Aquesta Tesi sorgeix en el marc d’un projecte d’investigació del Ministeri d’Educació i 
Ciència centrat en l’anàlisi d’una nova arquitectura d’accés ràdio per als sistemes UMTS, 
l’arquitectura Multinodo B. La idea fonamental d’aquesta nova proposta per a UMTS era distribuir 
espacialment les antenes de l’estació base al llarg de l’àrea de servei de la cel•la, amb l’objectiu 
de reduir el nivell d’interferències i augmentar al mateix temps la capacitat del sistema.
	D’altra banda, els sistemes de comunicacions amb múltiples antenes o sistemes MIMO 
(Multiple-Input Multiple-Output), han generat en l’última dècada un gran interés per part de la 
comunitat investigadora. Aquests sistemes van ser proposats inicialment per enllaços punt a punt, 
però a hores d’ara es presenten com una possible solució tecnològica per als futurs sistemas de 
comunicacions, en base a l’alta eficiència espectral que prometen.
	En aquesta Tesi, l’arquitectura Multinodo B s’analitza des de’l punt de vista d’un 
sistema MIMO multi-usuari multi-cel•la coordinat. En aquesta configuració avançada i cooperativa 
de sistema MIMO, vàries estacions base cooperen perfectament en dades per mitjà d’un enllaç d’alta 
capacitat i transmeten de forma coordinada a tots els usuaris d’una determinada àrea. A més a més, 
cada estació base disposa d’una restricció en la potència total que pot transmetre.
	L’estudi dels sistemes MIMO multi-usuari multi-cel•la coordinats es troba encara en la 
fase inicial. En l’actualitat, es poden distingir clarament dues línees d’investigació; per una 
banda s’està intentant caracteritzar la regió de capacitat d’aquests sistemes, i per l’altra, 
s’està desenvolupant l’algorítmica necessària per a tractar diversos problemes d’optimització.
	En la Tesi, es planteja el problema de minimització de potència en l’enllaç downlink d’un 
sistema MIMO multi-usuari multi-cel•la coordinat. El problema de minimització de potència és un 
problema d’optimització que busca minimitzar la potència total transmesa en el sistema, entesa com 
la suma de les potències que transmeten totes les estacions base del sistema. Al mateix temps, tots 
els usuaris deuen obtindre un determinant nivell de qualitat de servei.
	En un primer pas, es presenta un model de sistema on s’omet el procés que es duu a terme 
al receptor de l’usuari. En aquest context, es proposa un primer algoritme JPCOB o Joint Power 
Control and Optimal Beamforming, modificant una de les referències clàssiques dels problemes de 
minimització de potència. Aquest primer algoritme, el JPCOB-VUL o Virtual uplink-based JPCOB, 
utilitza la dualitat entre el problema de minimització de potència en l’enllaç downlink i un 
equivalent uplink virtual per a simplificar el disseny dels beamformers en transmissió de cada 
usuari. A més a més, l’estructura de les matrius que intervenen en el mecanisme de control de 
potència permet obtindre una versió computacionalment eficient d’aquest algoritme.
	En l’anàlisi dels aspectes pràctics relacionats amb la implementació de l’algoritme 
JPCOB-VUL, es proposa un model de les interferències presents en el sistema i es plantegen diversos 
esquemes d’assignació de còdigs de canalització que permeten disminuir el nivell d’interferència 
que reben els usuaris del sistema. Al mateix temps, es proposa una versió robusta del JPCOB-VUL, 
per a aquelles situacions en les que les estacions base disposen d’un coneixement parcial del canal 
en la forma de hybrid channel knowledge. Aquest model d’informació de canal es correspon amb un 
escenari en el que existeix algun tipus de restricció en la quantitat d’informació que les estacions 
base poden intercanviar entre elles per mitjà de l’enllaç d’alta capacitat.
	En un segon pas, s’avança en el model analític del sistema i es proposa una formulació 
matricial compacta que caracteritza completament el funcionament d’un sistema W-CDMA MIMO 
multi-usuari multi-cel•la coordinat, tenint en compte la naturalesa asíncrona dels senyals que 
arriben a l’usuari i el procés que es duu a terme al receptor del mateix. En aquest punt de la 
Tesi, es proposa un algoritme JPCOB que millora les prestacions del JPCOB-VUL, el JPCOB-DL o 
Downlink-based JPCOB. Al mateix temps, es proposa una versió més simple d’aquest algoritme, 
el JPCOB-SDL o Simplified Downlink-based JPCOB, per a aquelles situacions en les quals existeix 
algun tipus de restricció en la quantitat d’informació que un usuari pot realimentar a l’estació 
base, però a on les estacions base poden intercambiar dades entre elles sense cap problema. Aquests
algoritmes es defineixen com a downlink-based en base a l’abandonament de la dualitat entre el 
problema downlink i l’equivalent uplink virtual.
	Per últim, i aprofitant l’estructura de les matrius que intervenen en el mecanisme de 
control de potència, es proposen dos esquemes que milloren les propietats de convergència de 
l’algoritme JPCOB-DL en sistemes MIMO multi-usuari multi-cel•la coordinats mal condicionats. Les 
simulacions demostren que aquests esquemes es poden interpretar com a criteris eficients i 
computacionalment senzills per a eliminar usuaris d’un sistema MIMO multi-usuari multi-cel•la 
coordinat, en aquelles situacions en les quals no s’arriba a la convergència de l’algoritme.