Impulsive Noise Evaluation on PLC-VLC based on DCO-OFDM

Abstract: Power line communications (PLC) and visible light communications (VLC) are two emerging communication technologies which have several similarities. Among them, the advantage related to cost effectiveness is considered as strong research motivation. These two technologies are also characterized by the fact that each one of them barely form a complete communication system without the need of other supporting technologies. In this paper, based on the positive aspect of VLC technology, we exploit the Hermitian symmetry to design an hybrid system combining PLC and VLC technologies using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). A DC biased optical OFDM (DCOOFDM), employed in VLC, is investigated when combined with PSK-OFDM (used in PLC). In the hybrid PLC-VLC system proposed in this paper, we exploit the inherent clipping feature of DCO-OFDM to combat impulsive noise found in the PLC channel, where the optimal combination of the DC bias level for optical communication, DC and impulse noise clipping threshold, Tc are investigated through simulations. We also exploit the fact that both DCO-OFDM and PSKOFDM employ the FFT, to simplify the system

Doubly Orthogonal Wavelet Packets for Multi-Users Indoor Visible Light Communication Systems

Visible Light Communication (VLC) is a data communication technology that modulates the intensity of the light to transmit the information mostly by means of Light Emitting Diodes (LEDs). The data rate is mainly throttled by the limited bandwidth of the LEDs. To combat, Multi-carrier Code Division Multiple Access (MC-CDMA) is a favorable technique for achieving higher data rates along with reduced Inter-Symbol Interference (ISI) and easy access to multi-users at the cost of slightly reduced compromised spectral efficiency and Multiple Access Interference (MAI). In this article, a multi-user VLC system is designed using a Discrete Wavelet Transform (DWT) that eradicates the use of cyclic prefix due to the good orthogonality and time-frequency localization properties of wavelets. Moreover, the design also comprises suitable signature codes, which are generated by employing double orthogonality depending upon Walsh codes and Wavelet Packets. The proposed multi-user system is simulated in MATLAB software and its overall performance is assessed using line-of-sight (LoS) and non-line-of-sight (NLoS) configurations. Furthermore, two sub-optimum multi-users detection schemes such as zero forcing (ZF) and minimum-mean-square-error (MMSE) are also used at the receiver. The simulated results illustrate that the doubly orthogonal signature waveform-based DWT-MC-CDMA with MMSE detection scheme outperforms the Walsh code-based multi-user system

Diseño de estrategias de sincronización y estimación de canal para la mejora de comunicaciones en redes inteligentes de energía

La presente tesis contribuye en el desarrollo de estrategias eficientes de sincronización y estimación de canal para sistemas de comunicaciones por la red eléctrica (Power-Line Communications – PLC), que utilizan modulación multiportadora por división de frecuencias ortogonales (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – OFDM). El principal objetivo es disminuir la complejidad asociada respecto a variantes existentes en la literatura, y a su vez mantener un desempeño competitivo. Para ello, se realiza el diseño de un símbolo piloto construido a partir de pares de secuencias complementarias y se definen algoritmos de sincronización y estimación de canal. Se analizan las técnicas de sincronización gruesa por Autocorrelación (AC) y Correlación Cruzada (CC) en sistemas PLC, y se define un algoritmo de sincronización fina y estimación de canal a partir de la reutilización de la CC. La propuesta se evalúa por simulaciones estudiando el efecto en cada etapa de: el canal PLC, el ruido de fondo coloreado y las diversas fuentes de ruido impulsivo. Adicionalmente, se determina la degradación en el desempeño de cada etapa y se proponen soluciones en un escenario con restricción en la cantidad de subportadoras habilitadas para la transmisión del símbolo piloto, al aplicar una máscara espectral de compatibilidad electromagnética.Universidad Nacional de La PlataUniversidad de Alcal

Técnicas de diversidad para sistemas de DVB de última generación.

Hoy en día los sistemas de comunicaciones tienen un rendimiento cercano a los límites teóricos expuestos por Claude Shannon. Esto se debe principalmente al estado de madurez de las tecnologías que emplean. Como claros ejemplos se podrían tomar estándares de la familia 802.11 (a,b,g,n), 802.16 (WiMax) o los de telefonía móvil (UMTS). Aumentar la tasa de datos en este tipo de sistemas (limitados en banda y complejidad) se convierte en un gran desafío. Pero este aumento es una necesidad real, dado que cada vez los hábitos de consumo de los usuarios se hacen más exigentes. Lejos queda el tiempo en el que las redes móviles tenían que lidiar únicamente con llamadas de voz y SMS, con la llegada de los smartphones y otros dispositivos cambiaron por completo el escenario y la demanda de capacidad por parte del usuario no hace más que aumentar. Esto también es aplicable a los sistemas tradicionales de difusión; televisión digital de alta definición (HDTV), servicios interactivos… requieren una capacidad mucho más alta que la que podía ofrecer la primera generación de televisión digital. El desarrollo de la segunda generación de televisión digital terrestre (DVB-T2) y la disponibilidad de frecuencias libres en la banda USHF tras el apagón analógico en Europa propiciaron a los operadores de televisión poder ofrecer nuevos servicios con la planificación de red del momento como pudieran ser televisión de alta definición y servicios de datos (navegación por la red, banking, etc.). Por este motivo DVB-T2 se concibió para tener una capacidad mayor que la de su predecesor DVB-T, consiguiendo un incremento de hasta un 70%. También DVB-NGH se desarrolló para dar servicio a sistemas portables y móviles superando con creces en capacidad y robustez a su predecesor DVB-H. En los dos estándares citados una de las características claves para conseguir este aumento de prestaciones es la diversidad; tiempo, frecuencia y espacio proporcionan los grados de libertad necesarios para poder aprovechar los recursos que los canales inalámbricos pueden ofrecer. En esta tesis doctoral el estudio del uso de la diversidad será la piedra angular, sus bondades e inconvenientes y cómo reducir estos últimos. Los principales puntos de interés que se desarrollan en la tesis son los siguientes: Estudio de los antecedentes de diversidad en estándares de la familia DVB: Constelaciones Rotadas. Principales beneficios e inconvenientes, implementación en DVB-T2 y contribuciones para la reducción de la complejidad inherente a su adopción. Estudio de técnicas MIMO propuestas para DVB-NGH: Principales ventajas e inconvenientes. Contribuciones para la reducción de complejidad asociada a esquemas de codificación MIMO. La tesis se divide en los siguientes capítulos: En el primero se realizará una introducción a la problemática abordada así como se expondrán la motivación y metodología adoptada. En el capítulo 2 se lleva a cabo un estudio del estado del arte de los principales estándares de la familia del Proyecto DVB. El capítulo 3 presenta un estudio en profundidad del precedente de diversidad más cercano, Constelaciones Rotadas de DVB-T2. Se presentarán los principios teóricos, su implementación y se estudiará la mejora en rendimiento que puede ofrecer para el sistema. Por último se proponen diversas técnicas para reducir la complejidad hardware que acarrea el uso de esta técnica. El capítulo 4 se centra en el estudio teórico de los sistemas MIMO, como justificación de su incorporación a DVB-NGH. En el capítulo 5 se estudian las técnicas de codificación MIMO propuestas para DVB-NGH, comparando la capacidad que cada una de ellas es capaz de proporcionar, concluyendo que eSM es la técnica más idónea debido a su rendimiento y relativa baja complejidad a la hora de llevar a cabo el proceso de detección. Finalmente se propone un método de reducción de la complejidad introducida por el uso de eSM y se propone un nuevo esquema basado en éste para sistemas SISO (eTFM). El capítulo 6 contiene las principales conclusiones que se pueden extraer de todo el trabajo expuesto anteriormente así como las posibles líneas futuras de investigación