Redes inteligentes de antenas vêm ganhando uma importância cada vez maior na expansão e no aperfeiçoamento de sistemas de telefonia celular, principalmente para sistemas de 3a geração, que necessitarão de uma banda de transmissão ainda maior. Neste sentido, são muitas as contribuições da comunidade científica para este tema, com o objetivo de determinar a direção de chegada dos sinais incidentes na rede, de diminuir a interferência de um sinal sobre o outro e de sintetizar diagramas de radiação desejados. Na maior parte dos casos, porém, as antenas utilizadas nas simulações são consideradas ideais, desprezando-se os efeitos de acoplamento mútuo entre os seus elementos. Neste trabalho, através de simulações numéricas, é analisado o impacto da utilização de antenas reais no desempenho de sistemas de antenas inteligentes, levando-se em conta todas as características intrínsecas como acoplamento mútuo e diagramas de radiação reais dos seus elementos. Além disso, são propostas soluções para a utilização de redes de antenas reais através de métodos e procedimentos que possam contribuir para melhor precisão e confiabilidade dos resultados correspondentes. Dessa forma, é apresentado um método de processamento adaptativo em rede ideal equivalente, que leva a uma solução para formação de feixe em enlace de descida de sistemas de telefonia celular, utilizando-se uma transformação de rede real em rede ideal. É também investigada a dependência de velocidade de convergência e dos erros resultantes no processo acima citado em função da escolha da geometria da rede ideal. Apresenta-se, ainda, uma nova configuração de rede com redução de acoplamento mútuo, investigando-se a melhoria de características como nível de lóbulos secundários e precisão na determinação de direção de chegada de sinais em redes de antenas inteligentes. / Smart antenna arrays are becoming more important in the expansion and in the enhancement of cellular telephony systems, specially in the third-generation that will need an even larger bandwidth. In this subject, many contributions from the scientific community have been provided with the goal of determining direction-of-arrival for incident signals, eliminating interference between different signals and of synthesizing desired radiation patterns. On most cases, however, the antennas employed in the simulations are ideal antennas, where one disregards the mutual coupling effects between each pair of elements. In this work, the impact of using real antennas in the behavior of smart antenna systems is analyzed through numerical simulations, taking into account intrinsic features such as mutual coupling and real radiation patterns of its elements. On top of that, solutions are proposed for the utilization of real antenna arrays through methods and procedures that may contribute to a better precision and reliability of the related results. In this sense, it is initially presented an adaptive process method that leads to a solution for downlink beamforming in cellular systems, using a transformation of the real array into an ideal array. The dependence of convergence speed and errors on the choice of the ideal array geometry is also investigated. Next, a new array configuration with reduced mutual coupling is presented, and improvements in characteristics such as secondary lobe level and direction-of-arrival determination precision on smart antenna arrays are investigated.

by Ho King Choi. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 1991. / Includes bibliographical references. / Chapter 1. --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1 --- Adaptive Filter and Adaptive System --- p.1 / Chapter 1.2 --- Applications of Adaptive Filter --- p.4 / Chapter 1.2.1 --- System Identification --- p.4 / Chapter 1.2.2 --- Noise Cancellation --- p.6 / Chapter 1.2.3 --- Echo Cancellation --- p.8 / Chapter 1.2.4 --- Speech Processing --- p.10 / Chapter 1.3 --- Chapter Summary --- p.14 / References --- p.15 / Chapter 2. --- Adaptive Filter Structures and Algorithms --- p.17 / Chapter 2.1 --- Filter Structures for Adaptive Filtering --- p.17 / Chapter 2.2 --- Adaptation Algorithms --- p.22 / Chapter 2.2.1 --- The LMS Adaptation Algorithm --- p.24 / Chapter 2.2.1.1 --- Convergence Analysis --- p.28 / Chapter 2.2.1.2 --- Steady State Performance --- p.33 / Chapter 2.2.2 --- The RLS Adaptation Algorithm --- p.35 / Chapter 2.3 --- Chapter Summary --- p.39 / References --- p.41 / Chapter 3. --- Parallel Split Adaptive System --- p.45 / Chapter 3.1 --- Parallel Form Adaptive Filter --- p.45 / Chapter 3.2 --- Joint Process Estimation with a Split-Path Adaptive Filter --- p.49 / Chapter 3.2.1 --- The New Adaptive System Identification Configuration --- p.53 / Chapter 3.2.2 --- Analysis of the Split-Path System Modeling Structure --- p.57 / Chapter 3.2.3 --- Comparison with the Non-Split Configuration --- p.63 / Chapter 3.2.4 --- Some Notes on Even Filter Order Case --- p.67 / Chapter 3.2.5 --- Simulation Results --- p.70 / Chapter 3.3 --- Autoregressive Modeling with a Split-Path Adaptive Filter --- p.75 / Chapter 3.3.1 --- The Split-Path Adaptive Filter for AR Modeling --- p.79 / Chapter 3.3.2 --- Analysis of the Split-Path AR Modeling Structure --- p.84 / Chapter 3.3.3 --- Comparison with Traditional AR Modeling System --- p.89 / Chapter 3.3.4 --- Selection of Step Sizes --- p.90 / Chapter 3.3.5 --- Some Notes on Odd Filter Order Case --- p.94 / Chapter 3.3.6 --- Simulation Results --- p.94 / Chapter 3.3.7 --- Application to Noise Cancellation --- p.99 / Chapter 3.4 --- Chapter Summary --- p.107 / References --- p.109 / Chapter 4. --- Serial Split Adaptive System --- p.112 / Chapter 4.1 --- Serial Form Adaptive Filter --- p.112 / Chapter 4.2 --- Time Delay Estimation with a Serial Split Adaptive Filter --- p.125 / Chapter 4.2.1 --- Adaptive TDE --- p.125 / Chapter 4.2.2 --- Split Filter Approach to Adaptive TDE --- p.132 / Chapter 4.2.3 --- Analysis of the New TDE System --- p.136 / Chapter 4.2.3.1 --- Least-mean-square Solution --- p.138 / Chapter 4.2.3.2 --- Adaptation Algorithm and Performance Evaluation --- p.142 / Chapter 4.2.4 --- Comparison with Traditional Adaptive TDE Method --- p.147 / Chapter 4.2.5 --- System Implementation --- p.148 / Chapter 4.2.6 --- Simulation Results --- p.148 / Chapter 4.2.7 --- Constrained Adaptation for the New TDE System --- p.156 / Chapter 4.3 --- Chapter Summary --- p.163 / References --- p.165 / Chapter 5. --- Extension of the Split Adaptive Systems --- p.167 / Chapter 5.1 --- The Generalized Parallel Split System --- p.167 / Chapter 5.2 --- The Generalized Serial Split System --- p.170 / Chapter 5.3 --- Comparison between the Parallel and the Serial Split Adaptive System --- p.172 / Chapter 5.4 --- Integration of the Two Forms of Split Predictors --- p.177 / Chapter 5.5 --- Application of the Integrated Split Model to Speech Encoding --- p.179 / Chapter 5.6 --- Chapter Summary --- p.188 / References --- p.139 / Chapter 6. --- Conclusions --- p.191 / References --- p.197

A resposta impulsiva do canal de um sistema de banda ultralarga típico é caracterizada pelo elevado número de percursos discerníveis. Dessa forma, para uma recepção eficiente, a energia espalhada nessas componentes multipercurso deve ser de alguma forma combinada. Considerando o enlace direto (downlink) de uma rede pessoal de curto alcance, assume-se que o ponto de acesso possui uma capacidade de processamento maior do que os dispositivos portáteis a ele conectados, tais como câmeras fotográficas, celulares e aparelhos de MP3. Este trabalho se concentra no estudo de esquemas de pré-processamento em ambientes mono e multiusuário, com vistas a combinar eficientemente a energia espalhada nas componentes multipercurso do canal e, consequentemente, combater a autointerferência e a interferência entre usuários, sem agregar muito custo computacional ao receptor (dispositivos portáteis da rede). Com isso, boa parte da complexidade é transferida para o transmissor (ponto de acesso), de forma que o receptor necessite apenas de um detector convencional, ou então de um detector convencional seguido de processamento adicional de complexidade moderada para mitigar a interferência residual. / The channel impulse response of a typical ultra wideband system is characterized by a large number of resolvable paths. For a efficient reception, the energy spread over the multipath components has to be somehow combined. Considering the downlink of a wireless personal area network, the access point is assumed to have a good hardware capacity when compared to the portable devices of the network, such as digital cameras, cell phones and MP3 players. This work focuses on preprocessing schemes that are able to combine efficiently the multipath components, and to combat self and multiuser interference without increasing the computational cost at the receiver (portable devices) substantially. Hence, most of the complexity is transferred to the transmitter (access point) in such a way that the receiver needs only a conventional detector or a conventional detector followed by a moderated complexity processing in order to mitigate the residual interference.

Redes inteligentes de antenas vêm ganhando uma importância cada vez maior na expansão e no aperfeiçoamento de sistemas de telefonia celular, principalmente para sistemas de 3a geração, que necessitarão de uma banda de transmissão ainda maior. Neste sentido, são muitas as contribuições da comunidade científica para este tema, com o objetivo de determinar a direção de chegada dos sinais incidentes na rede, de diminuir a interferência de um sinal sobre o outro e de sintetizar diagramas de radiação desejados. Na maior parte dos casos, porém, as antenas utilizadas nas simulações são consideradas ideais, desprezando-se os efeitos de acoplamento mútuo entre os seus elementos. Neste trabalho, através de simulações numéricas, é analisado o impacto da utilização de antenas reais no desempenho de sistemas de antenas inteligentes, levando-se em conta todas as características intrínsecas como acoplamento mútuo e diagramas de radiação reais dos seus elementos. Além disso, são propostas soluções para a utilização de redes de antenas reais através de métodos e procedimentos que possam contribuir para melhor precisão e confiabilidade dos resultados correspondentes. Dessa forma, é apresentado um método de processamento adaptativo em rede ideal equivalente, que leva a uma solução para formação de feixe em enlace de descida de sistemas de telefonia celular, utilizando-se uma transformação de rede real em rede ideal. É também investigada a dependência de velocidade de convergência e dos erros resultantes no processo acima citado em função da escolha da geometria da rede ideal. Apresenta-se, ainda, uma nova configuração de rede com redução de acoplamento mútuo, investigando-se a melhoria de características como nível de lóbulos secundários e precisão na determinação de direção de chegada de sinais em redes de antenas inteligentes. / Smart antenna arrays are becoming more important in the expansion and in the enhancement of cellular telephony systems, specially in the third-generation that will need an even larger bandwidth. In this subject, many contributions from the scientific community have been provided with the goal of determining direction-of-arrival for incident signals, eliminating interference between different signals and of synthesizing desired radiation patterns. On most cases, however, the antennas employed in the simulations are ideal antennas, where one disregards the mutual coupling effects between each pair of elements. In this work, the impact of using real antennas in the behavior of smart antenna systems is analyzed through numerical simulations, taking into account intrinsic features such as mutual coupling and real radiation patterns of its elements. On top of that, solutions are proposed for the utilization of real antenna arrays through methods and procedures that may contribute to a better precision and reliability of the related results. In this sense, it is initially presented an adaptive process method that leads to a solution for downlink beamforming in cellular systems, using a transformation of the real array into an ideal array. The dependence of convergence speed and errors on the choice of the ideal array geometry is also investigated. Next, a new array configuration with reduced mutual coupling is presented, and improvements in characteristics such as secondary lobe level and direction-of-arrival determination precision on smart antenna arrays are investigated.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-07-18T17:58:49Z No. of bitstreams: 1 JoseRibamarFonseca.pdf: 2069580 bytes, checksum: 26f5e4becf41e81d4359f2bc5df171fa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T17:58:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseRibamarFonseca.pdf: 2069580 bytes, checksum: 26f5e4becf41e81d4359f2bc5df171fa (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) / The adaptive filtering is currently an important tool in the statistical processing of signals, especially when it is necessary to process signals from environments with unknown statistics varying with time. The adaptive filtering study was driven by the development of the Least Mean Square algorithm (LMS) in 1960. Since then other adaptive algorithms have come up with a better performance than LMS algorithm with respect to misadjustment and convergence rate. Among them, the Sigmoidal algorithm (SA) which showed superior to the LMS, for the convergence rate and the mismatch in their implementations infinite precision. In hardware devices such as DSPs, microcontrollers and FPGAs, adaptive algorithms are implemented in finite precision, in general, fixed point arithmetic. When the adaptive filters are implemented in finite precision some effects can affect their performance. Ultimately lead to divergence due to quantization errors specified in the approximation process of the variables involved in the adaptive processing of their original values. Thus, this article aims to analyze the performance of the adaptive algorithm Sigmoidal (SA) in finite precision when implemented using fixed-point arithmetic. In particular, the analysis of its performance curve and mismatch, comparing them in different word lengths (number of bits). The results presented in this article proposes a series of Taylor Ln gradient of cost function (cosh αe) algorithm SA for implementation in finite precision. We analyze its performance curve for different lengths of words. It shows that the algorithm is stable in its performance compared to convergence to different lengths of words, and that the increase in mismatch level at steady state is sensitive or afected by the quantization of the variables involved in the calculations of this algorithm. / A filtragem adaptativa constitui atualmente uma ferramenta importante no processamento estatístico de sinais, especialmente quando é necessário processar sinais provenientes de ambientes com estatísticas desconhecidas que variam com o tempo. O estudo de filtragem adaptativa foi impulsionado com o desenvolvimento do algoritmo Least Mean Square (LMS) em 1960. Desde então outros algoritmos adaptativos têm surgido com um desempenho superior ao algoritmo LMS em relação ao desajuste e à taxa de convergência. Entre eles, o algoritmo Sigmoidal (SA) que se apresentou superior ao LMS, em relação a taxa de convergência e o desajuste em suas implementações na forma analógica. Nos dispositivos de hardware, tais como DSPs, Microcontroladores e FPGAs, os algoritmos adaptativos são implementados na forma digital, onde a precisão é finita, em geral, com aritmética de ponto fixo. Quando os filtros adaptativos são implementados em precisão finita alguns efeitos podem afetar o seu desempenho. Em última análise, levar à divergência devido aos erros de quantização especificados no processo de aproximação dos valores das variáveis envolvidas no processamento adaptativo de seus valores originais. Assim, este trabalho propõe analisar o desempenho do algoritmo adaptativo Sigmoidal (SA) em precisão nita, quando implementado utilizando aritmética de ponto xo. Em particular, a análise de sua curva de desempenho e o desajuste, comparando-os em diferentes comprimentos de palavras (número de bits). Os resultados apresentados neste trabalho propõe uma aproximação em série de Taylor do gradiente da função de custo Ln(cosh αe) do algoritmo SA para implementação em precisão finita. Analisamos a sua curva de desempenho para diferentes comprimentos de palavras. Mostra-se que o algoritmo apresenta estabilidade em seu desempenho em relação à convergência, para diferentes comprimentos de palavras, e que o aumento no nível do desajuste em estado estacionário é sensível ou influenciado pela quantização dos valores das variáveis envolvidas nos cálculos desse algoritmo.

A resposta impulsiva do canal de um sistema de banda ultralarga típico é caracterizada pelo elevado número de percursos discerníveis. Dessa forma, para uma recepção eficiente, a energia espalhada nessas componentes multipercurso deve ser de alguma forma combinada. Considerando o enlace direto (downlink) de uma rede pessoal de curto alcance, assume-se que o ponto de acesso possui uma capacidade de processamento maior do que os dispositivos portáteis a ele conectados, tais como câmeras fotográficas, celulares e aparelhos de MP3. Este trabalho se concentra no estudo de esquemas de pré-processamento em ambientes mono e multiusuário, com vistas a combinar eficientemente a energia espalhada nas componentes multipercurso do canal e, consequentemente, combater a autointerferência e a interferência entre usuários, sem agregar muito custo computacional ao receptor (dispositivos portáteis da rede). Com isso, boa parte da complexidade é transferida para o transmissor (ponto de acesso), de forma que o receptor necessite apenas de um detector convencional, ou então de um detector convencional seguido de processamento adicional de complexidade moderada para mitigar a interferência residual. / The channel impulse response of a typical ultra wideband system is characterized by a large number of resolvable paths. For a efficient reception, the energy spread over the multipath components has to be somehow combined. Considering the downlink of a wireless personal area network, the access point is assumed to have a good hardware capacity when compared to the portable devices of the network, such as digital cameras, cell phones and MP3 players. This work focuses on preprocessing schemes that are able to combine efficiently the multipath components, and to combat self and multiuser interference without increasing the computational cost at the receiver (portable devices) substantially. Hence, most of the complexity is transferred to the transmitter (access point) in such a way that the receiver needs only a conventional detector or a conventional detector followed by a moderated complexity processing in order to mitigate the residual interference.

Oversampled analog-to-digital (A/D) converter architectures have been receiving increased attention for high-precision A/D converters. These architectures offer the means of exchanging resolution in time for that in amplitude. Among these oversampled A/D converters, delta-sigma modulators are the most popular method used due to their simplicity in the analog circuitry. The analog integrators in delta-sigma modulators suffer from non-idealities such as capacitor mismatches and finite op-amp gain. In the dual quantizer A/D converters, the system relies on the perfect matching of the analog and digital transfer functions to cancel the quantization noise. However, the non-ideality of the analog parameters makes this matching hard to achieve. In this thesis, an off-line adaptive scheme is presented to estimate the non-ideal parameters of the analog section for the second-order delta-sigma modulator. These estimates are then used in the digital part to reduce the quantization noise. The least-mean- square (LMS) algorithm is used to adaptively estimate the analog parameters. / Graduation date: 1993

Thesis (Ph. D.)--Mississippi State University. Department of Electrical and Computer Engineering. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

No description available.

Thesis (M. App. Sc.)--Carleton University, 2003. / Includes bibliographical references (p. 94-96). Also available in electronic format on the Internet.