Análise de Desempenho da Técnica de Modulação
DMT para Comunicação via Luz Visı́vel

Nome: Roziane Schneider Guimarães
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 20/12/2017
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Jair Adriano Lima Silva Orientador
Marcelo Eduardo Vieira Segatto Co-orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Helder Roberto de Oliveira Rocha Examinador Interno
Jair Adriano Lima Silva Orientador
Marcelo Eduardo Vieira Segatto Coorientador
Reginaldo Barbosa Nunes Examinador Externo

Resumo: Esta dissertação de Mestrado tem como objetivo geral estudar o projeto e a análise de
desempenho de um sistema de comunicação via luz visı́vel VLC (Visible Light Communi-
cation) que utiliza técnicas de multiplexação/modulação multiportadoras DMT (Discrete
Multitone) ou OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) que transmitem sinais
sem e com envoltória constante CE-OFDM (Constant-Envelope OFDM). Por reduzir o
parâmetro que quantiza a razão entre as potencias máxima e média de sinal OFDM, o
PAPR (Peak-to-Average Power Ratio), a ultima técnica é pela primeira vez proposta na
literatura para diminuir os efeitos nocivos à saúde de um ser Humano exposto em um
ambiente com comunicação VLC.
Sabe-se que variações intensas de amplitude em um intervalo de tempo maior que 5 ms, o
que corresponde a frequências menores que 200 Hz, são nocivos à saúde de um ser Humano.
Sabe-se também que esta caracterı́stica, denominada na literatura de flicker, é inerente
aos sistemas que empregam a multiplexação OFDM devido aos altos valores (tipicamente
acima de 11 dB) de PAPR. Assim, técnicas que reduzem tal parâmetro são de extrema
valia na tecnologia em questão, sendo a baseada na transmissão de sinais CE-OFDM uma
de destaque por reduzir o referido parâmetro para apenas 3 dB, sem adição de substanciais
modificações na estrutura do transceptor multiportadora.
A avaliação de desempenho foi realizada mediante resultados de simulação numérica dos
sistemas DMT e CE-OFDM, projetados e implementados a partir de respostas impulsivas
obtidas de modelos de canal VLC para comunicação em um cenário de arquitetura SISO
(Single-Input Single-Output) contendo um LED (Light-Emitting Diode) central como
transmissor e um fotodiodo como receptor, e outro na configuração MISO (Multiple-Input
Single-Output) com quatro LEDs transmissores e um fotodetector.
Na simulação realizada com a modulação DMT, observou-se que para as modulações nas
subportadoras com nı́veis de 4, 16 e 32-QAM, em ambos os cenários, os desempenhos foram
satisfatórios com taxas de transferências iguais a 200, 400 e 500 Mbps, respectivamente.
Porém, em ambos os cenários, para um mapeamento de mais alto nı́vel, tal como o 64-QAM
(600 Mbps), o desempenho para a largura de banda total do sistema igual a 200 MHz
foi comprometido mediante o aparecimento de um platô nas curvas de desempenho para
valores de taxa de erro de bits BER= 10 −3 . Já para o sistema CE-OFDM observou-se que,
o excessivo aumento do ı́ndice de modulação de fase (parâmetro que mais influencia o
desempenho) degrada o desempenho do sistema devido à natureza não-linear desta técnica
de transformação. O ı́ndice de modulação ótimo para as simulações SISO identificado
foi igual a 0, 5, sendo que para as transmissões em MISO, 0, 2 revelou-se valor ótimo,
para sistemas VLC com taxas de transferências iguais a 55, 1, 110 e 165 Mbps, para4-QAM, 16-QAM e 64-QAM como mapeamento nas subportadoras respectivamente, em
uma largura de banda total igual a 200 MHz.
Palavras-chave: Comunicação via luz visı́vel, modulação/multiplexação DMT, modulação
OFDM com envoltória constante, redução de PAPR, flicker.

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