Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this master s thesis, a wireless communication scheme with a single transmit and single receive antenna, SISO case, with use of the OFDM multicarrier technique and application of LDPC coding was considered. It is well known that one of the biggest challenge related to OFDM system refers to the reduction of the peak-to-average power ratio (PAPR) factor. Thus this master s thesis proposes the use of 16-APSK and 16-QAM modulations by aiming to mitigate the PAPR factor. It is also considered the use of LDPC codes to evaluate the performance of bit error rate (BER) versus signal-to-noise ratio (SNR) performance for the 16-QAM, A16- QAM and 16-APSK constellations. The LDPC codes were adopted since they are one of the most effective methods of channel coding presented in the literature. Monte Carlo simulations were performed in AWGN and Rayleigh fading channels in order to evaluate the system performance in terms of BER × SNR and the PAPR factor analysis from the perspective of CCDF curves. Results reveal that with the use of LDPC codes associated with the use of 16-APSK constellations in multicarrier systems promotes BER performance gain and also reduction of the PAPR factor. / Nesta dissertação foi considerado um esquema de comunicação sem fio, com uma antena transmissora e uma antena receptora, caso SISO, com uso da técnica multiportadora OFDM e aplicação de codificação LDPC. Sabe-se que um dos maiores desafios na utilização do sistema OFDM refere-se à redução do fator razão de potência de pico e potência média (PAPR). Assim, nesta dissertação de mestrado propõe-se o emprego de modulações 16-APSK e A16-QAM com intuito de mitigar esse fator. Considera-se também o emprego de códigos LDPC para melhorar o desempenho de taxa de erro de bit (BER) versus razão sinal-ruído (SNR) para as constelações 16-QAM, A16-QAM e 16-APSK. Os códigos LDPC foram adotados por serem um dos mais eficazes métodos de codificação de canal apresentados na literatura. Foram realizadas simulações do tipo Monte Carlo em canais AWGN e com desvanecimento do tipo Rayleigh para se avaliar o desempenho do sistema em termos de curvas de BER × SNR e o fator PAPR sob a perspectiva de curvas de CCDF. Os resultados revelam que o emprego de códigos LDPC associados ao uso de constelacões 16-APSK em sistemas multiportadora promovem ganhos na taxa de erros e redução no fator PAPR.

A modelagem computacional tem se tornado uma poderosa ferramenta utilizada mundialmente em pesquisas sobre sistemas de comunicação móvel. Em tais sistemas, a modelagem do canal é fator indispensável, pois as características de mobilidade e propagação presentes nesse tipo de sistema são responsáveis por distorções ocorridas sobre o sinal transmitido. O presente trabalho reúne os principais modelos matemáticos e computacionais de canal de comunicação móvel. Realiza-se uma abordagem histórica sobre o assunto, apresentado a natureza do problema do desvanecimento e a forma como foi modelado inicialmente. Por outro lado, apresentam-se modelos recentes, considerados eficazes do ponto de vista matemático e eficientes do ponto de vista computacional. O trabalho traz como contribuição a proposta de um novo modelo de canal com desvanecimento. Os modelos apresentados foram analisados do ponto de vista matemático por meio de suas propriedades estatísticas. Do ponto de vista numérico e computacional a análise se deu por meio de simulações. A principal conclusão obtida mostra que dois modelos com filtragem no domínio da freqüência, sendo um deles o novo modelo proposto, são os mais indicados para simular formas de onda que representem um canal com desvanecimento Rayleigh. Este trabalho tem a pretensão de ser útil para pesquisadores atuantes na área de modelagem e simulação de sistemas atuais de comunicação móvel. / Computational modelling is a powerful and widely used tool for research in mobile communication systems. In such systems, the communication channel modelling is an indispensable factor, because its mobility and propagation characteristics can cause distortion over the transmitted waveform. This work contains the main mathematical and computing communication channel models. A historical cover is provided, which presents the nature of the problem and the initial modelling of the fading phenomenon. On the other hand, recent models are presented, which are mathematically effective and computationally efficient. One contribution of this work is the proposal of a new fading channel computational model, which was suitably tested and validated. The presented models were mathematically analyzed through its statistical properties. From numerical and computational point of view, the models were analyzed through several simulations. The main conclusion, from analytical and simulated results, shows that two models using frequency filtering are the best choice for the generation of multiple uncorrelated Rayleigh fading waveforms, where one of them is the new proposed model. This work can help mobile communications researchers to suitably model the communication channel in a computer simulation.

A modelagem computacional tem se tornado uma poderosa ferramenta utilizada mundialmente em pesquisas sobre sistemas de comunicação móvel. Em tais sistemas, a modelagem do canal é fator indispensável, pois as características de mobilidade e propagação presentes nesse tipo de sistema são responsáveis por distorções ocorridas sobre o sinal transmitido. O presente trabalho reúne os principais modelos matemáticos e computacionais de canal de comunicação móvel. Realiza-se uma abordagem histórica sobre o assunto, apresentado a natureza do problema do desvanecimento e a forma como foi modelado inicialmente. Por outro lado, apresentam-se modelos recentes, considerados eficazes do ponto de vista matemático e eficientes do ponto de vista computacional. O trabalho traz como contribuição a proposta de um novo modelo de canal com desvanecimento. Os modelos apresentados foram analisados do ponto de vista matemático por meio de suas propriedades estatísticas. Do ponto de vista numérico e computacional a análise se deu por meio de simulações. A principal conclusão obtida mostra que dois modelos com filtragem no domínio da freqüência, sendo um deles o novo modelo proposto, são os mais indicados para simular formas de onda que representem um canal com desvanecimento Rayleigh. Este trabalho tem a pretensão de ser útil para pesquisadores atuantes na área de modelagem e simulação de sistemas atuais de comunicação móvel. / Computational modelling is a powerful and widely used tool for research in mobile communication systems. In such systems, the communication channel modelling is an indispensable factor, because its mobility and propagation characteristics can cause distortion over the transmitted waveform. This work contains the main mathematical and computing communication channel models. A historical cover is provided, which presents the nature of the problem and the initial modelling of the fading phenomenon. On the other hand, recent models are presented, which are mathematically effective and computationally efficient. One contribution of this work is the proposal of a new fading channel computational model, which was suitably tested and validated. The presented models were mathematically analyzed through its statistical properties. From numerical and computational point of view, the models were analyzed through several simulations. The main conclusion, from analytical and simulated results, shows that two models using frequency filtering are the best choice for the generation of multiple uncorrelated Rayleigh fading waveforms, where one of them is the new proposed model. This work can help mobile communications researchers to suitably model the communication channel in a computer simulation.