[pt] É desenvolvido um modelo para sistemas rádio-digitais que inclui os tipos de modulação mais usuais como PSK-4, PSK- 8, QAM-16, com recepção coerente. Neste modelo é considerado um canal linear e um meio de propagação sujeito a desvanecimento por multipercursos, sendo analisadas algumas alternativas para sua representação, em particular os chamados modelos de dois e três raios. Neste contexto é considerado o problema do cálculo de desempenho, especialmente o cálculo da confiabilidade dos sistemas. Utilizando-se um critério de probabilidade de erro, calculada numericamente pelo método da Quadratura de Gauss, ou um critério de fechamento de olho, são implementados algoritmos para cálculo de Assinaturas dos diversos sistemas. A partir destas assinaturas os sistemas são comparados, analisando-se os efeitos da margem do enlace e da largura de faixa. Alguns métodos de cálculo de confiabilidade são analisados e aplicados ao estudo comparativo dos sistemas. / [en] It´s developed a model for digital-radio systems which includes the most usual ones as PSK-4, PSK-8, QAM-16, with coherent detection. This model considers a linear channel and a propagation medium subject to multipath fadings, being analyzed some of it´s possible representations, particularly the so called two paths and three paths models. It is specially considered the computation of the systems´ outage probability. Using an error probability criterium numerically computed by the Gauss Quadrature Rule or an eye-closure one, algorithms are implemented to calculate Systems´ Signatures. Based on these signatures systems are compared considering their bandwidths and link´s flat fading margin. Some methods for outage probability calculation are analyzed and applied to systems´ comparations.

[pt] Uma solução simples, de baixo custo e robusta, para o problema de multipercursos na comunicação acústica submarina em águas profundas, é apresentada. Inicialmente, uma caracterização do perfil de atrasos e do nível de ruído, em ambientes de exploração de petróleo Offshore é feita, com o objetivo de definir as características do canal de comunicação em questão. A técnica de modulação, considerada mais adequada pela sua simplicidade e robustez, é a FSK. A inadequação de um sistema FSK-2 não coerente, sem nenhuma medida contra o multipercurso é comprovada em resultados experimentais. Duas possíveis soluções para o problema de demodulação de sinais FSK-2 com multipercurso são apresentadas. Uma muito simples, baseada na inserção de tempos de guarda entre dois bits, suficientes para o desaparecimento dos multipercursos, que foi implementada e testada. A outra, mais elaborada, baseada na estimação dos parâmetros do canal, através do algoritmo EM, e da análise de particularidades do problema para o caso de três raios. Essa segunda solução é analisada e simulada em computador. Os resultados para as duas soluções são analisados. / [en] A simple, low-cost and robust for the problem of multipath in underwater acoustic communication in deep water, is presented. Initially, a delay profile and noise level characterization, in offshore oil exploitation environments is done, with the objective of defining the communication channel of interest. The modulation techique, considered adequate by means of its simplicity and robustness is FSK. The non adequacy of an non-coherent FSK-2 system, without any contermeasure againt multipath is showed in experimental results. Two possible solutions to the problem of the demodulation of FSK-2 signals with multipath are presented. One very simple, based on the insertion of guard times between the bits, sufficient to the vanishing of the multipaths, that have been implemented and tested. The other, more elaborated, based in the estimation of the channel parameters, with the EM algorithm, and the analysis of some particularities of the problem, for the case of three rays. The second solution is analyzed and simulated in a computer. The results for both solutions are analyzed.

[pt] Este trabalho apresenta a base de um modelo matemático destinado a interpretar teoricamente o comportamento estatístico de sinais sujeitos a desvanecimentos rápidos em enlaces de microondas em visibilidade. As teorias existentes para explicar a dependência do fenômeno com as características de um lance são discutidas em função dos resultados experimentais disponíveis. Foi investigado com especial atenção o relacionamento entre as profundidades de desvanecimento e a rugosidade do relevo, demonstrando-se que a fórmula empírica atualmente em uso é perfeitamente adequada para quantificar este efeito. / [en] The purpose of this work is to present a mathematical model to interpret theoreticallly the statistical behavior of deep fades in line-of-sight microware paths. The previous theories are discussed and compared to the known experimental data. A simple model is used to obtain a theoretical dependence of the fades deepth with the path roughness. The results show that the empirical expression presently in use quantifies correctly this effect.

[pt] Este trabalho é um estudo sobre um enlace do sistema HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), um subsistema do padrão UMTS/WCDMA, desenvolvido para a transmissão de dados em alta velocidade no enlace de descida. Para atingir altas taxas de transmissão, é prevista a utilização, neste sistema, de diversas técnicas avançadas de processamento de sinais, entre elas a modulação adaptativa. O princípio desta técnica é escolher, para cada quadro de bits transmitido, a modulação mais adequada às condições do canal. Através de simulação, o desempenho da modulação adaptativa em enlaces HSDPA foi avaliado em [4], considerando um canal com desvanecimento plano. Estendendo este trabalho, foram introduzidos novos módulos no simulador, de forma a considerar um canal com multipercursos e a utilização de um receptor Rake. A estimação do canal, utilizada na adaptação, é implementada através da análise do sinal recebido e combinado no receptor Rake. O desempenho do enlace foi avaliado em presença de duplo percurso, para diversas situações, através da taxa de erro de pacote e da vazão obtida na transmissão, procurando-se investigar a influência de parâmetros do sistema e da interferência entre os dois percursos nesse desempenho. / [en] This work is a study about the performance of a HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) which is a subsystem of UMTS/WCDMA designed for high-speed data transmission in the downlink. In order to achieve high bit rates, the use of advanced signal processing techniques, including adaptive modulation, is specified. This technique consists of choosing, for each transmitted frame, the most efficient modulation according to the channel condition. The performance of adaptive modulation in HSDPA links in a flat fading channel has been evaluated in [4] through simulation. In the present work, new simulation modules have been developed to consider multipath and a Rake receiver. The channel estimation used in the link adaptation is obtained from the received and combined signal at Rake receiver. The link level performance has been evaluated in a double path channel for different situations through packet error rate and throughput. The influence of system parameters and path interference on the performance has been investigated.

In digital mobile communication systems, in which signals are transmitted via radio, multipath distortions manifest themselves as a linear intersymbol interference, ISI, because of multiple copies of the same signal arriving at the receiver with different time delays. To combat the effects of ISI, one of the tools used is Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM. OFDM is a modulation technique that employs simultaneously several subcarriers which have been successfully used in both wired communication systems and in radio transmission systems. It has been especially used in the transmission of signals in digital mobile systems with high data rates through a communication channel with multipath, noisy, with severe frequency selective fading, because as one of the most important characteristics of this technique is to have great resistance to ISI and ICI, even in adverse conditions. The objective of this work is to present a comparative study of the behavior of digital communication systems operating with single carrier and multicarrier OFDM in Rayleigh channel, particularly considering the achievements of Doppler shift and multipath. The study is based on simulation, from the perspective of performance, through analysis of bit error rate curves, BER versus Eb=N0. / Em sistemas de comunicação digitais móveis, nos quais sinais são transmitidos via rádio, multipercursos provocam distorções lineares que se manifestam como interferência intersimbólica, ISI (do inglês intersymbol interference), em razão de múltiplas cópias de um mesmo sinal chegarem ao receptor com diferentes atrasos temporais. Para combater os efeitos da ISI, uma das ferramentas utilizadas é a multiplexação por divisão em frequências ortogonais, OFDM (do inglês orthogonal frequency division multiplexing). OFDM é uma técnica de modulação de sinais digitais que emprega simultaneamente diversas subportadoras, atualmente usada com grande sucesso tanto em sistemas de comunicação com fio, quanto em sistemas de transmissão via rádio. Ela tem sido especialmente utilizada na transmissão de sinais em sistemas digitais móveis, com altas taxas de dados, através de canal de comunicação com multipercursos, ruidoso, com severo desvanecimento seletivo em frequências, pois uma das mais importantes características desta técnica é ter grande robustez à ISI e a interferências interportadoras, ICI (do inglês Intercarrier Interference), mesmo em condições adversas. Objetiva-se com este trabalho apresentar um estudo comparativo, baseado em simulação, sob a ótica de desempenho, entre sistemas de comunicação digital operando com monoportadora e com multiportadoras/OFDM, mediante análise de curvas de taxa de erro de bits, BER (do inglês bit error ratio) versus Eb/N0. Nesse estudo serão considerados especialmente efeitos de deslocamento Doppler e de multipercursos empregando modelo de Rayleigh para o canal.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Danillo Ono.pdf: 2562799 bytes, checksum: e44e38bb2e4a5c5eef6578aaa17eed58 (MD5) Previous issue date: 2008-06-16 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The main objective of this work is to study and evaluate the reception s conditions of a Digital TV signal, modulated in Brazilian standard and received with the use of an internal and external antenna, to analyze and to study the interferences that affect it. Comparing the conditions for receipt of the theoretical model of Okumura Hata with real data collected in field tests. Field tests are carried out at several points of Sao Paulo city, to collect data that will be analyzed later. It will use a process of RF capturing, where digital signals are stored on a hard-disk and through the use of laboratory equipments, and through the help of softwares such as Matlab and EDX, data are analyzed taking up account of their impulsive response, the amount of multipaths present in the signal and sensibility to the doppler effect. It was chosen Sao Paulo city because it presents very adverse conditions of reception when compared to other cities in the world, due to its large amount of buildings and antennas, which generate many multipaths. The presence of a large amount of old cars and old appliances, generate impulsive noise. Brazil has the second largest fleet of helicopters in the world and also the large amount of aircrafts flying over the skies of the city, affecting the signals with doppler effect. About 90% of the population that attends TV, use some kind of antenna, which does them receive signals affected by these kind of interference. / O objetivo deste trabalho é estudar e avaliar as condições de recepção de um sinal de TV Digital modulado no padrão brasileiro e recebido com o uso de uma antena interna e externa, e analisar e estudar as interferências que afetam o mesmo. Comparar as condições de recepção do modelo teórico de Okumura Hata com dados reais coletados em testes de campo. São realizados testes de campo em determinados pontos da cidade de São Paulo, para coleta de dados, que serão posteriormente analisados. Utilizar-se-á um processo de captura dos sinais, no qual os sinais digitais são gravados em um hard-disk e através do uso de equipamentos de laboratório e com o auxílio de softwares como Matlab e EDX, os dados são analisados levando-se em consideração sua resposta impulsiva, a quantidade de multipercursos presentes no sinal e a sensibilidade ao efeito doppler. Foi escolhida a cidade de São Paulo pois a mesma apresenta condições de recepção muito adversas quando comparada a outras cidades do mundo. Devido a sua ampla quantidade de prédios e antenas, geram-se muitos multipercursos. A presença de inúmeros automóveis e eletrodomésticos antigos contribui com ruído impulsivo. Tem-se a segunda maior frota de helicópteros do mundo, bem como a grande quantidade de aviões que sobrevoam os céus da cidade, afetando os sinais com efeito doppler. Cerca de 90% da população que assiste TV, usa algum tipo de antena, o que ocasiona a recepção de sinais afetados por esses tipos de interferências.

[pt] O crescente interesse na utilização das redes de distribuição de energia elétrica como uma alternativa para o fornecimento de serviços de telecomunicações, tem motivado a pesquisa e o desenvolvimento de sistemas capazes de superar as características hostis deste ambiente como canal de comunicação. Com esta finalidade, este trabalho procura estimar o comportamento da rede PLC através da modelagem da função de transferência do canal, para a faixa de freqüência de 300 kHz a 30 MHz, por meio de um conjunto de parâmetros, os quais podem ser deduzidos da medição da resposta em freqüência. Dois modelos são apresentados para descrever a resposta em freqüência complexa de típicos canais power line, cobrindo todos os efeitos que os caracterizam, tais como o efeito de propagação por multipercursos causado pelas inúmeras reflexões nas junções da rede e o desvanecimento seletivo em freqüência. Os experimentos revelam que estes modelos apresentam todas as características principais da rede PLC podendo representar ferramentas úteis e efetivas na prática, oferecendo a possibilidade de realizar pesquisas para diferentes topologias de rede, a fim de estudar seu impacto no sistema de comunicação pela rede de energia elétrica. Além disso, propõem-se modelos de ajuste da função de transferência do canal a dados empíricos pelo método dos mínimos quadrados. / [en] The crescent interest on the utilization of the low voltage power distribution grid as an alternative to provide services of telecommunication has motivated the systems development able to surpass the hostile characteristics of this environment as a communication channel. Therefore, this work seek to estimate the behavior of PLC network (Power Line Communication) through the modelling of the channel transfer function, to the range of 300 kHz to 30 MHz, by means of a set of parameters, which can be derived from the measure of the frequency response. Two models are presented to describe the complex frequency response of power line channels, covering all effects that define them, for example, the multipaths propagation generated by uncountable reflections on the network connections and selective fading in the frequency. The results of experiments show that these models present the most important characteristics of PLC network, representing useful and effective tools in the practice, offering the possibility to do researches to different network topologies, in order to study the impact of these effects on the PLC system. Moreover, they`re proposed channel transfer function adjustment models through empiric data and the least square method.