Filtros digitais para a separação de subbandas em sistemas PLC baseados em clustered-OFDM

• Main Author: Schettino, Hugo Viveiros
• Other Authors: Ribeiro, Moisés Vidal
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Juiz de Fora 2016
• Subjects: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Power line communication; Sistemas elétricos de potência; Clustered orthogonal frequency division multiplexing; Filtro digital; Análise de desempenho; Electric power systems; Clustered orthogonal frequency division multiplexing; Digital filter; Performance analysis
• Online Access: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1768

Submitted by Renata Lopes ([e-mail]) on 2016-06-07T14:12:32Z No. of bitstreams: 1 hugoviveirosschettino.pdf: 1159424 bytes, checksum: 924405f3d1d2d0ad229acb0e08e88be9 (MD5) === Approved for entry into archive by Adriana Oliveira ([e-mail]) on 2016-07-13T13:15:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 hugoviveirosschettino.pdf: 1159424 bytes, checksum: 924405f3d1d2d0ad229acb0e08e88be9 (MD5) === Made available in DSpace on 2016-07-13T13:15:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 hugoviveirosschettino.pdf: 1159424 bytes, checksum: 924405f3d1d2d0ad229acb0e08e88be9 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 === Este trabalho investiga o uso de filtros digitais de resposta ao impulso finita (finite impulse response - FIR) e de resposta ao impulso infinita (infinite impulse response - IIR) para separar os sinais dos clusters de esquemas de multiplexação por divisão de frequência ortogonal clusterizado (clustered orthogonal frequency division multiplexing - clustered-OFDM), aplicado à sistema de comunicação via rede elétrica (power line communication - PLC). Nesse contexto, introduz-se uma formulação para explicitar a influência do filtro digital no esquema clustered- OFDM. A partir dessa formulação, uma equação que quantifica a vazão em função do uso dos filtros digitais, a qual leva em consideração a relação sinal ruído multicanal, a especificação do filtro e, principalmente, o comprimento dele, é apresentada. Através de simulações computacionais, analisa-se o desempenho do esquema sujeito a um conjunto de filtros digitais previamente selecionados, considerando três cenários: canal corrompido pelo ruído aditivo, gaussiano e branco (additive white Gaussian noise - AWGN), canal PLC indoor corrompido ruído (medido numa residência localizada na cidade de Juiz de Fora, MG) e canal PLC outdoor corrompido pelo ruído (medido numa rede de distribuição de energia elétrica de baixa tensão na cidade de Juiz de Fora, MG). De acordo com os resultados computacionais, dentre os filtros digitais analisados, os filtros digitais Chebychev tipo II, FIR interpolado (interpolated FIR - IFIR) e FIR de fase mínima e equiripple são, de maneira geral, os filtros digitais que proporcionam os melhores benefícios (maior vazão e menor complexidade computacional). Considerando-se a influência da precisão finita nesses três filtros digitais, conclui-se que o filtro digital IIR Chebychev tipo II quantizado proporciona a menor perda de vazão e, portanto, é um filtro bastante adequado para esquemas clustered-OFDM. === This work investigates the use of finite impulse response (FIR) and infinite impulse response (IIR) digital filters to separate the signals belonging distinct clusters in a clustered orthogonal frequency division multiplexing (clustered-OFDM) scheme, when it is applied to power line communication (PLC) system. In this context, we introduce a formulation to take into account the choice of the digital filter for the clustered-OFDM scheme. Based on this formulation, an equation that quantifies the data-rate as a function ofmultichannel signal noise ratio, digital filter design specification and length of the digital filter is presented. Performance analyses based on a previously selected set of digital filters over three scenarios, channel corrupted by additivewhite Gaussian noise (AWGN), indoor PLC channel corrupted by the noise (measured in a residence located in Juiz de Fora city, MG) and outdoor PLC corrupted by the noise (measured in a low voltage distribution network in Juiz de Fora city, MG), are presented. According to numerical results, Chebychev type II, interpolated FIR (IFIR) and equiripple minimum phase FIR digital filters offers the best benefits in terms of less data-rate loss and computer complexity reduction. Considering the influence of the finite precision in these three digital filters, simulation results shows that the quantized Chebychev type II IIR digital filter attains the smallest data-rate loss and, as a consequence, it a very appropriate digital filter for clustered-OFDM schemes.