Campinas, Abril de 2011 iii iv v Resumo O trabalho é dividido em duas partes e trata de três problemas importantes existentes nos sistemas de comunicação: o gerenciamento espectral, o cancelamento de interferências e a equalização de canais. Na primeira parte do trabalho, abordamos a otimização de sistemas multiportadora DSL, sistemas estes usados na transmissão em banda larga de dados através das linhas telefônicas. No contexto de gerenciamento espectral distribuído, é proposto um algoritmo

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... rativo para alocação discreta de bits e sua convergência e desempenho são analisados. No âmbito de sistemas centralizados, nos quais é possível a coordenação entre os sinais e entre os espectros dos usuários, propomos uma técnica MIMO de cancelamento de crosstalk baseada na decomposição em valores singulares e no critério zero-forcing. Além disso, propomos também uma estratégia para bitloading discreto que leva em consideração as técnicas de cancelamento de interferência. Na segunda parte do trabalho, analisamos o uso de filtros preditivos não lineares na equalização não supervisionada de canais de comunicação. O desempenho de tais estruturas é comparado com o equalizador de mínima taxa de erro. Abstract The work is divided into two parts and deals with three major problems in communication systems: spectrum management, interference cancellation and channel equalization. In the first part, we discuss the optimization of multicarrier DSL systems, a technology used for broadband transmission of data over telephone lines. In the context of distributed spectrum management, an iterative algorithm for discrete bit allocation is proposed and its convergence and performance are analyzed. In the context of centralized systems, where coordination is possible between signals and between the spectra of users, we propose a MIMO technique for crosstalk cancelation based on singular value decomposition and on the zero-forcing criterion. In addition, we also propose a strategy for discrete bitloading that takes into account the interference cancellation techniques. In the second part of the work, we analyze the use of nonlinear predictive filters applied to the unsupervised equalization of communication channels. The performance of these structures is compared with the minimum error rate equalizer. vi Aos meus pais, Sergio e Esmeralda. Agradecimentos Encontrar palavras apropriadas para expressar minha gratidão a todos que, direta ou indiretamente, contribuíram com a realização deste trabalho, não é uma tarefa das mais fáceis. Espero que, com esses agradecimentos, eu possa retribuir a atenção que me foi dada por todos aqueles que me acompanharam durante esta caminhada. Aos meus pais, Sergio e Esmeralda, e a meu irmão, Sérgio Leandro, por todo o carinho e compreensão. Certamente palavras são insuficientes para agradecer àqueles sem os quais nada disso teria sido possível ou teria valido a pena e cujo amor sempre me inspirou e incentivou. Ao meu orientador João Marcos Travassos Romano, pela orientação, apoio, incentivo e paciência, desde os tempos da iniciação científica. Não só por isso, mas também pela amizade que, certamente, ultrapassou os limites da relação profissional. Ao meu co-orientador, professor Renato da Rocha Lopes, pela amizade e pelas valiosas sugestões e discussões, fundamentais para o desenvolvimento desta tese. Ao professor Romis Ribeiro de Faissol Attux, pela amizade, por todas as discussões, técnicas ou não, e pelas valiosas sugestões que muito contribuíram para o desenvolvimento desta tese. Ao doutor Fabiano de Sousa Chaves pelas discussões, esclarecimentos e sugestões a respeito da teoria dos jogos e suas aplicações. ix x Aos professores Carlos Aurélio Faria da Rocha, Rui Seara, Paulo Cardieri e Gustavo Fraidenraich por suas valiosas sugestões e pela revisão criteriosa deste trabalho. Aos amigos Murilo Bellezoni Loiola e Ricardo Suyama, pelo companheirismo desde o início da graduação. Aos amigos do Laboratório de Processamento de Sinais para Comunicações (DSPCom) e à equipe do convênio Ericsson pela ajuda e pelos agradáveis momentos que passamos juntos. Aos funcionários da FEEC, principalmente à Celi Aparecida Pavanatti, pelo apoio indispensável. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), à Ericsson e à Petrobrás pelo apoio financeiro. A Deus, a quem tudo devo. • Capítulo 4 -Coordenação de sinais e de espectro Neste capítulo, é considerado o caso onde os sinais do sistema DSL são