Implementación del algoritmo Water-Filling para la asignación de potencia óptima en el canal inalámbrico de un sistema mimo 2x2 sobre SDR

Abstract

En el presente trabajo se implementa el algoritmo de water-filling para asignación de potencia ´optima sobre un sistema MIMO-OFDM 2x2, utilizando algoritmos de estimación del estado del canal (CSI), basado en la tecnología de Radio Definida por Software (SDR). Primero se realizó un estudio de las comunicaciones MIMO y los parámetros de los que depende como el conocimiento del estado del canal (CSI) y su aplicación para la asignación de potencia ´optima conocida como water-filling. También se hizo una revisión de la modulación por Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales (OFDM), ya que es el tipo de modulación más utilizada en redes LTE y módems Wi-Fi MIMO. Luego se hizo un diseño del sistema MIMO-OFDM 2x2 en la plataforma de GNU Radio, donde se utilizó el estándar 802.11n para el formato de las tramas y portadoras. Después, se implementó el algoritmo junto con las radios NI USRP 2920 y 2950R. Y finalmente, se hicieron pruebas de distancia a 1, 1.5, 2 y 3 metros, donde se midieron y compararon de las tasas de error de bit(BER), obteniendo una mejora del 25% en promedio entre un sistema MIMO ordinario y una sistema MIMO con algoritmo de water-filling, donde la asignación de potencia es mostrada por medio de graficas de barras a partir de la descomposición paralela del canal MIMO 2x2. Resultando en un aumento de la tasa de datos, uso de potencia de manera eficiente y un sistema MIMO con capacidad de adaptarse a los cambios de canal.