Simulação de beamforming em sistemas MIMO : implementação de algoritmos adaptativos no simulador de canais de rádio Hermespy

Abstract

A taxa de transmissão de dados tem crescido de maneira exponencial ao longo dos anos e, com a chegada da 5G, esse crescimento tende a ser ainda maior. Por consequência, diversas técnicas foram desenvolvidas com o intuito de melhorar os principais aspectos das comunicações sem fio, como a multiplexação espacial, feita por meio de um sistema conhecido como Multiple Input Multiple Output (MIMO), através da qual múltiplas antenas são utilizadas para transmissão e recepção. Uma das técnicas possíveis no cenário de MIMO é a de beamforming, que consiste na distribuição da energia de transmissão em uma direção de interesse, a fim de aumentar eficiência espectral sem, necessariamente, aumentar a potência do sinal transmitido, bem como, utilizar uma menor porção da banda do espectro disponível. O uso de simuladores de canais de rádio para estudar e desenvolver novas tecnologias para redes de telecomunicações também tem sido cada vez mais comuns, e, geralmente, para realização desta técnica em específico, utilizam-se de algoritmos adaptativos. Desta forma, este trabalho busca implementar os algoritmos NLMS e RLS, desenvolvidos em python, no simulador de canais Hermespy, um simulador open source e comparar sua performance com o algoritmo MRT previamente implementado. Por fim, este trabalho comprovou a implementação dos algoritmos desenvolvidos para o simulador e validou seu funcionamento por meio dos resultados simulacionais obtidos.