On the Optimum Energy Efficiency for Flat-fading Channels with Rate-dependent Circuit Power

This paper investigates the optimum energy efficiency (EE) and the corresponding spectral efficiency (SE) for a communication link operating over a flat-fading channel. The EE is evaluated by the total energy consumption for transmitting per message bit. Three channel cases are considered, namely static channel with channel state information available at transmitter (CSIT), fast-varying (FV) channel with channel distribution information available at transmitter (CDIT), and FV channel with CSIT. A general circuit power model is considered. For all the three channel cases, the tradeoff between the EE and SE is studied. It is shown that the EE improves strictly as the SE increases from 0 to the optimum SE, and then strictly degrades as the SE increases beyond the optimum SE. The impact of {\kappa}, {\rho} and other system parameters on the optimum EE and corresponding SE is investigated to obtain insight.Some of the important and interesting results for all the channel cases include: (1) when {\kappa} increases the SE corresponding to the optimum EE should keep unchanged if {\phi}(R) = R, but reduced if {\phi}(R) is strictly convex of R; (2) when the rate-independent circuit power {\rho} increases, the SE corresponding to the optimum EE has to be increased. A polynomial-complexity algorithm is developed with the bisection method to find the optimum SE. The insight is corroborated and the optimum EE for the three cases are compared by simulation results.Comment: 12 pages, 7 figures, to appear in IEEE Transactions on Communication

Digital Signal Processing for Front-end Non-idealities in Coherent Optical OFDM system

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH

Codificación para corrección de errores con aplicación en sistemas de transmisión y almacenamiento de información

Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2013Trata de una técnica de diseño de códigos de chequeo de paridad de baja densidad ( más conocidas por sigla en ingles como LDPC) y un nuevo algoritmo de post- procesamiento para la reducción del piso de erro

Control de Errores en Sistemas de Comunicaciones Digitales de Alta Velocidad

Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2017En los últimos 10 años, la industria de las comunicaciones ópticas ha migrado hacia esquemas de receptores coherentes utilizando conversores de señal analógica a digital (ADC, del inglés Analog-to-Digital Converter) de alta velocidad. Esto ha permitido la incorporación de códigos correctores de errores con decodificación por decisiones blandas con el objetivo de extender el alcance y la eficiencia espectral de los enlaces disponibles. Los códigos correctores de errores con decodificación por decisiones blandas tales como los turbo códigos y los de chequeo de paridad de baja densidad (LDPC, del inglés Low Density Parity Check), y en especial estos últimos, se han expandido por las más diversas áreas y constituyen en la actualidad el estándar en varias normas, tales como 10GBase-T, DVB-S2, y Mobile WiMax (802.16e). Sin embargo, en comunicaciones ópticas generalmente se los trata como algo ajeno al sistema y por lo tanto en la mayoría de la bibliografía relacionada no se han tenido en cuenta todos los efectos residuales del canal a la entrada del decodificador para evaluar su desempeño. En cambio se utiliza como métrica solo la tasa de error umbral a partir de la cual el esquema de corrección de errores empieza a corregir. Por tal motivo en la presente Tesis se aborda el tema de códigos correctores de errores con decodificación por decisiones blandas aplicados a comunicaciones ópticas coherentes con un enfoque integral. En el presente trabajo se proponen diferentes técnicas para hacer lo más efectivas posibles las transmisiones empleando códigos correctores de errores de gran ganancia frente a problemas específicos de comunicaciones ópticas como son el ruido de fase del láser, las fluctuaciones de frecuencia del láser y las no linealidades de la fibra. Se trabaja también con constelaciones multinivel tales como 16-QAM que permiten obtener una buena eficiencia espectral. Con el fin de abarcar el mayor espacio de soluciones posible, se proponen cuatro esquemas diferentes pero complementarios teniendo en cuenta las condiciones expuestas previamente. Por un lado, se propone el empleo de modulación diferencial debido a su robustez frente a variaciones en la fase y se propone una técnica para disminuir su penalidad. Por otro lado, para esquemas no diferenciales se plantea un algoritmo de compensación de desplazamientos de fase, los cuales son un fenómeno catastrófico presente en los esquemas de estimación de fase utilizados en comunicaciones ópticas. Otra de las propuestas consiste en la utilización de constelaciones híbridas intercaladas temporalmente con el propósito de generar una referencia de fase absoluta que permita evitar el problema de los desplazamientos de fase. Por último, se propone un esquema conjunto de detección y decodificación iterativo que permite realizar la estimación del ruido de fase y las fluctuaciones de frecuencia de manera conjunta con la decodificación demostrando gran robustez. También se presenta en esta Tesis una posible arquitectura de implementación del esquema conjunto iterativo que permite reducir la complejidad del mismo, incorporando una novedosa clase de códigos LDPC denominados espacialmente acoplados. Debido a su estructura estos códigos permiten disminuir la latencia de decodificación y mantener la complejidad del decodificador acotada. Resultados de simulación demuestran la eficacia del sistema propuest

Optical Communication

Optical communication is very much useful in telecommunication systems, data processing and networking. It consists of a transmitter that encodes a message into an optical signal, a channel that carries the signal to its desired destination, and a receiver that reproduces the message from the received optical signal. It presents up to date results on communication systems, along with the explanations of their relevance, from leading researchers in this field. The chapters cover general concepts of optical communication, components, systems, networks, signal processing and MIMO systems. In recent years, optical components and other enhanced signal processing functions are also considered in depth for optical communications systems. The researcher has also concentrated on optical devices, networking, signal processing, and MIMO systems and other enhanced functions for optical communication. This book is targeted at research, development and design engineers from the teams in manufacturing industry, academia and telecommunication industries

5G無線通信における誤り訂正符号化方式の評価に関する研究

早大学位記番号:新8267早稲田大