelos de canal basados en geometría de tipo MIMO para radiocomunicación móvil. • Presentar resultados de simulación del modelo “Extended Elliptical MIMO Channel” en ambientes urbanos. 2

3. Contenido • Introducción • Motivación (Sistemas MIMO) • Modelación de Canal : “Extended Elliptical MIMO Channel” • Ejemplos Numéricos y Resultados • Resúmen 3

4. Introducción Esquema Básico de un Sistema de Comunicación Inalámbrico. 4

5. Multipath Propagation (Multitrayecto) 5

6. Co-channel Interference (Interferencia) Base Station Mobile Station MS2 Mobile Station MS1 6

7. SISTEMAS MIMO (MIMO en español, Múltiple entrada Múltiple salida) 7

8. SISTEMAS MIMO (MIMO en español, Múltiple entrada Múltiple salida) • Beneficios: • Mayor Capacidad (bits/s/Hz) (Espectro es excesivamente caro; número Estaciones Base limitado) • Mejor calidad de Transmisión • Incremento de Cobertura • Mejora en la Estimación de la Posición del Usuario 8

9. Por qué es importante la Modelación de Canales? • Útiles para el Análisis y Diseño por simulación de Sistemas de Banda Ancha y Banda Estrecha. • Podemos explorar diferentes formas de cómo el modelo puede ser aplicado. Ej. Dirección de llegada (DOA) es usada para probar algoritmos de arreglos adaptivos en aplicaciones de sistemas celulares. • Son muy útiles para la simulación de sistemas MIMO. (Diversity, SaptialMultiplexing and Beamforming) • Aplicaciones en sistemas MIMO en arreglos de antenas adaptivas para predecir las mejoras de la capacidad y rango de extensión del sistema. 9

10. Geometrically Based Single Bounce Elliptical Model (GBSBEM) Modelo desarrollado por Joseph Liberti y Theodore Rappaport. usado en ambientes urbanos, altura de las antenas relativamente bajas, obstrucción por multitrayecto se presentan alrededor de la estación base y la estación móvil. Parámetros am y bm : ejes mayor y menor respectivamente de la elipse que contiene la representación de los obstáculos (scatterers) do y Constant delay On the ellipse bm Scattering Region DOD DOA x Rx Tx f f DOA: Direction-Of-Arrival DOD: Direction-Of-Departure do= 2f (Tx-Rx separation distance) am Elliptical scatterer density geometry 10

11. GBSBEM/ (Ext. 2x2 MIMO) Extended Elliptical MIMO Channel

12. GBSBEM/ Cont. (Ext. 2x2 MIMO) Channel Impulse Response (CIR) CIR for 2x2 MIMO System

13. MIMO Extended/ Cont. Simulation Results Power Delay Profiles 2x2 MIMO System

14. Capacidad de Sistemas MIMO Formula de la Capacidad • Capacidad Instantanea del Canal caracterizada por la matriz H • Formula de Shannon (for two-dimensional symbols):

15. Capacity of MIMO Systems Capacity for MIMO systems vs. SISO system

16. Resúmen • Del Modelo MIMO GBSB podemos obtener parámetros que caracterizan un canal de radiocomunicación móvil: TOA (), DOA () y la potencia, P(dB) de los componentes de multitrayecto respectivamente. • Uso de Sistemas MIMO para: Diversity, Beamforming, Spatial Multiplexing • Se usan diferentes estrategias para diferentes niveles de conocimiento de informacion del canal • Aplicaciones Comerciales : 3GPP, wireless LANs y Wimax

17. MUCHAS GRACIAS! 17