RESUMEN

La tendencia actual de integrar los diferentes servicios y aplicaciones en una única 
infraestructura de red ha generado un creciente despliegue de redes inalámbricas de 
área amplia (WWAN), local (WLAN) y personal (WPAN) con requisitos de tráfico 
diferenciado (calidad de servicio), seguridad, y elevada tasa de transmisión binaria 
que requieren el desarrollo de protocolos y nuevas técnicas de transmisión que 
permitan una mejor integración de las aplicaciones y servicios de comunicación en un 
medio de transmisión hostil, como el canal móvil inalámbrico con propagación 
multitrayecto. 

Uno de los desafíos y retos más importantes para llevar a cabo con éxito esta 
integración consiste en conseguir un enlace de comunicación con una determinada 
calidad y elevada capacidad de transmisión. 

La combinación de la modulación y codificación adaptativa en conjunto con 
técnicas de transmisión multiportadora como OFDM (multiplexación por división en 
frecuencias ortogonales) y otras tecnologías avanzadas como por ejemplo MIMO-
UWB (transmisión y recepción con múltiples antenas en sistemas de banda ultra 
ancha) ofrece una mejora en las prestaciones que permite cumplir con los objetivos y 
desafíos planteados por este tipo de redes.

En esta tesis doctoral se plantea el aumento de la capacidad de transmisión en las 
redes HDR-WPAN (redes WPAN con elevada tasa binaria) empleando el estándar 
MB-OFDM (OFDM sobre múltiples bandas) en canales UWB con modulación 
adaptativa y realizando una adaptación discreta de la tasa de bits transmitidos por 
subportadora.

El principio básico de un esquema de modulación y/o codificación adaptativa 
consiste en obtener información de las características, estructura y variabilidad del 
canal móvil inalámbrico. A partir de la información obtenida desde el receptor, el 
transmisor adapta el nivel de modulación digital y/o codificación por subportadora en 
función del estado del canal.

La tesis comienza con un análisis en el dominio del tiempo y de la frecuencia de los 
dos modelos de canal UWB propuestos en IEEE: IEEE 802.15.3a y 802.15.4a. El 
objetivo consiste en determinar la distribución estadística que mejor se aproxima a la 
amplitud de cada una de las subportadoras en frecuencia, para posteriormente definir 
la métrica a emplear en la evaluación del estado y dinámica del canal UWB.

En la modulación adaptativa se requiere que el transmisor se adapte a la 
variabilidad del canal. El análisis se puede realizar de dos formas:
*	Asumiendo adaptación perfecta (estimación ideal), lo que implica que el 
transmisor siempre conoce la dinámica y estructura del canal. 
*	Considerando un error (estimación imperfecta del canal) en la adaptación 
debido a la incertidumbre en el conocimiento del canal. 

El método de estimación del canal UWB empleado en la tesis, se fundamenta en el 
conocimiento del coeficiente de correlación en potencia entre las subportadoras de 
datos y la subportadora piloto, teniendo en cuenta que la posición de cada una de 
ellas en el espectro esta perfectamente definido de acuerdo al estándar MB-OFDM 
UWB. Para ello, se propone una expresión cerrada para calcular el coeficiente de 
correlación entre las potencias de un par de subportadoras para el canal UWB, en 
función de los parámetros definidos en los modelos propuestos en el IEEE. Este 
método de estimación ampliamente extendido en la literatura técnica se conoce como 
PSAM (modulación asistida por símbolos piloto).

A partir de la información del estado del canal y una vez definida la métrica que 
permite su evaluación, se calcula y se valida mediante simulación las prestaciones de 
la modulación adaptativa multinivel de envolvente constante M-PSK con transmisión 
OFDM. Esta evaluación se realiza a través de expresiones cerradas para la capacidad 
media, la probabilidad de error de bit media y la probabilidad de corte, así como la 
obtención de la distribución y estadísticos del error de estimación en el caso de 
estimación imperfecta. 

Por otro lado, a partir de la distribución estadística de la amplitud de cada una de 
las subportadoras en frecuencia del canal UWB, en esta tesis se han obtenido 
resultados, de la variación de la potencia del canal en función del ancho de banda 
teniendo en cuenta el desvanecimiento a pequeña escala.

Los márgenes de desvanecimiento obtenidos analíticamente en esta tesis resultan 
de especial interés en el cálculo del balance del enlace (link budget) en un sistema de 
comunicación móvil inalámbrico.