Performance of LTE Applying Transmit Antenna Selection Algorithms

Abstract

[ANGLÈS] Antenna selection can reduce the number of the RF chains as well as the complexity of the system. This article explains the aim of antenna selection in a Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) system but applied in an LTE environment. However, these systems carry bad consequences such as the number of RF chains associated with multiple antennas, which are costly in terms of size, power and hardware. In this report, an introduction to a MIMO system is given, specifying the case of a Distributed Antenna System (DAS). The antenna selection algorithms applied at the transmitter side of an LTE system are the transmission rate based algorithm, the path loss based algorithm, the total norm based algorithm and the norm based algorithm. The results shown in this paper are obtained through simulations executed on a MATLAB-based system level simulator from the Vienna University of Technology. The results show that a DAS system can achieve better performance than a system where the transmit antennas are collocated in the base station. Furthermore, any of the antenna selection algorithms improves the throughput, both cell and user throughput, compared to the same system without antenna selection.

[CASTELLÀ] La selección de antena puede reducir el número de RF chains (cadenas de Radio-Frecuencia), así como la complejidad del sistema. En este artículo se explica el propósito de la selección de antena en un sistema MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), pero aplicado en un entorno LTE. Sin embargo, estos sistemas traen algunos inconvenientes, como el número de RF chains asociados con múltiples antenas, que son costosos en términos de tamaño, potencia y hardware. En este informe, se da una introducción a un sistema MIMO, especificando el caso de un sistema de antenas distribuidas (Distributed Antenna System, DAS). Los algoritmos de selección de antena aplicados en el lado del transmisor en el sistema LTE son el algoritmo basado en la velocidad de transmisión, el algoritmo basado en el path loss, el algoritmo basado en la norma total y el algoritmo basado en la norma. Los resultados que se muestran en este trabajo se obtuvieron a través de simulaciones realizadas en un simulador de nivel de sistema basado en MATLAB de la Universidad Tecnológica de Viena. Los resultados muestran que un sistema DAS puede lograr un mejor rendimiento que un sistema en el que las antenas de transmisión están colocadas en la estación base. Además, cualquiera de los algoritmos de selección de antena mejora el rendimiento en comparación con el mismo sistema sin selección de antena.

[CATALÀ] La selecció d'antena pot reduir el nombre de les RF chains (cadenes de Ràdio Freqüència), així com la complexitat del sistema. En aquest article s'explica el propòsit de la selecció d'antena en un sistema MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), però aplicat en un entorn LTE. No obstant, aquests sistemes tenen alguns inconvenients , com el nombre de RF chains associats amb múltiples antenes, que són costosos en termes de mida, potència i hardware. En aquest informe, es dóna una introducció a un sistema MIMO, especificant el cas d'un sistema d'antenes distribuïdes (Distributed Antenna System, DAS). Els algorismes de selecció d'antena aplicats al transmissor d'un sistema LTE són el algorisme basat en la velocitat de transmissió , el algorisme basat en el path loss, el algorisme basat la norma total i el algorisme basat en la norma. Els resultats que es mostren en aquest treball es van obtenir a través de simulacions realitzades en un simulador de nivell de sistema basat en MATLAB de la Universitat Tecnològica de Viena. Els resultats mostren que un sistema DAS pot aconseguir un millor rendiment que un sistema en què les antenes de transmissió estan col·locades a l'estació base. A més, qualsevol dels algorismes de selecció d'antena millora el rendiment en comparació amb el mateix sistema sense que la selecció d'antena hi sigui aplicada.