Power allocation, bit loading and sub-carrier bandwidth sizing for OFDM-based cognitive radio

The function of the Radio Resource Management module of a Cognitive Radio (CR) system is to evaluate the available resources and assign them to meet the Quality of Service (QoS) objectives of the Secondary User (SU), within some constraints on factors which limit the performance of the Primary User (PU). While interference mitigation to the PU spectral band from the SU's transmission has received a lot of attention in recent literature; the novelty of our work is in considering a more realistic and effective approach of dividing the PU into sub-bands, and ensuring that the interference to each of them is below a specified threshold. With this objective, and within a power budget, we execute the tasks of power allocation, bit loading and sizing the sub-carrier bandwidth for an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)-based SU. After extensively analyzing the solution form of the optimization problems posed for the resource allocation, we suggest iterative algorithms to meet the aforementioned objectives. The algorithm for sub-carrier bandwidth sizing is novel, and not previously presented in literature. A multiple SU scenario is also considered, which entails assigning sub-carriers to the users, besides the resource allocation. Simulation results are provided, for both single and multi-user cases, which indicate the effectiveness of the proposed algorithms in a CR environment

Adaptive loading algorithms for optical OFDM transmission systems

Desarrollo de algoritmos adaptativos para la transmision de se?ales OFDM por fibra optica a nivel de asignacion de bits por portadora (bit loading) y de potencia por portadora (power loading) y tambien combinaciones de ambos. Simulacion y test de los sistemas en software profesional (VPI)

Μελέτη των Χαρακτηριστικών και των Επίδοσεων των Πλαστικών Οπτικών Ινών

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την αξιολόγηση της μετάδοσης κυρίως σε πλαστικές οπτικές ίνες χρησιμοποιώντας την τεχνική διαμόρφωσης Discrete Multitone Modulation (DMT). Στην εισαγωγή της εργασίας παρουσιάζονται ο τρόπος λειτουργίας των οπτικών ινών γενικά, οι κατηγορίες στις οποίες χωρίζονται ανάλογα με τον τρόπο μετάδοσης και το υλικό κατασκευής τους και κάποια βασικά χαρακτηριστικά τους. Στο δεύτερο μέρος καταγράφονται οι χαρακτηριστικές παράμετροι που επηρεάζουν τη μετάδοση σε πλαστικές ίνες βηματικού δείκτη διάθλασης, οι τιμές που μπορούν να λάβουν και τα αποτελέσματα που έχουν στη μετάδοση του καναλιού, σύμφωνα με δημοσιευμένες ερευνητικές εργασίες. Επιπλέον παρουσιάζονται τα αποτελέσματα προσομοίωσης μιας από τις παραμέτρους με τη βοήθεια του Matlab. Το τρίτο μέρος περιλαμβάνει μια καταγραφή των ρυθμών που έχουν επιτευχθεί στις πλαστικές ίνες GIPOF (Graded Index Plastic Optical Fiber) και SIPOF (Step Index Plastic Optical Fiber) χρησιμοποιώντας την τεχνική DMT. Το τελευταίο κομμάτι της εργασίας αφορά την προσομοίωση της μετάδοσης σε μια πλαστική ίνα SIPOF με τη βοήθεια του Matlab, ενώ παρουσιάζονται και τα αποτελέσματα πειραμάτων όσον αφορά τον ρυθμό μετάδοσης που επιτυγχάνεται με διαφορετικές τιμές μεταβλητών που μπορεί να τον επηρεάζουν.In this Master Thesis, the efficiency of the transmission of light mostly through plastic optical fibers is studied, using the Discrete Multitone Modulation (DMT) technique. The basic functionality of optical fibers is presented in the introduction of the text, as well as the categories they are divided into, depending on their characteristics and the material they are made of. In the second part, the parameters that affect the transmission through step index plastic optical fibers are recorded, the range in which they may lie and the effects these parameters have upon transmission, based on research performed and published in papers. Moreover some simulation results are presented concerning one of the parameters using Matlab. The third part includes a listing of the rates achieved in Graded Index Plastic Optical Fibers (GI-POF) and Step Index Plastic Optical Fibers (SI-POF) with DMT technique. The last part of this Master Thesis contains a simulation in Matlab of a transmission in a SIPOF applying DMT, where the effects of several parameters on the transmission are investigated

Déploiement de réseaux optiques d'accès NGPON dans des métropoles de pays en développement : proposition de nouvelles techniques d'implémentation de l'OFDM

The rapid development of multimedia services and applications such as broadband Internet, 3G, LTE, has led customers to force operators to increase throughput of all network segments, including the access network. Solutions using optical fiber tend to gradually replace cable based-copper or coaxial communications to ensure larger transfer capacity. The optical fiber is a very attractive medium because its linear attenuation is very low and its bandwidth very high. However, the chromatic dispersion of the fiber associated with the chirp of the optical sources limit the rise in flowrate in future optical access networks (beyond rates of 10 Gb/s) NG-PON (Next Generation Passive Optical Network). In this context, modulation formats with higher spectral efficiency than NRZ-OOK could be selected. OFDM is a solution to increase the spectral efficiency, while ensuring a better performance and high robustness against frequency selective channel such as fiber optics. In this thesis, we proposed a new OFDM techniques implementation for NG-PON and evaluated their performance in an IM/DD channel. We showed by simulations system of a realistic optical channel, that New DCO, New INC-ACO and DC-ACO OFDM techniques are able to increase the limited transmission distances imposed by the NRZ-OOK modulation with the use of low-cost components. Thus, we showed that using the “Minimization and E-Tight (MET)”or the Levin-Campello algorithm, the New DCO and DC-ACO techniques permit to achieve data rates of 10 Gb/s with a split ratio of 1 × 64 over a distance of 70 km with New DCO and 55 km for DC-ACO. Then we conclude that the New AMOFDM approach is a good choice for the deployment of optical access networks in metropolitan cities of developing countries.L’évolution rapide des services et applications multimédias (Internet haut débit, 3G, LTE) a entrainé un besoin chez les clients qui contraint les opérateurs à augmenter le débit de tous les segments du réseau, y compris le réseau d’accès. Les solutions utilisant la fibre optique tendent à remplacer progressivement les liaisons câblées (cuivre ou coaxial) afin de garantir des capacités de transfert plus importantes. La fibre optique est un medium très attractif car son atténuation linéique est très faible et sa bande passante importante. Cependant la dispersion chromatique de la fibre associée au chirp des sources optiques limite la montée en débit dans les futurs réseaux d’accès optiques (débits au-delà de 10 Gb/s) NG-PON (Next Generation Passive Optical Network). Dans ce contexte, des formats de modulation à efficacité spectrale meilleure que le NRZ pourraient être retenus. L’OFDM est une solution pour accroître l’efficacité spectrale, tout en garantissant une meilleure performance et une grande robustesse face aux canaux sélectifs en fréquence comme la fibre optique. Dans ce travail de thèse, nous avons proposé de nouvelles techniques d’implémentation de l’OFDM pour le NG-PON et évalué leurs performances dans un canal IM/DD. Nous avons montré par des simulations système dans un canal optique réaliste, que les techniques New DCO, New INC-ACO et DC-ACO sont capables d’augmenter les limitations de distances de transmission imposées par la modulation NRZ-OOK (Non-Return to Zero On-Off Keying) avec l’utilisation de composants bas coût. Ainsi, nous avons montré qu’avec les méthodes «MET (Minimization E-Tight)» et Levin-Campello, les techniques New DCO et DC-ACO permettent de réaliser des débits de 10 Gb/s sur une distance de 70 km en New DCO et 55 km en DC-ACO avec un taux de partage de 1×64. Cela permet d’affirmer que l’approche New AMOFDM serait un bon candidat pour le déploiement de réseaux d’accès optiques dans les métropoles de pays en développement