Analog Joint Source Channel Coding for Wireless Optical Communications and Image Transmission

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....

Full description

Autores:
Tipo de recurso:
masterThesis
Fecha de publicación:
2014
Institución:
Pontificia Universidad Javeriana
Repositorio:
Repositorio Universidad Javeriana
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.javeriana.edu.co:10554/12710
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10554/12710
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Palabra clave:
Sensado compreso
Mapeos de Shannon
Shannon mappings
Compressive sensing
Comunicaciones ópticas
Sistemas electrónicos analógicos
Maestría en ingeniería electrónica - Tesis y disertaciones académicas
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description 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.
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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.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.Magíster en Ingeniería ElectrónicaMaestríaPontificia Universidad JaverianaMaestría en Ingeniería ElectrónicaFacultad de IngenieríaArce, Gonzalo2015-01-19T00:29:58Z2016-01-13T21:01:05Z2020-04-16T17:55:56Z2015-01-19T00:29:58Z2016-01-13T21:01:05Z2020-04-16T17:55:56Z2014http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestríahttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/12710https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.12710instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, “Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores”, los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-04-29T17:36:40Z

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