Estudio del desempeño de la concatenación de ecualizador de baja complejidad con código NRZ-LDPC irregular para canales inalámbricos móviles

Study of the performance of the concatenation of low complexity equalizer with code NRZ-irregular LDPC for wireless mobile channels

Se estudia el desempeño de un sistema de comunicación para redes inalámbricas móviles basado en la concatenación de código no retorno a cero, código de chequeo de paridad de baja densidad irregular y ecualizador de dos bits. El transmisor se compone de un codificador de línea NRZ y un codificador LDPC con bajo umbral de error. El receptor se compone de un decodificador suma producto y un ecualizador que utiliza el algoritmo de estimación de secuencia de máxima probabilidad. El sistema de comunicación se simula sobre un canal con ruido aditivo blanco Gaussiano y desvanecimiento rápido con distribución Rayleigh, para diferentes tamaños de la palabra de código. La velocidad del móvil se considera igual a 150 km/h. El desempeño del sistema se determina en función de la probabilidad de error de bit y la razón señal a ruido, obteniendo para un BER de 10-5 una SNR de 9 dB para el caso del codificador NRZLDPC sin ecualizador y una SNR de 4,5 dB para el caso del codificador NRZ-LDPC con ecualizador. Los resultados del estudio de desempeño indican que con el sistema formado por la concatenación de ecualizador con código NRZ-LDPC se logra una reducción apreciable de la SNR.

INTRODUCCIÓN

Las redes inalámbricas actuales están evolucionando a redes de mayor velocidad y confiabilidad gracias a la tecnología de cuarta generación. Es una tecnología basada por completo en IP (Internet Protocol). Las redes 4G tienen como característica principal una velocidad de transmisión de datos muy superior a la de las generaciones de redes inalámbricas anteriores, ofreciendo una mayor calidad de servicio y una recepción de datos superior a la actual tecnología 3G. Se estima que la velocidad de transmisión de datos será superior a los 100 Mbps aun si el usuario se encuentra en movimiento, permitiendo por ejemplo realizar videoconferencias o videollamadas con imagen y sonido de alta calidad, compartir archivos multimedia de alta definición, acceso a juegos aprovechando al máximo las capacidades de video y sonido de los terminales móviles, etc. [1].

Este tipo de redes se ven afectadas por distintos factores, como atenuación, desvanecimiento (fading), ruidos, etc., que se traducen en errores en la data recibida en el extremo receptor. Para eliminar o minimizar los efectos de estos factores se deben aplicar técnicas de compensación de errores, como códigos detectores y correctores de errores y ecualización adaptiva. El desvanecimiento tipo Rayleigh causado por la propagación por múltiples trayectorias es quizás el más importante que sufre la señal desde el transmisor hasta el receptor provocando un gran nivel de interferencia intersimbólica (ISI, Intersymbol Interference). Una de las técnicas que se utiliza para el control de errores es la codificación de paridad de baja densidad (LDPC, Low Density Parity Check) [2], la que permite operar cerca de la capacidad de canal de Shannon sobre un canal con ruido aditivo blanco Gaussiano (AWGN, Additive White Gaussian Noise) [3].