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Previous issue date: 2015-08-31 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho tem como objetivo apresentar técnicas com complexidade computacional
reduzida para implementação em hardware do modulador de amplitude em quadratura
M-ária (M-ary quadrature amplitude modulation - M-QAM) de elevada ordem, que pode
ser viável para sistemas banda larga. As técnicas propostas abrangem as constelações
M-QAM quadradas e cruzadas (número par e ímpar de bits), a regra de decisão abrupta
(hard decison rule), derivação de constelações M-QAM de baixa ordem das de elevada
ordem. A análise de desempenho em termos de taxa de bits errados (bit error rate - BER)
é realizada quando os símbolos M-QAM são corrompidos por ruído Gaussiano branco
aditivo (additive white Gaussian noise - AWGN) e ruído Gaussiano impulsivo aditivo
(additive impulsive Gaussian noise - AIGN). Os resultados de desempenho da taxa de bits
errados mostram que a perda de desempenho das técnicas propostas é, em média, inferior
a 1 dB, o que é um resultado surpreendente. Além disso, a implementação das técnicas
propostas em arranjo de portas programáveis em campo (field programmable gate array -
FPGA) é descrita e analisada. Os resultados obtidos com as implementações em dispositivo
FPGA mostram que as técnicas propostas podem reduzir consideravelmente a utilização
de recursos de hardware se comparadas com as técnicas presentes na literatura. Uma
melhoria notável em termos de redução da utilização de recursos de hardware é conseguida
através da utilização da técnica de modulação M-QAM genérica em comparação com a
técnica de regra de decisão heurística (heuristic decision rule - HDR) aprimorada e uma
técnica previamente concebida, a tÃ
c cnica HDR. Com base nas análises apresentadas,
a técnica HDR aprimorada é menos complexa do que a técnica HDR. Finalmente, os
resultados numéricos mostram que a técnica de modulação M-QAM genérica pode ser
oito vezes mais rápida do que as outras duas técnicas apresentadas, quando um grande
número de símbolos M-QAM (p. ex., > 1000) são transmitidos consecutivamente. / This work aims at introducing techniques with reduced computational complexity for
hardware implementation of high order M-ary quadrature amplitude modulation (MQAM)
which may be feasible for broadband communication systems. The proposed
techniques cover both square and cross M-QAM constellations (even and odd number
of bits), hard decision rule, derivation of low-order M-QAM constellations from high
order ones. Performance analyses, in terms of bit error rate (BER) is carried out when
the M-QAM symbols are corrupted by either additive white Gaussian noise (AWGN) or
additive impulsive Gaussian noise (AIGN). The bit error rate performance results show
that the performance loss of the proposed techniques is, on average, less than 1 dB, which
is a remarkable result. Additionally, the implementation of the proposed techniques in
field programmable gate array (FPGA) device is described and outlined. The results based
on FPGA show that the proposed techniques can considerably reduce hardware resource
utilization. A remarkable improvement in terms of hardware resource utilization reduction
is achieved by using the generic M-QAM technique in comparison with the enhanced
heuristic decision rule (HDR) technique and a previously designed technique, the HDR
technique. Based on the analyses performed, the enhanced HDR technique is less complex
than the HDR technique. Finally, the numerical results show that the generic M-QAM
technique can be eight times faster than the other two techniques when a large number of
M-QAM symbols (e.g., > 1000) are consecutively transmitted.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/1555 |
| Date | 31 August 2015 |
| Creators | Fernandes, Diogo |
| Contributors | Ribeiro, Moises Vidal, Guimarães, Dayan Adionel, Andrade Filho, Luciano Manhães, Finamore, Weiler Alves |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, UFJF, Brasil, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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