Sistema DWT-STBC-OFDM multiportadora para un radioenlace en canal lluvioso, con aplicaciones de telemedicina en zonas altoandinas

Abstract

El empleo de la modulación multiportadora, OFDM, en la actualidad es usada por diferentes sistemas de comunicaciones inalámbricas como las redes de área local, redes de área metropolitana y también en sistemas de telefonía celular de cuarta generación y quinta generación. Los sistemas de comunicación mencionados emplean el modulador OFDM con prefijo cíclico. La ventaja del uso de este prefijo es que se reduce la interferencia intersimbólica producto de la distorsión del canal y permite recuperar de una manera muy simple la señal en el receptor. Ante la necesidad de disminuir el BER de los sistemas de comunicación multiportadora, es que se estudiaron nuevos esquemas de modulación en donde no se emplee el prefijo cíclico. Una forma de poder realizar esto es mediante el uso de la DWT como alternativa respecto al uso de la FFT. El trabajo se centra en el estudio comparativo y simulación de nuevos esquemas de modulación OFDM recientemente propuestos como el modulador DWT-OFDM. Este modulador no usa prefijo cíclico y permite disminuir el BER, en comparación con el esquema FFT-OFDM que usa prefijo cíclico, bajo parámetros del estándar 802.16-2017 Wireless MAN-OFDM PHY para el esquema MIMO de un enlace inalámbrico fijo punto a punto con línea de vista y ver cómo es su desempeño cuando el canal de comunicación presente lluvia. Como resultado de la investigación se propone un modulador DWT-STBC-OFDM que disminuye el BER ofrecido por el modulador FFT-STBC-OFDM bajo parámetros del estándar 802.16-2017 Wireless MAN-OFDM PHY, para el esquema MIMO, de un enlace inalámbrico fijo punto a punto con línea de vista, cuando el canal de comunicación es afectado por la lluvia. También se propone el uso del modulador propuesto para una aplicación de Telemedicina entre un centro de salud y un puesto de salud en la provincia de Anta en el departamento del Cusco.

The use of multi-carrier modulation, OFDM, is currently used by different wireless communication systems such as local area networks, metropolitan area networks and also in fourth generation and fifth generation mobile systems. The aforementioned communication systems use the OFDM modulator with cyclic prefix. The advantage of using this prefix is that the intersymbolic interference caused by channel distortion is reduced and allows the signal to be recovered at the receiver in a very simple way. Given the need to decrease the BER of multi-carrier communication systems, new modulation schemes were studied, where the cyclic prefix is not used. One way to do this is by using the DWT as an alternative to using the FFT. The work focuses on comparative study and simulation of new OFDM modulation schemes recently proposed as the DWT-OFDM modulator. This modulator does not use a cyclic prefix and allows reducing the BER, compared to the FFT-OFDM scheme, which uses a cyclic prefix, under the parameters of the 802.16-2017 Wireless MAN-OFDM PHY standard, for the MIMO scheme, from a wireless link fixed point to point with line of view and see how it performs when the communication channel is affected by rain. As a result of the research, it has been proposed a DWT-SBC-OFDM which decreases the BER offered by the FFT-STBC-OFDM modulator under the parameters of the 802.16-2017 Wireless MAN-OFDM PHY standard, for the MIMO scheme, from a point-to-point fixed wireless link with line of view, when the communication channel is affected by rain. The proposed modulator is also proposed for a Telemedicine application between a health center and rural healthcare facility in the province of Anta, which is located in Cusco, Perú.