[pt] IoT refere-se a um sistema de dispositivos de computação inter-relacionados
que visa transferir dados através de uma rede sem exigir interação humanohumano
ou humano-para-computador. Esses sistemas de comunicação modernos,
exigem restrições de baixo consumo de energia e baixa complexidade
no receptor. Nesse sentido, o conversor analógico-digital representa
um gargalo para o desenvolvimento das aplicações dessas novas tecnologias,
pois apresenta alto consumo de energia devido à sua alta resolução. A pesquisa
realizada em relação aos conversores analógico-digitais com quantização
grosseira mostrou que esses dispositivos são promissores para o projeto
de futuros sistemas de comunicação. Para equilibrar a perda de informações,
devido à quantização grosseira, a resolução no tempo é aumentada através
da superamostragem. Esta tese considera um sistema com quantização de
1 bit e superamostragem no receptor com um canal de downlink MIMO
multiusuário com banda ilimitada e apresenta, como principal contribuição,
a nova modulação de cruzamento de zeros que implica que a informação
é transmitida no instante de tempo zero-crossings. Este método é usado
para a pré-codificação temporal através da otimização do design da forma
de onda para dois pré-codificadores diferentes, a maximização temporal da
distância mínima até o limiar de decisão com forçamento a zero espacial e
a pré-codificação MMSE no espácio-temporal. Os resultados da simulação
mostram que a abordagem de cruzamento de zeros proposta supera o estado
da arte em termos da taxa de erro de bits para os dois pré-codificadores
estudados. Além disso, essa nova modulação reduz a complexidade computacional,
permite dispositivos de complexidade muito baixa e economiza
recursos de banda em comparação com o método mais avançado. Análises
adicionais mostram que a abordagem do cruzamento de zeros é benéfica em
comparação com o método mais avançado em termos de maior distância
mínima até o limiar de decisão e menor MSE para sistemas com limitações
de banda. Além disso, foi desenvolvido um esquema de mapeamento de bits
para modulação de cruzamento por zero, semelhante à codificação de Gray
para reduzir ainda mais a taxa de erro de bits. / [en] The IoT refers to a system of interrelated computing devises which aims to
transfer data over a network without requiring human-to-human or humanto-
computer interaction. This Modern communication systems demand restrictions
of low energy consumption and low complexity in the receiver. In
this sense, the analog-to-digital converter represents a bottleneck for the
development of the applications of these new technologies since it has a
high energy consumption due to its high resolution. The research carried
out concerning to the analog-to-digital converters with coarse quantization
has shown that such devices are promising for the design of future communication
systems. To balance the loss of information, due to the coarse
quantization, the resolution in time is increased through oversampling. This
thesis considers a system with 1-bit quantization and oversampling at the
receiver with a bandlimited multiuser MIMO downlink channel and introduces,
as the main contribution, the novel zero-crossing modulation which
implies that the information is conveyed within the time instant of the
zero-crossings. This method is used for the temporal precoding through the
waveform design optimization for two different precoders, the temporal maximization
of the minimum distance to the decision threshold with spatial
zero forcing and the space-time MMSE precoding. The simulation results
show that the proposed zero-crossing approach outperforms the state-of-theart
in terms of the bit error rate for both precoders studied. In addition,
this novel modulation reduces the computational complexity, allows very low
complexity devices and saves band resources in comparison to the state-ofthe-
art method. Additional analyses show that the zero-crossing approach
is beneficial in comparison to the state-of-the-art method in terms of greater
minimum distance to the decision threshold and lower MSE for systems
with band limitations. Moreover, it was devised a bit-mapping scheme for
zero-crossing modulation, similar to Gray-coding to further reduce the bit
error rate.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:49362 |
| Date | 10 September 2020 |
| Contributors | LUKAS TOBIAS NEPOMUK LANDAU, LUKAS TOBIAS NEPOMUK LANDAU |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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