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Previous issue date: 2011-09-12 === A presente dissertação versa sobre técnicas de baixo custo para detecção, modulação e demodulação de constelações M-QAM (quadrature amplitude modulation) de ordem elevada, ou seja, M = 2n, n = {2,3, · · · ,16}. Al´em disso, s˜ao propostas constelações alternativas para M-QAM, M = 22n, n = {1,2, · · · ,8}, que buscam minimizar a PAPR (peak to average power ratio) quando um sistema OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) ´e utilizado para a transmissão de dados. Uma implementação, de baixo
custo e em dispositivo FPGA (field programmable gate array), de um esquema de modulação constante e adaptativa para sistemas OFDM, quando a modulação é MQAM, M = 22n, n = {1,2, · · · ,8}, é descrita e analisada. O desempenho das técnicas de detecção propostas é avaliado através de simulações
computacionais quando o ruído é AWGN (additive white Gaussian noise) e AIGN (additive impulsive Gaussian noise). Os resultados em termos de BER × Eb/N0 indicam que as perdas de desempenho geradas com as técnicas propostas não são significativas e, portanto, tais técnicas são candidatas adequadas para a implementação de um sistema OFDM com elevada eficiência espectral. Os resultados computacionais revelam ainda que as propostas alternativas para constelações M-QAM reduzem a PAPR, mas, em contrapartida, degradam consideravelmente a BER. Finalmente, a análise da complexidade computacional das técnicas de detecção e demodulação, as quais foram implementadas em dispositivo FPGA, indica que há uma redução do custo computacional, ou seja, redução do uso de recursos de hardware do dispositivo FPGA quando tais técnicas são implementadas para a demodulação e detecção de símbolos M-QAM de ordem elevada. === This dissertation deals with low-cost techniques for detection, modulation and demodulation of high order M-QAM (quadrature amplitude modulation) constellations, i.e., M = 2n, n = {2,3, · · · ,16}. In addition, alternative constellations are proposed to M-QAM, M = 22n, n = {1,2, · · · ,8}, which seek to minimize the PAPR (peak to average power ratio) when an OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) system
is used for data transmission. A low-cost implementation using a FPGA (field programmable gate array) device of a modulation scheme for constant and adaptive OFDM systems when the modulation is M-QAM, M = 22n, n = {1,2, · · · ,8}, is described and analyzed. The performance of the proposed detection techniques is evaluated through computer simulations when the noise is AWGN (additive white Gaussian noise) and AIGN (additive impulsive Gaussian noise). The results in terms of BER × Eb/N0 indicate
that the performance losses generated by the proposed techniques are not significant and, therefore, such techniques are appropriate candidates for the implementation of an OFDM system with high spectral efficiency. The computational results reveal that the alternative proposals for M-QAM constellations reduce the PAPR, but, considerably degrade the BER. Finally, the analysis of computational complexity of detection and demodulation techniques, which were implemented in a FPGA device, indicates that
there is a computational cost reduction, i.e., a reduction of resource usage of hardware device such as FPGA when these techniques are implemented for the demodulation and detection of high-order M-QAM symbols.
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