EqualizaÃÃo adaptativa e autodidata de canais lineares e nÃo-lineares utilizando o algoritmo do mÃdulo constante

• Autor(a) principal: Carlos Alexandre Rolim Fernandes
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2041
• topic: EqualizaÃÃo cega; algoritmo do mÃdulo constante; dirigido pela decisÃo; mÃnimos quadrados recursivos; algoritmos normalizados; filtros nÃo-lineares.; blind equalization; constant modulus algorithm; directed decisions; recursive least squares; normalized algorithms; nonlinear filters; TELEINFORMATICA

Este trabalho trata da proposiÃÃo de algoritmos para equalizaÃÃo cega de canais lineares e nÃao-lineares inspirados no Algoritmo do MÃdulo Constante (CMA). O CMA funciona de maneira bastante eficiente com constelaÃÃes nas quais todos os pontos possuem a mesma amplitude, como em modulaÃÃes do tipo Phase Shift Keying (PSK). Entretanto, quando os pontos da constelaÃÃo podem assumir diferentes valores de amplitudes, como em modulaÃÃes do tipo Quadrature Amplitude Modulation (QAM), o CMA e seus derivados muitas vezes nÃo funcionam de forma satisfatÃria. Desta forma, as tÃcnicas aqui propostas sÃo projetadas para melhorar a performance do CMA em termos de velocidade de convergÃncia e precisÃo, quando operando em sinais transmitidos com diversos mÃdulos, em particular para a modulaÃÃo QAM. Assim como o CMA, para possuir um bom apelo prÃtico, essas tÃcnicas devem apresentar bom compromisso entre complexidade, robustez e desempenho. Para tanto, as tÃcnicas propostas utilizam o Ãltimo sÃmbolo decidido para definir uma estimaÃÃo de raio de referÃncia para a saÃda do equalizador. De fato, esses algoritmos podem ser vistos como generalizaÃÃes do CMA e de alguns derivados do CMA para constelaÃÃes com mÃltiplos raios. A proposiÃÃo de algoritmos do tipo gradiente estocÃstico à concluÃda com o desenvolvimento de tÃcnicas originais, baseadas no CMA, para equalizaÃÃo de canais do tipo Wiener, que consiste em um filtro linear com memÃria, seguido por um filtro nÃo-linear sem memÃria. As expressÃes para a adaptaÃÃo do equalizador sÃo encontradas com o auxÃlio de uma notaÃÃo unificada para trÃs diferentes estruturas: i) um filtro de Hammerstein; ii) um filtro de Volterra diagonal; e iii) um filtro de Volterra completo. Um estudo teÃrico acerca do comportamento do principal algoritmo proposto, o Decision Directed Modulus Algorithm (DDMA) à realizado. SÃo analisadas a convergÃncia e a estabilidade do algoritmo atravÃs de uma anÃlise dos pontos de mÃnimo de sua funÃÃo custo. Outro objetivo à encontrar o valor teÃrico do Erro MÃdio QuadrÃtico MÃdio em Excesso - Excess Mean Square Error (EMSE) fornecido pelo DDMA considerando-se o caso sem ruÃdo. Ao final, à feito um estudo em que se constata que o algoritmo DDMA possui fortes ligaÃÃes com a soluÃÃo de Wiener e com o CMA. VersÃes normalizadas, bem como versÃes do tipo Recursive Least Squares (RLS), dos algoritmos do tipo gradiente estocÃstico estudados sÃo tambÃm desenvolvidas. Cada famÃlia de algoritmos estudada fie composta por quatro algoritmos com algumas propriedades interessantes e vantagens sobre as tÃcnicas clÃssicas, especialmente quando operando em sinais QAM de ordem elevada. TambÃm sÃo desenvolvidas versÃes normalizadas e do tipo RLS dos algoritmos do tipo CMA estudados para equalizaÃÃo de canais nÃo-lineares. O comportamento de todas as famÃlias de algoritmos desenvolvidos à testado atravÃs de simulaÃÃes computacionais, em que à verificado que as tÃcnicas propostas fornecem ganhos significativos em desempenho, em termos de velocidade de convergÃncia e erro residual, em relaÃÃo Ãs tÃcnicas clÃssicas.