Sequências perfeitas para sistemas de comunicação com acesso múltiplo por divisão de código

Pereira, João da Silva

http://hdl.handle.net/10400.8/754

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Tese de Doutoramento de Joao Pereira 2012.pdf		7.84 MB	Adobe PDF	Download

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Pereira, João da Silva

Abstract(s)

Uma sequência perfeita é identificada quando a sua função de autocorrelação periódica é igual a um impulso unitário de Dirac ou quando todos os valores desfasados de autocorrelação são iguais a zero. No design de sequências perfeitas, a dificuldade é conseguir sequências em quantidade suficiente com baixos valores de correlação cruzada. Nesta tese, são propostos novos métodos de construção de grandes conjuntos de sequências perfeitas derivadas de uma transformada discreta e inversa de Fourier (IDFT). Cada novo conjunto de sequências de autocorrelação periódica perfeita tem um valor máximo absoluto de correlação cruzada periódica (MaxCC) estritamente inferior ao pico máximo da autocorrelação (igual ao comprimento N das sequências).Todos os valores MaxCC encontrados são iguais ou muito próximos do limite inferior teórico “raiz quadrada de N”. Não obstante, alguns dos novos conjuntos de sequências perfeitas são ortogonais e também possuem valores MaxCC baixos. Além disso, novos métodos foram sugeridos e permitiram criar ótimos conjuntos de novos códigos bipolares derivados de sequências perfeitas ortogonais e bidimensionais. É do conhecimento geral o quanto é difícil encontrar valores determinísticos tal como o MaxCC para sequências perfeitas ou mesmo para outras famílias de códigos. Este documento fornece um conjunto de novas propriedades sobre sequências perfeitas e demonstrações matemáticas que permitem determinar alguns MaxCC. Adicionalmente, foram encontrados novos limites superiores de probabilidade de erro em função do valor máximo absoluto de correlação cruzada aperiódica. Da mesma forma, a probabilidade de erro foi reescrita com base no rácio de potência de contraste da família de códigos selecionada para um determinado sistema de comunicação CDMA (Code Division Multiple Access) ou OCDMA (Optical Code Division Multiple Access). Diferentes sistemas de comunicação CDMA foram simulados com as novas famílias de sequências perfeitas. Todas as simulações mostraram como as novas sequências perfeitas e sequências quase perfeitas devem ser úteis em sistemas de comunicação. Esta tese apresenta simulações para mostrar o quanto as novas sequências perfeitas podem ser utilizadas em cenários multiusuários num sistema de comunicação CDMA por Rádio Frequência e também num sistema de comunicação OCDMA. Para um sistema OCDMA, os codificadores/descodificadores selecionados foram as SSFBG (Super Structured Fiber Bragg Grating). Este documento mostra que a seleção correta dos conjuntos de códigos escritos nas SSFBG é fundamental e os sinais óticos das SSFBG são muito parecidos com as sequências perfeitas. Todas as novas famílias de sequências perfeitas, sequências perfeitas e ortogonais, e sequências mutuamente ortogonais podem ser aplicadas em sistemas de comunicação OFDM-CDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing - Code Division Multiple Access) ou num simples sistema CDMA de comunicação. No futuro, os novos conjuntos de sequências perfeitas poderão ser utilizados em diversos sistemas de comunicação, na geração de sinais para radares e em tecnologias aplicadas a sonares.