Utilização do algoritmo multisplit LMS em conformadores adaptativos de feixe

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.O processamento espaço-temporal de sinais através de arranjos de antenas é aplicado amplamente nos sistemas de comunicação sem-fio. Este tipo de processamento revela uma superioridade aos sistemas de comunicação com única antena, uma vez que permite a seletividade espacial, ou seja, o gerenciamento do diagrama de irradiação de energia do arranjo. Isto confere ao sistema de comunicação maior possibilidade de reuso de freqüências. Esta técnica pode ser implementada em sistemas de comunicação através de formatadores de feixe, que são estruturas de filtragem dotadas de arranjos de sensores (antenas). Ao se incorporar restrições lineares aos formatadores de feixe, é possível projetar uma resposta específica do mesmo para fontes de sinais de interesse, suprimindo as demais fontes existentes, caracterizando o princípio básico de Cancelamento de Interferentes. O uso de arranjo de antenas e filtros transversais de resposta finita (FIR # Finite Impulse Response) permite projetar tal resposta específica para uma determinada direção de chegada e para cada freqüência da fonte de sinal de interesse, conferindo maior robustez ao sistema de comunicação. Esta robustez pode ser observada como menor susceptibilidade do sistema com relação a fontes de sinais interferentes e ruído. Com as ferramentas acima descritas, é utilizado um algoritmo para controle de filtragem espaçotemporal com restrições lineares através de formatadores de feixe. Este algoritmo, denominado de Algoritmo Multi-Split LMS, garante ganho de velocidade de convergência quando comparado com o Algoritmo LMS (Least Mean Square), a partir do qual é iv derivado. Neste novo algoritmo são incorporadas transformações lineares peculiares nos filtros transversais da estrutura, as quais possibilitam e justificam o ganho de convergência sem que haja aumento da complexidade computacional. Esta dissertação contém um estudo do desempenho do Algoritmo Multi-Split LMS aplicado em conformadores de feixe, para um ambiente de sinais banda larga. Space-time processing techniques through antenna array systems are widely used in today´s commmunications systems. This type of signal processing reveals superiority when compared with single antenna systems, as it allows space selectivity. Space selectivity is the ability of managing the array beam pattern in a communication system. This enhancement grants the system great frequency reuse possibilities. This technique may be implemented in commmunications systems through beamformers, which are array-mounted filtering structures. By incorporating linear constraints to beamformers, it is possible to develop a specific response for desired signal sources, while suppressing others, which is the basic principle of Interferers Cancelling. The use of antenna arrays and FIR finite response transversal filters allows one to specify such specific response for any chosen direction of arrival and each frequency of the desired signal source, conferring enhanced robustness to the system. This robustness can be observed in terms of better noise and interference rejection. With the above described tools, a linear-constrained space-time filtering control algorithm is combined with beamformers. This algorithm, named Multisplit LMS Algorithm, guarantees convergence speed gain when compared with the well known LMS Algorithm. In this new algorithm, peculiar linear transformations are applied on the transversal filters of the structure. These transformations make possible and justify the convergence gain without increasing the computational complexity. This dissertation contains a study of the Multisplit LMS Algorithm performance when applied on beamformers, considering a broadband signal sources environmen