Detección de DS-CDMA multiusuario subóptima de complejidad reducida con algoritmos M, T y T-M en canales Asíncrono Gaussiano y Rayleigh

Abstract

En los sistema móviles celulares de segunda generación (2G) que están basados en la tecnología DS-CDMA (Direct Sequence Code División Múltiple Access) se emplea un esquema de detección conocido como detección convencional de usuario único, donde cada usuario es detectado de manera independiente, ignorando la interferencia multiusuario, lo cual limita la capacidad y desempeño de estos sistema. Para los sistemas móviles celulares de tercera generación (3G) basados en la tecnología W- CDMA (Wideband Code División Múltiple Access) se ha considerado el empleo de técnica de detección avanzada, tales como la detección multiusuario, para superar tales limitaciones. Con un detector de DS-CDMA multiusuario óptimo conjunto de K usuarios síncronos en un canal de ruido aditivo blanco gaussiano es posible lograr óptima resistencia al problema del efecto cercano-lejano originado por la interferencia multiusuario y óptima eficiencia multiusuario asintótica, así como mejoras substanciales en términos de la probabilidad de error de bit con respecto al detector de DS-CDMA convencional de usuario único. Este detector de DS-CDMA multiusuario óptimo conjunto emplea un esquema de detección MLSD (Máximum Likelihood Sequence Detection) y consiste de un banco de K filtros adaptados o correladores seguido por un algoritmo de decisión de Viterbi; sin embargo, sufre de una alta complejidad computacional por bit detectado de O(2K), que aumenta en forma exponencial con el número de usuarios, lo cual lo hace impráctico. A raíz de esto, recientes trabajos se han enfocado en diseños de detectores de DS-CDMA multiusuario subóptimos de complejidad reducida. En la presente tesis se estudia el desempeño de detectores de DS-CDMA multiusuario subóptimos en un canal gaussiano para el caso síncrono, aplicando algoritmos de búsqueda de secuencia de estados de tipo M, T y T-M, los cuales tienen una menor complejidad que el detector de DS-CDMA multiusuario óptimo conjunto, pero se acercan a sus características de desempeño, tales como la probabilidad de error de bit, ya que sólo seleccionan los trayectos más probables de secuencia de estados en cada nivel de un diagrama trellis, y descartan el resto. Adicionalmente se estudia el desempeño de dichos detectores de DS-CDMA multiusuario subóptimos cuando se incorpora un filtro de blanqueamiento de ruido a la salida del banco de filtros adaptados. Asimismo, se estudia su desempeño con y sin filtro de blanqueamiento de ruido cuando el canal es sometido a desvanecimiento Rayleigli. Para la evaluación de desempeño se emplean simulaciones por computadora, cuyos resultados se comparan con el detector de DS- CDMA convencional de usuario único, y el detector de DS-CDMA multiusuario óptimo conjunto.