SIMULACIÓN Y EVALUACIÓN DE ARREGLO DE ANTENAS MIMO PARA SISTEMAS DE COMUNICACIONES INALÁMBRICOS MEDIANTE EL USO DEL PARADIGMA DE TENSORES

Abstract

En este proyecto de grado, es propuesto el uso de estructuras con tensores como método de implementación de esquemas MIMO, con el objetivo de ampliar los grados de libertad que se tiene al trabajar con matrices, su importancia radica en la flexibilidad que ofrecen los tensores al poder incluir más variables de un sistema para transmitir o recibir información, pero con un costo en complejidad computacional. Fue verificado que el uso de estructuras con tensores sobre las estructuras MIMO permite obtener los mismos resultados de tasa de error de bit, además de permitir aprovechar un mayor número de grados de libertad en los esquemas de transmisión de múltiples antenas, se comparó este resultado con sistemas MIMO de 2x2, 4x4, 8x8 y 16x16 antenas, obteniendo en todos una respuesta aproximadamente igual tanto para el esquema con tensores como para el esquema con matrices. Para realizar la codificación de los símbolos se utilizó la teoría de codificación de bloque espacio-tiempo (STBC), observando un mejor rendimiento a medida que se incrementan el número de antenas hasta llegar al punto de la saturación del software en el esquema de 16x16, debido a que Matlab usa datos de coma flotante de 16 bits y con estos no se logra la exactitud necesaria debido a las dimensiones de los arreglos. El esquema tensorial propuesto consta de 3 matrices S, H y A, que corresponden a la matriz de Símbolo, Canal y Codificación respectivamente. El tensor es la concatenación de los tres arreglos matriciales de tal manera que en una sola estructura tensorial contiene toda la información y se hace posible adicionar más variables debido a los grados de libertad que brinda el uso de tensores. Finalmente se optimizaron los resultados obtenidos con el esquema tensorial, mediante la teoría de Descomposición de valores singulares (SVD) donde se logró una mejor respuesta gracias a la utilización de los canales con mejores características en cuanto a menor distorsión de la señal y mayor rendimiento del esquema, a costa de un retraso en la respuesta del sistema y una mayor complejidad computacional.