Practical design aspects on OFDM and MIMO systems

Ett av huvudmålen för projektet "Telekommunikationer för strid i urban miljö" är att förslå lämpliga kommunikationstekniker för operationer i stadsmiljö. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) och Multiple-Input Multiple Output (MIMO) är två passande tekniker för detta ändamål. En aktivitet i projektet består av att föreslå tumregler i framtagandet av viktiga parametrar hos OFDM och MIMO-system. Vi undersöker förhållandet mellan antalet pilottoner och toner för informationsöverföring. Fler pilottoner ger bättre kanalestimat och bättre val av kod- och modulationsparametrar. Dock medför fler pilottoner en ökad overhead och lägre utnyttjande av tillgängligt spektrum. Vi undersöker också hur antalet tillgängliga sändningstakter i det adaptiva kod- och modulationssystemet påverkar kommunikationsprestanda och kravet på återkoppling. Det visar sig att en jämn spridning av sändningstakter över det förväntade SNR-området är att föredra. Designregler för kod- och modulationsval ges. För MIMO-system undersöks konsekvenserna av ett minskat avstånd mellan antennelementen. En vanlig designregel är att använda ett anetennelementavstånd lika med halva våglängden. För frekvenser runt 300 MHz innebär det ett antennelementavstånd på ca 0.5 m. För en fordonstillämpning är detta inga problem. Däremot för handhållna system kan ett sådant elementavstånd vara svårt att åstadkomma. Därför är det intressant att studera konsekvenserna med ett mindre elementavstånd. Försämring studeras i form av minskad kapacitet. Detta studeras för en miljö jämförbar med en förort för ett 4x4 (fyra sändarantenner och fyra mottagarantenner) och ett 2x2 MIMO-system. Det kan konstateras att försämringen ökar gradvis då avståndet minskar. Till exempel, för ett 2x2-system minskar kapaciteten till 90 % om radien 0.125 m används istället för radien 0.25 m. För resultaten antas att den ömsesidiga kopplingen mellan antennelementen kan tas om hand med annan teknik och behandlas därför inte i detta arbete.