Theoretical and experimental characterization of the 60 GHz radiocommunication channel

Abstract

[SPA] El uso de la banda de frecuencias de 60 GHz sin licencia permitirá una transmisión de datos multi-Gb/s en distancias cortas. El diseño de estos sistemas de comunicación inalámbrica depende fuertemente del canal de propagación. El objetivo de esta tesis se centra en la caracterización del canal para cuantificarlas técnicas de múltiples antenas (MIMO) sobre el rendimiento de la comunicación. Un sistema que mide la respuesta del canal en frecuencia ha sido desarrollado y ha permitido la realización de una extensa campaña de medidas en entornos interiores. Con el fin de mejorar una herramienta de simulación basada en el trazador de rayos, se han comparado estas medidas con las predicciones simuladas. Se ha estudiado la difracción múltiple dada por una serie de obstáculos con el fin de validar experimentalmente la formulación que predice las pérdidas dadas por este fenómeno. Los resultados experimentales también han permitido cuantificar los parámetros difusos para los materiales que normalmente se encuentran en entornos interiores. Se ha demostrado que los valores de estos parámetros difusos mejora la precisión de la herramienta de trazador de rayos. Por último, utilizando las medidas experimentales, se realizó la implementación de un sistema MIMO-OFDM basado en el estándar IEEE 802.15.3c para evaluar su rendimiento. Los resultados muestran cómo el uso de varias antenas en transmisión y en recepción puede aumentar tanto el rendimiento en un factor de 3.7 y la distancia de comunicación en un metro obteniendo altas velocidades de transmisión de datos.

[ENG] Using the frequency band of 60 GHz unlicensed transmission enable multi-Gb / s data over short distances. The design of these wireless communication systems strongly depends on the propagation channel. The objective of this thesis focuses on the channel characterization techniques to quantify multiple antennas (MIMO) on the communication performance. A system that measures the frequency response of the channel has been developed and has allowed the realization of an extensive series of measurements in indoor environments. In order to improve a simulation tool based ray tracer, these measurements were compared with simulated predictions. We have studied the multiple diffraction given by a number of obstacles in order to experimentally validate the formulation that predicts the losses given by this phenomenon. Experimental results have also allowed quantify fuzzy parameters for the materials normally found in indoor environments. It has been shown that the values ​​of these parameters improves accuracy diffuse tool ray tracer. Finally, using the experimental measurements, the implementation of a MIMO-OFDM system based on the IEEE 802.15.3c to evaluate their performance is made. The results show how the use of multiple antennas in transmission and reception can increase both performance by a factor of 3.7 and the communication distance in one meter obtaining high speed data transmission.