Estudio de técnicas de codificación de canal en redes celulares ofdm de alta movilidad

Abstract

El objeto de la presente tesis es el estudio y propuesta de técnicas de codificación de canal y de precodificación para señales OFDM transmitidas en canales móviles. Los sistemas basados en OFDM, capaces de obtener elevadas tasas de transmisión gracias al empleo de múltiples portadoras ortogonales al mismo tiempo, pueden perder la información contenida en parte de esas portadoras cuando se emplean en sistemas móviles donde la señal transmitida pasa a través de canales que presentan desvanecimientos profundos variantes en tiempo y altamente selectivos en frecuencia. Un método para resolver este problema es el empleo de mecanismos de codificación de canal que introduzcan información redundante en los datos transmitidos de tal modo que el receptor pueda corregir los errores provocados en la transmisión. Entre estos esquemas de codificación, los más empleados en los sistemas móviles de nueva generación corresponden a códigos convolucionales, turbocódigos y códigos bloque LDPC. Por tanto, es necesario estudiar el funcionamiento de los mismos en entornos de alta movilidad, analizando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos para proponer esquemas de codificación adaptados a las peculiaridades de dichos entornos celulares. Para analizar correctamente estos esquemas de codificación se requiere evaluar las prestaciones de los algoritmos de decodificación de los mismos. Este análisis se ha de realizar no solo desde un punto de vista de su capacidad correctora de errores, sino también en términos de la carga computacional que cada uno de ellos implica. Este hecho permitirá posteriormente proponer soluciones que conjuguen ambas características para su implementación en los terminales de usuario, los cuales requieren algoritmos sencillos cuyo consumo de recursos no sea elevado. El empleo de estas técnicas de codificación de canal provoca la disminución de la tasa de transmisión de información útil del sistema, empeorando por tanto su eficiencia. A diferencia de la codificación de canal, los sistemas de precodificación tratan de mejorar las prestaciones del sistema sin introducir información redundante en la transmisión, intentando compensar los efectos del canal no sólo en el receptor sino también en el transmisor. De estos sistemas de precodificación, los más interesantes son aquellos que no necesitan ningún conocimiento del canal por parte del transmisor, al ser los más indicados para sistemas inalámbricos móviles o de broadcast. Por ello, se estudiarán y propondrán sistemas de precodificación independiente de canal para su uso en sistemas OFDM reales que maximicen el uso de las propiedades estadísticas del canal, analizando su comportamiento tanto en solitario como junto a los sistemas de codificación de canal citados anteriormente.