Resumen En este trabajo se propone una metodología de estimación de fase por subbandas de un canal de respuesta no uniforme. La novedad de la propuesta radica en la utilización de un formato de modulación en fase en cuadratura QPSK, (Quadrature Phase Shift Keying) modificado como señal de prueba para la estimación de fase que elimina el problema de la ambigüedad. La metodología propuesta se verifica experimentalmente utilizando como canal de transmisión un cable de RF defectuoso, logrando la transmisión de datos a tasas de 20 Kbaud en una distancia de 120 cm en una banda de frecuencias comprendida entre los 150 kHz y 276 kHz.

Abstract This work proposes a methodology for the phase estimation in sub-bands of a non-uniform response channel. The novelty of this proposal lies in the use of a modulation format in QSPK (Quadrature Phase Shift Keying) quadrature-phase modified as a test signal for the phase estimation that eliminates the ambiguity issue. The methodology here proposed is verified experimentally using a defective RF cable as transmission channel and thus achieving data transmission rates of 20 Kbaud in a 120 cm distance in a frequency band between the 50 kHz y 276 kHz.

Resumo Neste trabalho, propõe-se uma metodologia de estimativa de fase por sub-faixas de um canal de resposta não uniforme. A novidade da proposta está na utilização de um modelo de modulação em fase de quadratura QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) modificado como sinal de teste para estimar a fase que elimina o problema da ambiguidade. A metodologia proposta é verificada de forma experimental com a utilização de um cabo de RF defeituoso como canal de transmissão, o que faz com que haja a transmissão de dados a taxas de 20 Kbaud em uma distância de 120 cm em uma faixa de frequências compreendida entre 150 kHz e 276 kHz.

Resumen: en este artículo, se presenta una caracterización sistemática de los efectos de la interferencia intercanal (ICI) en sistemas Nyquist-wdm debido a dos contribuciones: i) traslape espectral de las portadoras y ii) estimulación de los efectos no lineales de la fibra óptica. La ICI se evalúa en términos de la tasa de error de bit (VER) a 16 Gbaudios y 32 Gbaudios, como función de la potencia de diversos parámetros del sistema. Se implementa en el dsp del receptor coherente un ecualizador no lineal basado en el algoritmo backpropagation, para compensar los efectos no lineales en la señal recibida. Los resultados demostraron que la ICI debido a los canales traslapados tiene mayor impacto en la BER que la ICI debido a las no linealidades de la fibra óptica sin traslape. Además, el ecualizador no lineal mejora el desempeño del sistema al reducir la BER hasta 3 y 0.7 órdenes de magnitud para QPSK y 16QAM, respectivamente. Esto significa que el algoritmo backpropagation puede minimizar efectos no lineales de la ICI bajo variaciones en los parámetros del sistema, pero su desempeño se limita en escenarios con espaciamiento espectral sub-Nyquist.

Abstract: This paper presents a characterization of interchannel interference (ICI) effects in gridless Nyquist-WDM systems due to two contributions, namely, overlapping among optical carriers and stimulation of nonlinear optical fiber impairments. ICI is assessed regarding bit error rate (BER) at 16 and 32 Gbaud, as a function of several system parameters. Nonlinear impairment compensation based on the digital back-propagation algorithm is implemented in the DSP-based coherent receiver. Results demonstrated that ICI due to channels overlapped has a higher impact concerning BER than nonlinear optical fiber impairments. Besides, the use of the back-propagation algorithm improves system performance, reducing up to 3 and 0.7 orders of magnitude of BER in QPSK and 16QAM cases, respectively. It means that this algorithm can minimize nonlinear effects under varying system parameters, but its performance is limited in sub-Nyquist cases.

Abstract: This paper describes a quadrature phase shift keying (QPSK) demodulator. The digital demodulator is based on the median for recovering data bits. The results showed that the median technique reduces complexity. The modulator consists of two different techniques: direct digital synthesis technique (DDS) and stored phases in read-only memories. These techniques were compared to probe the efficiency using parameters such as power consumption and the number of used elements. The modulator based on the memories is optimal. The modulator and demodulator were designed in VHDL language and were implemented in a Virtex-5 board from Xilinx.

Resumen: En este trabajo se describe la forma de aplicar la mediana para la demodulación de una señal QPSK y de esa manera recuperar los bits de datos. Los resultados obtenidos muestran que la mediana es una técnica adecuada debido a su simplicidad. Para la modulación de las señales se usaron dos técnicas: síntesis digital directa (DDS) y almacenamiento de fases en memoria. Se compararon estas técnicas para probar posteriormente el funcionamiento del demodulador QPSK. Dicha comparación consistió en probar su eficiencia usando parámetros tales como: consumo de potencia y cantidad de elementos usados; se concluyó que la técnica de memorias es la óptima. Los moduladores y el demodulador con la técnica de tendencia central se diseñaron en lenguaje VHDL y se implementaron en una tarjeta FPGA Virtex-5 de Xilinx.

Current market demand requires that mobile communication networks need an increase in their transmission rate, as well as, the quality of services. Due to this fact, researchers in the area are working on the technology they will use in the physical layer of the next generation of the 5G cellular network. The Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM) system is one of the candidates for the physical layer of this technology. The objective of this research is to evaluate the performance of a selection of methods for the detection of the GFDM system in 5G. In this work, the GFDM system was described, as well as, the Zero Forcing, Matched Filter and Parallel Interference Cancellation methods. The performance curves resulting from applying the detection methods are presented for Gaussian and Fixed channels also they are compared with the Orthogonal Frequency Division Multiplexing system. As a result, for the two channels cases, the performance of the GFDM system for the Zero Forcing and Matched Filter detectors with Parallel Interference Cancellation have the same behavior as the Orthogonal Frequency Division Multiplexing system detected with Zero Forcing. It is concluded that the best detection method is the Matched Filter with Parallel Interference Cancellation because it has less computational complexity when it comes to recovering the signal sent by the transmitter.

La demanda del mercado actual exige que las redes de comunicaciones móviles necesiten un aumento de su tasa de transmisión, así como, la calidad de los servicios. Debido a este hecho los investigadores del área trabajan sobre la tecnología que utilizarán en la capa física de la siguiente generación de la red celular 5G. El sistema de Multiplexación por División de Frecuencia Generalizada (GFDM) es una de las candidatas para la capa físicas de esta tecnología. El objetivo de esta investigación es evaluar el desempeño de una selección de métodos para la detección del sistema GFDM en 5G. En este trabajo fue descrito el sistema GFDM, así como, los métodos de detección Zero Forcing, Filtro Casado y Cancelación de Interferencia Paralela. Las curvas de desempeños resultantes de aplicar los métodos de detección son presentadas para canal Gaussiano y Fijo además son comparadas con el sistema Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales. Se tiene como resultado que, para los dos casos de canales, el desempeño del sistema GFDM para los detectores Zero Forcing y Filtro Casado con Cancelación Paralela de Interferencia, tienen el mismo comportamiento que el sistema Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales detectado con Zero Forcing. Se concluye que el mejor método de detección es el Filtro Casado con Cancelación Paralela de Interferencia porque presenta menos complejidad computacional para la recuperación de la señal enviada por el transmisor.

Abstract: Nowadays, the wireless communication networks are substantially increasing the number of transmission information. Therefore, the development of novel technologies that supplies this demand of the markets is necessary. In this context, Generalized Frequency Division Multiplexing (GFDM) arises as a solution for the future wireless communication networks. The principal goal of this research is to analyze the performance of Binary Phase Shift Keying (BPSK) and Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) modulations for different conditions of the communication channel in GFDM system. The BPSK, QPSK modulations and matrix signal model of the GFDM system are presented. The performance is evaluated in terms of Bit Error Rate (BER) and three different channels are implemented: ideal, fixed, and fixed-random. The detection simulation results depict the performance curves for different scenarios and modulations. It can be noticed that for all channels the BPSK modulation outperforms the QPSK modulation.

Resumen: Hoy en día, las redes de comunicación inalámbricas han aumentado sustancialmente el número de información de transmisión. Por lo tanto, es necesario el desarrollo de nuevas tecnologías que satisfagan esta demanda en los mercados. En este contexto, la Multiplexación por División de Frecuencia Generalizada (GFDM) surge como una solución para las redes de comunicación inalámbricas futuras. El objetivo principal de esta investigación es analizar el desempeño de la modulación de BPSK y QPSK para diferentes condiciones del canal de comunicación en el sistema GFDM. Se presentan las modulaciones BPSK, QPSK y el modelo de señal de matriz del sistema GFDM. El desempeño se evalúa en términos de tasa de errores de bits (BER) y se implementan tres canales diferentes: ideal, fijo y fijo aleatorio. Los resultados de la simulación de detección representan las curvas de desempeño para diferentes escenarios y modulaciones. Se puede observar que, para todos los canales, la modulación BPSK supera a la modulación QPSK

Abstract In this paper we propose an improved version of a single receiver DF system that combines a PLL scheme with the MUSIC algorithm to obtain both azimuthal and zenithal angles. The new approach uses a more efficient algorithm to remove the typical ambiguities of PLL-based schemes. We carry out several experiments to assess the algorithm performance. Among them, we consider complex environments, such as wireless communication channels where the received signal is corrupted by noise and suffers from distortion, interference, and multipath effects. The new scheme is tested for BPSK and QPSK signals under these conditions. The simulated results show superior performance of the proposed PLL algorithm when compared to previous techniques.

Resumen El formato de modulación QPSK junto a la compensación electrónica es una alternativa para incrementar la capacidad y alcance en las redes ópticas pasiva de próxima generación (NG-PON), en respuesta a la demanda de servicios y aplicaciones. En este documento se presenta la comparación mediante simulaciones del desempeño de dos técnicas de compensación electrónica: el Algoritmo de Módulo Constante (CMA) y el algoritmo Backpropagation en una red NG-PON con modulación QPSK y detección coherente para la compensación de la dispersión cromática de la fibra óptica. Se analiza el uso del algoritmo CMA en la red de acceso con el fin de incrementar la velocidad de transmisión hasta 40 Gb/s y el alcance hasta 33.5 km, reduciendo la complejidad computacional en comparación con el algoritmo Backpropagation.

Abstract QPSK modulation format with electronic compensation is an alternative to increase the capacity and reach in the next generation passive optical networks (NG-PON), in response to demanding services and applications. We perform simulations to compare the performance of two electronic compensation techniques Constant Modulus Algorithm (CMA) and Backpropagation, in a NG-PON with QPSK modulation and coherent detection for the compensation of the chromatic dispersion. We use CMA in the access network to increase the data bit rate up to 40 Gb/s and the reach up to 33.5 km, reducing the computational requirements compared with Backpropagation.

En esta investigación se propone un esquema de conversión de longitud de onda netamente óptico sintonizable y de banda ancha usando como dispositivo de conversión un modulador Mach-Zehnder junto con un generador de microondas para sintonizar el espaciamiento entre canales a lo largo de la banda C. Se reporta una demodulación exitosa de hasta 8 conversiones de longitud de onda, en pasos desde 50-400GHz de canales en formato Nyquist QPSK de 100Gbps con espaciamiento entre canal configurable. El esquema de conversión de longitud de onda propuesto habilita el enrutamiento flexible de longitudes de onda en redes ópticas con grilla espectral no fija, tal y como se puede observar en los Supercanales con una tasa de error de bit más baja que 10-13.

A broad-range tunable all optical wavelength conversion scheme that is based on a dual driven Mach-Zehnder modulator with an integrated microwave generator to tune the channel spacing along the entire C band, is proposed. Successful signal demodulation up to 8 wavelength conversions, in steps of 50-400 GHz of 100 Gbps Nyquist QPSK channels with configurable channel spacing is reported. The proposed wavelength conversion scheme enables flexible wavelength routing on gridless optical networks, as can be seen in the Superchannels with a BER lower than 10-13.

We present FPGA-based emulation of a synchronous phase-coded quantum cryptography system. Several of the emulated subsystems are used for implementation in a free space demonstrative QPSK scheme for quantum key distribution with continuous variables (CV-QKD) using a base and optical phase synchronization. The CV-QKD systems are commonly implemented using QPSK modulation with switched or simultaneous detection. In this paper we only make use of one base of the QPSK system in order to get a simpler modulation (BPSK) scheme, used for demonstrative purposes. The reported results from the emulation and the experiment in terms of Quantum Bit Error Rate (QBER) and mutual information for different values of the number of photons per bit are in good agreement.