Analog Joint Source Channel Coding for Wireless Optical Communications and Image Transmission
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Fecha
2014Autor(es)
Matiz Romero, SergioDirector(es)
Arce, GonzaloPublicador
Pontificia Universidad Javeriana
Facultad
Facultad de Ingeniería
Programa
Maestría en Ingeniería Electrónica
Título obtenido
Magíster en Ingeniería Electrónica
Tipo
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
COAR
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Citación
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Resumen
Un sistema análogo de codificación de canal y fuente conjunta (analog JSCC) es desarrollado para comunicaciones ópticas inalámbricas. Los símbolos de fuente son mapeados directamente a símbolos de canal usando una space-filling curve y luego una función no lineal es usada para reducir la distorsión. A diferencia de los sistemas digitales, el sistema propuesto no requiere longitudes de bloque largas para lograr buen desempeño, reduciendo la complejidad del decodificador significativamente. Este trabajo se enfoca en sistemas ópticos inalámbricos tipo intensity-modulated direct-detection (IM/DD). Primero, un análisis teórico del canal óptico inalámbrico IM/DD es presentado y el prototipo del sistema de comunicación utilizado para la transmisión de datos es descrito. Las no linealidades del canal son estudiadas y caracterizadas. Una nueva técnica para mitigar las no linealidades es presentada. El desempeño del sistema real sigue las simulaciones y se aproxima cercanamente a los límites teóricos. Por último, el sistema propuesto es utilizado para la transmisión de imágenes comprimidas utilizando sensado compreso. Resultados experimentales y simulaciones son presentados.
Abstract
An analog joint source channel coding (JSCC) system is developed for wireless optical communications. Source symbols are mapped directly onto channel symbols using space filling curve and then a non-linear stretching function is used to reduce distortion. Different from digital systems, the proposed scheme does not require long block lengths to achieve good performance reducing the complexity of the decoder significantly. This work focuses on intensity-modulated direct-detection (IM/DD) optical wireless systems. First, a theoretical analysis of the IM/DD wireless optical channel is presented and the prototype communication system designed to transmit data using analog JSCC is introduced. The nonlinearities of the real channel are studied and characterized. A novel technique to mitigate the channel nonlinearities is presented. The performance of the real system follows the simulations and closely approximates the theoretical limits. The proposed system is then used for image transmission by first taking samples of a set of images using compressive sensing and then encoding the measurements using analog JSCC. Both simulation and experimental results are shown.
Temas
Comunicaciones ópticasSistemas electrónicos analógicos
Maestría en ingeniería electrónica - Tesis y disertaciones académicas
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