A tecnologia OFDMA e sua aplicação no canal de interatividade intrabanda de sistemas de televisão digital terrestre

Abstract

A demanda por sistemas de acesso em banda larga sem fio tem levando à busca de soluções tecnológicas que propiciem alto desempenho, expresso não apenas em termos do número de usuários atendidos mas também da qualidade de serviço e de experiência oferecidos. Devido à escassez de recursos do espectro eletromagnético, essas tecnologias devem permitir a utilização flexível e eficiente dos recursos de transmissão tais como frequência, tempo e potência suportando alto grau de mobilidade e cobertura. Nesse contexto, a tecnologia OFDMA possui características que recomendam seu emprego nos supracitados sistemas, tais como alto ganho de concentração para operação em condições sem linha de visada direta, redução da interferência co-canal dentro da mesma célula, desde que conservada a ortogonalidade entre subportadoras, e redução da interferência co-canal entre células adjacentes em virtude do ganho de processamento. Além de propor modelos analíticos para cálculo de probabilidade de colisão entre sub-portadoras e da interferência em sistemas celulares baseadas na tecnologia OFDMA, esta tese avaliou e comparou o desempenho de padrões nela baseados, tais como DVB-RCT e WiMAX, quando utilizados para prover o canal de interatividade intrabanda de um sistema de televisão digital. Dentre os resultados obtidos estão o dimensionamento de sistemas celulares baseados na tecnologia OFDMA utilizando tanto o ganho de processamento como o ganho de concentração e a determinação da adequabilidade de utilização do padrão DVB-RCT para prover o canal de interatividade intrabanda tanto em cenários rurais como urbanos, utilizando uma arquitetura celular com até dois setores por célula. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The demand for broadband wireless access systems has stimulated the search for high performance technological solutions considering not only the number of subscribers served but also the quality of service and quality of experience delivered. Given the scarce nature of spectrum resources, these technologies should allow a flexible and efficient usage of transmissions resources like frequency, time and power supporting high degree of mobility and coverage. Within this context, the OFDMA technology has characteristics that recommend its usage into the aforementioned systems like high concentration gain for operation in non-line of sight conditions, reduced intracell co-channel interference due to the orthogonality property of OFDMA subcarriers and reduced intercell co-channel interference due to processing gain. Besides proposing analytical models for subcarrier collision probability and interference calculation in OFDMA-based cellular systems, this thesis has evaluated and compared the performance of standards based on OFDMA technology like DVB-RCT and WiMAX when used to provide the interactive channel for digital television systems. Among the obtained results are the dimensioning of OFDMA-based cellular systems using both the processing and concentration gains and the determination of suitability of using the DVB-RCT standard to provide an intraband interactive channel in rural and urban areas using a simple cellular architecture with up to two sectors per cell.