Η μετάδοση δεδομένων µέσω ασύρματων δικτύων αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα αντικείμενα μελέτης στον χώρο των τηλεπικοινωνιών τα τελευταία χρόνια. Λόγω του μεγάλου όγκου δεδομένων που απαιτείται για μετάδοση μέσα σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα, απαιτείται η εφαρμογή όσο το δυνατόν αποδοτικότερης κωδικοποίησης και διαμόρφωσης, σκοπεύοντας παράλληλα στην επίτευξη μικρής κατανάλωσης ισχύος και ταυτόχρονα υψηλού throughput. Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη, σχεδίαση και την υλοποίηση της αρχιτεκτονικής ενός OFDM συστήματος, βασισμένο στις προδιαγραφές που ορίζει το πρότυπο IEEE802.11. Το πρότυπο αυτό επιλέχθηκε, καθώς τυγχάνει ευρείας αποδοχής, όσον αφορά τη μετάδοση δεδομένων σε ασύρματα δίκτυα. Στα πλαίσια της διπλωματικής παρουσιάζονται εξομοιώσεις και μετρήσεις για την εύρεση των κατάλληλων χαρακτηριστικών και του τύπου των φίλτρων που χρησιμοποιούνται σε ένα OFDM σύστημα, ενώ εισάγονται δύο νέες αρχιτεκτονικές του τμήματος κατασκευής του OFDM συμβόλου, καθώς και τα αποτελέσματα της σύνθεσης αυτών. Ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στη σχεδίαση και την υλοποίηση των αρχιτεκτονικών αυτών με σκοπό την ενσωμάτωσή τους σε συσκευές FPGA. / Transmission of data through wireless networks is one of the most important aspects in the study telecommunications systems. The large volume of data that needs to be transmitted in a very small time interval has resulted in the need to make the system more efficient while increasing the throughput. This has been accomplished through more efficient coding, reduction of the power consumption and through the use of modulation. This masters thesis deals with the study, design and implementation of the typical OFDM system architecture, based on the standard IEEE802.11. This standard was chosen because of its wide acceptance and use regarding transmission of data in wireless networks. The thesis details the adjustments and measurements needed for determining suitable characteristics and the types of filters required in an OFDM system. Additionally two new OFDM system architectures arte introduced aiming at reducing the overall power consumption and the complexity of the formulae used for symbol construction. Particular importance is given in the designing and the implementation of these architectures regarding their incorporation in FPGA devices.

Το αριθμητικό σύστημα υπολοίπων (RNS) έχει προταθεί ως ένας τρόπος για επιτάχυνση των αριθμητικών πράξεων του πολλαπλασιασμού και της πρόσθεσης. Ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα της χρήσης του RNS είναι ότι οδηγεί σε κυκλώματα που έχουν το χαρακτηριστικό της χαμηλής κατανάλωσης. Πιο συγκεκριμένα στην παρούσα διατριβή γίνεται μια αναλυτική μελέτη πάνω στην ταχύτητα διεξαγωγής της πράξης του πολλαπλασιασμού και της άθροισης. Ο λόγος που γίνεται αυτό είναι διότι οι εφαρμογές επεξεργασίας σήματος χρησιμοποιούν ιδιαιτέρως τις προαναφερθείσες πράξεις. Επίσης γίνεται μελέτη της ισχύος που καταναλώνεται κατά την επεξεργασία ενός σήματος με τη χρήση των προτεινόμενων αριθμητικών κυκλωμάτων. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη χρήση απλών αρχιτεκτονικών τις οποίες μπορούν τα εργαλεία σύνθεσης να διαχειριστούν καλύτερα παράγοντας βέλτιστα κυκλώματα. Τέλος η διατριβή μελετά τα προβλήματα διακύμανσης των παραμέτρων του υλικού που αντιμετωπίζει η σύγχρονη τεχνολογία κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Συγκεκριμένα σε τεχνολογία μικρότερη των 90nm παρατηρείται το φαινόμενο ίδια στοιχεία κυκλώματος να συμπεριφέρονται με διαφορετικό τρόπο. Το φαινόμενο αυτό γίνεται σημαντικά πιο έντονο σε τεχνολογίες κάτω των 45nm. Η παρούσα διατριβή προτείνει λύσεις βασισμένες στην παραλληλία και την ανεξαρτησία των επεξεργαστικών πυρήνων που παρέχει το RNS, για να αντιμετωπίσει το συγκεκριμένο φαινόμενο. / The Residue Number System (RNS) has been proposed as a means to speed up the implementation of multiplication-addition intensive applications, commonly found in DSP. The main benefit of RNS is the inherent parallelism, which has been exploited to build efficient multiply-add structures, and more recently, to design low-power systems. In particular, this dissertation deals with the delay complexity of the multiply-add operation (MAC). The reason for this is that DSP applications are MAC intensive and hence this dissertation proposes solutions to increase the speed of processing. Furthermore, the study of the multiply-add operations is extended to power consumption matters. The dissertation focus on simple architectures such that EDA tools produce efficient in both power and delay, synthesized circuits. Finally the dissertation deals with variability matters that came up as the vlsi technology shrinks below 90nm. Variability becomes unaffordable especially for the 45nm technology node. This dissertation proposes solutions based on parallelism and the independence of the RNS cores to derive variation-tolerant architectures.