Antenas inteligentes e processamento espaço-temporal para sistemas de comunicação sem fio

Orientador: João Marcos T. RomanoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de ComputaçãoResumo: Esta tese trata de técnicas de processamento digital de sinais voltadas para a melhoria de desempenho de sistemas de comunicações sem fio, com ênfase em telefonia celular digital. Tais técnicas se baseiam fundamentalmente na teoria de filtragem ótima e de processamento adaptativo, e as contribuições aqui apresentadas concentram-se nos casos de adaptação não supervisionada ou cega. As estruturas de filtragem ótima e adaptativa adequam-se tanto à configuração de processamento temporal quanto ao domínio espacial. Um número crescente de trabalhos vem abordando ultimamente o problema do processamento espaço-temporal, combinação dos domínios clássicos de filtragem. Neste trabalho, a filtragem espacial é investigada no contexto de antenas inteligentes, notadamente antenas adaptativas, aplicadas aos sistemas celulares. Para tanto, aspectos inovadores da modelagem espaço-temporal do canal de transmissão são abordados. A melhoria de desempenho obtida pelas técnicas aqui propostas e analisadas se dá a partir da redução dos níveis de diferentes tipos de interferência. Com a diminuição das interferências intersimbólica, cocanal e de múltiplo acesso, torna-se possível aumentar a capacidade dos sistemas em termos de número de usuários ou da taxa de transmissão da informação. As principais contribuições abordam aspectos de equalização temporal, espacial e espaçotemporal, com a introdução de novos critérios e algoritmos de adaptação autodidata bem como de estruturas de processamento e técnicas alternativas para detecção multi- usuário em sistemas com múltiplo acesso por divisão de código (CDMA) ou espacial (SDMA) onde tal problema é relevante. Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digitalAbstract: This thesis deals with signal processing techniques aiming the improvement of the performance of wireless communications systems, with emphasis on digital wireless cellular systems. These techniques are based on optimum filtering theory and adaptive processing while most of on contributions are related with unsupervised or blind adaptation. The signal processing is performed in the temporal and spatial domains, as well as in a combination of those in the case of space-time processing. In this thesis the spatial processing is achieved by means of smart antenna techniques, with emphasis on adaptive antennas. For such application, aspects of the space-time wireless channel are introduced. The performance improvement achieved by the signal processing techniques is possible by reducing the level of different types of interferences such as intersymbol, cochannel and multiple access ones. With such reduction, the system capacity in terms of number of users or information transmission rate can be enhanced. The main contributions in the thesis deal with the proposal of new algorithms, criteria, processing structures and alternative techniques for equalization and interference reduction in different wireless systems such as those based on code and spatial division multiple access. Special attention is given to blind adaptive techniques. One of the main contributions is the generalized constant modulus criterion and algorithm for blind adaptation which can be employed in different processing domains. Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertationsDoutoradoDoutor em Engenharia Elétric