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Title in Portuguese: Sistema de comunicações com sinais m-QAM não – ortogonais
Title: Communication systems using nonorthogonal signals m-QAM
Author: Araújo, Daniel Costa
Advisor(s): Mota, João César Moura
Co-advisor(s): Lucena, Antônio Macílio Pereira de
Keywords: Teleinformática
Telecomunicações
Modulação digital
Processamento de sinais - Técnicas digitais
Issue Date: 23-Jul-2012
Citation: ARAÚJO, D. C. Sistema de comunicações com sinais m-QAM não – ortogonais. 2012. 70 f. Dissertação (Mestrado em Teleinformática)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
Abstract in Portuguese: Este trabalho apresenta estudos sobre sistemas de comunicação cujos sinais utilizados para a transmissão das informações são não-ortogonais, superpostos em frequência, e com espaçamento entre portadoras menor do que a taxa de símbolo. As pesquisas estão direcionadas na obtenção de estruturas de transmissor e receptor ótimos e sub-ótimos, na modelagem e análise matemática dos sistemas incluindo o canal, em propostas de estratégias para detecção de símbolo, e na avaliação de desempenho. São propostas sete estratégias de recepção de N sinais m-QAM não-ortogonais através do canal AWGN. Dentre as estratégias de detecção duas são ótimas e as outras cinco são subótimas. As duas estruturas de receptores ótimos apresentados neste trabalho são: o receptor de máxima verossimilhança (ML) clássico e o receptor de máxima verossimilhança com base na decomposição de Gram-Schmidt. Os receptores sub-ótimos desenvolvidos neste trabalho são de dois tipos: receptores com equalização linear e receptores com equalização não-linear. O primeiro tipo de receptor é desenvolvido com base nos critérios de erro quadrático médio mínimo (MMSE) e o de forçagem a zero (ZF). É apresentado o desenvolvimento analítico do projeto de cada uma das arquiteturas de receptores lineares, assim como é determinado o erro dos estimadores. Os receptores com equalização não-linear são baseados no cancelamento de interferência sucessiva (SIC). Neste trabalho, é proposta uma modificação no algoritmo do SIC original, resultando em uma nova arquitetura de equalização. O desempenho dos receptores propostos é avaliado em diferentes condições de número de portadoras e de grau de superposição espectral através de simulação computacional. Por fim, são apresentados as conlusões e as perspectivas futuras de pesquisa.
Abstract: This work presents studies on communication systems, whose signals used for transmission of information are non-orthogonal, overlapping in frequency and carrier spacing less than the rate of symbols. The research is aimed to obtain structures of transmitter, optimal and sub-optimal receivers using modeling and mathematical analysis of systems including the channel. Furthermore, propose strategies for symbol detection and performance evaluation. Seven strategies of reception to N signals m-QAM non-orthogonal through the AWGN channel. Among the strategies of detection two are optimal and the others five are suboptimal. The two optimal receivers structures presented in this paper are: the classical receiver maximum likelihood (ML) receiver and maximum likelihood based on the Gram-Schmidt decomposition. The suboptimal receivers in this work are of two types: receivers with linear and nonlinear equalization. The first type of receiver is developed based on the criteria of minimum mean square error (MMSE) and the zero forcing (ZF). It is presented the development of analytical design of each linear receiver architectures, as well as determined the error of the estimators. The receivers with nonlinear equalization are based on successive interference cancellation (SIC). In this paper, we propose a modification to the original algorithm of SIC, resulting in a new architecture of equalization. The performance of the proposed receivers is evaluated under different number of carriers and the degree of spectral overlap using computer simulation. Finally, we present the conclusions of this work and future prospects of the research.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/4026
metadata.dc.type: Dissertação
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