[en] SPECTRAL ANALYSIS, SIGNAL DETECTION AND CHANNEL ESTIMATION IN GFDM SYSTEMS

• Main Author: RANDY VERDECIA PENA
• Other Authors: RAIMUNDO SAMPAIO NETO
• Language: pt
• Published: MAXWELL 2019
• Subjects: [pt] ESTIMACAO DE CANAL; [en] CHANNEL ESTIMATION; [pt] COMPLEXIDADE COMPUTACIONAL; [en] COMPLEXITY COMPUTATIONAL; [pt] DESEMPENHO; [en] ACHIEVEMENT; [pt] GFDM VS OFDM; [en] GFDM VS OFDM; [pt] GERACAO DE SINAIS; [en] SIGNAL GENERATION; [pt] MODELO MATRICIAL; [en] MATRIX MODEL; [pt] DETECTOR LINEAR; [en] LINEAR DETECTOR; [pt] DETECTORES COM SUPRESSAO DE INTERFERENCIA; [en] DETECTOR WITH INTERFERENCE SUPPRESSION
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=37837@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=37837@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.37837

[pt] Este trabalho tem como finalidade o estudo das possibilidade do sistema GFDM (Generalized Frequency Division Multiplexing). Para o estudo feito foi apresentado um modelo matricial para representar os sinais gerados no sistema GFDM, a semelhança do modelo de sinal do sistema OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Tal modelo permitiu a obtenção de expressões analíticas para a Densidade Espectral de Potência (DEP, Spectral Power Density) dos sinais e sua comparação com a DEP dos sinais transmitidos em sistemas OFDM. A partir do modelo matricial apresentado são estudados o desempenho de diferentes tipos de equalizadores/detectores lineares clássicos passíveis de utilização neste sistema de comunicações digitais, tais como Zero Forcing, Minimum Mean Square Error e Matched Filter. Além disso o trabalho propõe e analisa o desempenho resultante da aplicação de técnicas de supressão de interferência PIC (Parallel Interference Cancellation) em conjunto com os detectores lineares mencionados e dos detectores LAS (Likelihood Ascent Search) precedidos por equalizadores Matched Filter (MF-LAS). O número de estágios PIC realizados em cada detecção é controlado por uma estratégia de parada baseada na métrica de distância. Diferentes esquemas de detecção MF-LAS em conjunto com PIC são também propostos e examinadas. Finalmente, partindo do modelo matricial desenvolvido neste trabalho é realizada a estimação de canal empregando a estratégia de símbolos pilotos ortogonais. As diferentes estratégias de detecção examinadas para o sistemas GFDM são comparadas em termos de desempenho BER (Bit Error Rate) e da complexidade computacional associada aos respectivos detectores. Comparações entre os sistemas GFDM e OFDM com destaque na complexidade na geração de sinais, eficiência espectral e desempenho estão também incluídos nesta dissertação. === [en] The main goal of the presented work is to study the possibilities of the GFDM system (Generalized Frequency Division Multiplexing). For achieving this purpose, a matrix model is presented which represents the signals generated in the GFDM system, similar to the signal model of the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system. This model allows the obtainment analytical expressions for the Spectral Power Density (DEP) of the signals and their comparison with the DEP of the signals transmitted in OFDM systems. Furthermore, we study the performance of different types of classical linear equalizers/detectors that can be used in the digital communications systems, such as Zero Forcing, Minimum Mean Square Error and Matched Filter. In addition, we propose and analyze the performance resulting from the application of PIC (Parallel Interference Cancellation) interference suppression techniques together with the linear detectors mentioned and LAS (Likelihood Ascent Search) detectors preceded by Matched Filter (MF-LAS) equalizers. The number of PIC stages performed at each detection is controlled by a stop strategy based on the distance metric. Different MF-LAS detection schemes together with PIC are also proposed and examined. Finally, the channel estimation is performing based on the matrix model developed in this work and using orthogonal pilots symbols. The differents strategies of detection examined for GFDM systems are compared in terms of BER performance (Bit Error Rate) and the computational complexity associated with the respective detectors. Comparisons between GFDM and OFDM systems based on criterions as the complexity of the signal generation, spectral efficiency and performance are also included in this dissertation.