Resumen de Assessment and performance improvement of multicarrier modulation for underwater acoustic communications
En esta tesis doctoral se han propuesto múltiples técnicas para mejorar la viabilidad de un transceptor OFDM para transmisión acústica submarina. En primer lugar, se desarrolla y evalúa un banco de pruebas (o simulador) acústico submarino basado en el transceptor OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) de prefijo cíclico (Cyclic Prefix, CP). El simulador se ha implementado en Matlab. Se supone que el sistema OFDM tiene intervalos de guarda mayores que la dispersión de retardo y se utiliza un igualador ZF (Zero-Forcing), considerando la estimación del canal ideal. Además, el sistema propuesto permite ajustar múltiples parámetros del transceptor y realizar comparaciones de tasa de error de bit (Bit Error Rate, BER) para múltiples escenarios. El diseño propuesto permite la evaluación de una variedad de distintos esquemas de modulación.
Como segunda contribución, se ha propuesto un algoritmo de estimación de canal asistido por piloto basado en una estimación de error de mínimos cuadrados (Least Squares Error, LSE). Además, se han considerado dos igualadores para mejorar el rendimiento de error de un sistema de comunicaciones acústicas submarinas basado en OFDM. Ambos igualadores emplean subportadoras piloto para estimar el canal acústico submarino. Uno es un igualador de mínimos cuadrados (LS) y el otro es un igualador ZF.
La tercera contribución de este trabajo evalúa el rendimiento de un transceptor GFDM (Generalized Frequency Division Multiplexing) para la transmisión acústica submarina de alta velocidad de transmisión. Se ha analizado el rendimiento del transceptor GFDM propuesto en términos de eficiencia espectral, PAPR (Peak-to-Average Power Ratio), BER y complejidad computacional usando simulaciones. Los resultados obtenidos se han comparado con los correspondientes de CP-OFDM. Se ha desarrollado y evaluado un módem basado en GFDM para comunicación acústica submarina. Se han considerado dos tipos de receptores: filtro adaptado y ZF. Los resultados presentados muestran que el receptor SF supera al receptor de filtro adaptado a valores altos de relación señal a ruido (Signal-to-Noise Ratio, SNR) para casi todas las configuraciones.
Como cuarta contribución, se ha propuesto - y evaluado su rendimiento - un transceptor OFDM basado en modulación de fase continua para comunicación acústica submarina. En nuestra técnica propuesta, el codificador en OFDM tradicional es reemplazado por un modulador CPM (Continuous Phase Modulation). El comportamiento observado del error establece claramente la superioridad de CPM-OFDM sobre los esquemas OFDM tradicionales.
