Título
Spatial modulations for green heterogeneous networks
Autor
Lopes, Hugo André Pontes
Resumo
pt
A rápida evolução dos sistemas de telecomunicações culminou numa necessidade cada vez mais
crescente por redes que permitam elevados débitos. Associado a esse throughput elevado está
o custo energético que gradualmente torna os sistemas pouco eficientes energeticamente. As
modulações espaciais generalizadas (Generalized Spatial Modulation -GSM) surgem da
necessidade de criar comunicações mais “verdes”, permitindo obter melhores eficiências
energéticas através da redução do número de cadeias de blocos radio-frequência (RF) utilizadas
no emissor.
O estudo apresentado neste trabalho pretende realçar, num primeiro ponto, a importância da
evolução dos sistemas de transmissão MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) como forma de
aumento do throughput global de uma rede de telecomunicações mantendo uma eficiência
energética alta, com foco em GSM. O segundo ponto consiste no estudo de um algoritmo
baseado no método ADMM (Alternating Direction Method of Multipliers), como recetor de
baixa complexidade para esquemas GSM com desempenho próximo do ótimo, o detetor de
máxima verosimilhança (MLD).
O estudo do recetor ADMM foi efetuado em duas fases, sendo que a primeira é referente ao
estudo extensivo e exclusivo do recetor ADMM, com principal enfoque nos vários parâmetros
que o definem. Na segunda fase é feita uma comparação para vários cenários entre o recetor
ADMM e alguns dos recetores de baixa complexidade mais conhecidos, entre eles o OB-MMSE
(Ordered Block MMSE) e o BPDN (Basis Pursuit De-Noising), por exemplo.
A realização de simulações, com os vários recetores, em vários cenários permitiu concluir que
o ADMM, com recurso às suas técnicas de refinamento, representa uma alternativa eficiente, e
em certos casos superior, ao OB-MMSE principalmente para cenários com um elevado número
de bits por símbolo espacial.
en
The fast evolution of telecommunications systems resulted in a growing need for networks that
support high transmission rates. Associated with this high throughput is the energy cost that
gradually makes this systems less energy-efficient . The Generalized Spatial Modulation
(GSM) arises from the need to create more "green" communication, allowing best energy
efficiencies.
The study presented in this thesis aims to highlight firstly, the importance of the development
of MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) transmission systems capable of increasing the
overall throughput of a telecommunications network while maintaining high energy efficiency,
focusing on GSM. The second relevant aspect is the study of an algorithm based on the ADMM
(Alternating Direction Method of Multipliers) method, as a solution for a low complexity
receiver for GSM schemes with a performance close to the optimal one, the maximum
likelihood detector (MLD).
The ADMM receiver study was conducted in two phases, the first of which refers to the
extensive and unique study of the ADMM receiver, with main focus on the various parameters
that define it. In the second stage a comparison is made between the settings for various ADMM
receivers and some of the known low-complexity receivers, including OB-MMSE (Ordered
Block MMSE) and BPDN (Basis Pursuit De-noising), for example.
The results obtained from the evaluations performed several scenarios allow us to conclude that
the ADMM based receiver combined with refinement techniques, is an efficient alternative and
in some cases with better performance than the OB-MMSE receiver, especially for scenarios
with a large number of bits per spatial symbol.