Redução de dimensões pelo uso de transformações lineares em sistemas MIMO massivo distribuídos com fronthaul limitado

Abstract

Sistemas MIMO massivo distribuídos são amplamente considerados como uma das principais tecnologias para sistemas de comunicação sem fio 5G. No entanto, um dos aspectos críticos desta técnica é a necessidade de grande capacidade dos enlaces de fronthaul, que são as conexões que transmitem a informação de cada arranjo de antenas ao decodificador central, devido à vasta quantidade de dados recebidos, cujos volumes são proporcionais ao número de antenas. Este trabalho verifica a viabilidade do uso de duas transformadas lineares, a transformada de Karhunen–Loève (KLT) e a transformada discreta de cossenos (DCT), para se reduzir o número de dimensões do sinal recebido nos uplinks e, assim, reduzir os requisitos de taxa de dados dos enlaces de fronthaul mediante uma perda admissível no desempenho da transmissão. Estes métodos descorrelacionam as amostras e as listam em ordem decrescente de energia. A partir disso, é realizada uma seleção de dimensões, na qual é selecionado um reduzido número de amostras e descartado as demais, equivalendo a uma compressão com perdas. Apesar disso, é possível estimar um sinal muito próximo ao original, já que os sinais descartados não possuem tanta relevância. Por fim, simulações também foram realizadas para a comprovação de desempenho em vários cenários e permitir a comparação de métodos.