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Algoritmo eficiente para aquisição de sinais de GPS por software
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-01-29) Silva, Fabrício Costa; Souza, Samuel Xavier de; ; http://lattes.cnpq.br/9892239670106361; ; http://lattes.cnpq.br/6849571199516465; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; Mota, Francisco das Chagas; ; http://lattes.cnpq.br/1640808531484356; Gurjão, Edmar Candeia; ; http://lattes.cnpq.br/9200464668550566
O NAVSTAR/GPS (NAVigation System with Timing And Ranging/Global Po- sitioning System), mais conhecido por GPS, _e um sistema de navegacão baseado em sat_elites desenvolvido pelo departamento de defesa norte-americano em meados de 1970. Criado inicialmente para fins militares, o GPS foi adaptado para o uso civil. Para fazer a localização, o receptor precisa fazer a aquisição de sinais dos satélites visíveis. Essa etapa é de extrema importância, pois é responsável pela detecção dos satélites visíveis, calculando suas respectivas frequências e fases iniciais. Esse processo pode demandar bastante tempo de processamento e precisa ser implementado de forma eficiente. Várias técnicas são utilizadas atualmente, mas a maioria delas colocam em conflito questões de projeto tais como, complexidade computacional, tempo de aquisição e recursos computacionais. Objetivando equilibrar essas questões, foi desenvolvido um método que reduz a complexidade do processo de aquisição utilizando algumas estratégias, a saber, redução do efeito doppler, amostras e tamanho do sinal utilizados, além do paralelismo. Essa estratégia é dividida em dois passos, um grosseiro em todo o espaço de busca e um fino apenas na região identificada previamente pela primeira etapa. Devido a busca grosseira, o limiar do algoritmo convencional não era mais aceitável. Nesse sentido, um novo limiar foi estabelecido baseado na variância dos picos de correlação. Inicialmente, é feita uma busca com pouca precisão comparando a variância dos cinco maiores picos de correlação encontrados. Caso a variância ultrapasse um certo limiar, a região de maior pico torna-se candidata à detecção. Por fim, essa região passa por um refinamento para se ter a certeza de detecção. Os resultados mostram que houve uma redução significativa na complexidade e no tempo de execução, sem que tenha sido necessário utilizar algoritmos muito complexos.
Análise da codificação wavelet em sistemas de rádio com acesso dinâmico ao espectro
(2017-01-27) Souza, Pedro Thiago Valério de; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; ; http://lattes.cnpq.br/0971359679672360; Doria Neto, Adrião Duarte; ; http://lattes.cnpq.br/1987295209521433; Sousa Júnior, Vicente Angelo de; ; http://lattes.cnpq.br/6358312955522220; Gurjão, Edmar Candeia; ; http://lattes.cnpq.br/9200464668550566
Nos sistemas de comunicações móveis, os sinais se propagam por múltiplos percursos sobre canais variantes no tempo, ficando sujeitos a distorções provocadas pelo desvanecimento e desvios Doppler. Visando minimizar essas distorções, técnicas de codificação e de diversidade de transmissão podem ser empregas, tais como a Codificação Wavelet. Essa técnica baseia-se na ortogonalidade das linhas da matriz wavelet e possui a capacidade de gerar ganhos de diversidade, aumentando a robustez do sistema ao desvanecimento variante no tempo, sem comprometer a eficiência espectral do sistema. Neste trabalho, a codificação wavelet é investigada em cenários de rádio cognitivo com acesso dinâmico ao espectro. Esses sistemas de rádio vêm se consolidando como um novo paradigma de comunicações sem fio com o avanço das técnicas de processamento digital de sinais. Sistemas de rádio cognitivo com acesso dinâmico ao espectro devem ser capazes de perceber faixas de frequência desocupadas para transmissões oportunísticas, assim como detectar a presença de usuários primários quando estes ocupam seu espectro licenciado. Portanto, um elemento crucial para a operação de sistemas de rádio cognitivo codificados pela codificação wavelet é a capacidade de se sensoriar os sinais codificados por essa técnica. Como será detalhado, a possibilidade de se sensoriar esses sinais está condicionada a um projeto adequado da constelação de sinais utilizada na modulação dos símbolos codificados. Neste trabalho, o projeto destas constelações é feito via algoritmos genéticos, utilizando-se uma abordagem de otimização multiobjetivo. O sistema desenvolvido é avaliado quanto a sua robustez ao desvanecimento plano variante no tempo através de uma análise de probabilidade de erro de bit (BER) versus Eb/N0, e quanto a possibilidade de sensoriamento espectral de seus sinais via métodos de análise de cicloestacionariedades e de detecção de energia. Os resultados obtidos indicam a viabilidade da técnica de codificação com matrizes wavelet em cenários de rádio com acesso dinâmico ao espectro, sendo observados bons resultados de desempenho de BER e de taxas de detecção do sinal sensoriado.
Análise de estratégias de trading utilizando técnicas de processamento digital de sinais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-11-27) Silva, Felipe Oliveira Lins e; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; Arthur Diego de Lira Lima; Silveira Júnior, Luiz Gonzaga de Queiroz; Amorim, Fernando José Oliveira de; Lima, Arthur Diego de Lira
Os mercados financeiros são essenciais nas sociedades modernas, por possibilitar a negociação de ativos de maneira rápida e a baixo custo de transação. Um dos principais players desses mercados são os traders, agentes que assumem risco e provém liquidez aos ativos negociados. Esses agentes buscam a obtenção de lucro a partir da identificação de ineficiências no mercado. Tradicionalmente, as ferramentas empregadas na prospecção desses fenômenos de mercado são oriundas da análise gráfica. Entretanto, esta abordagem inviabiliza a aplicação de uma metodologia sistemática para validação. Como alternativa, surgem as ferramentas advindas da teoria de processamento digital de sinais e que exploram características estatísticas da série temporal financeira, as quais proporcionam a aplicação de metodologias objetivas de validação de desempenho. Um dos indicadores de tendência mais sofisticados apresentado na literatura, a média móvel adaptativa de Kaufman (KAMA), é baseado na teoria de filtros adaptativos. Nesta pesquisa, o desempenho do indicador KAMA foi comparado ao de indicadores de tendência tradicionais. O benchmark foi feito utilizando métricas padrão da indústria financeira e ativos representativos de diversos setores do mercado. Os resultados obtidos indicam que o filtro KAMA apresenta melhores resultados em situações em que o ativo possui volatilidade suave e sem “surtos”. Neste cenário, uma das estratégias que utilizou o filtro KAMA alcançou um índice Sharpe de 1, 48 para o ativo S&P 500. Por outro lado, as mesmas estratégias utilizando os indicadores tradicionais atingiram um índice Sharpe entre 0, 97 e 1, 25. Além disso, os resultados sugerem que a volatilidade pode ser interpretada como uma medida para o processamento de novas informações pelo mercado – o que justificaria os “surtos de volatilidade”.
Análise de Handover inter e intra-célula em um sistema de telefonia celular através de método de medição simplificado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-09-12) Sales, Diego Fernandes; Silva, Sandro Gonçalves da; Gomes Neto, Alfrêdo; ; http://lattes.cnpq.br/1403715441701958; ; http://lattes.cnpq.br/6122570451445215; ; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; Oliveira, José de Ribamar Silva; ; http://lattes.cnpq.br/4002176927695547; Carvalho, Joabson Nogueira de; ; http://lattes.cnpq.br/3511078820928127
Esta dissertação apresenta a aplicação de um aparelho portátil, PlugData MG100G, equipado com um módulo celular, para análise de cobertura de radiofreqüência em uma rede GSM na cidade de João Pessoa - PB em quatro regiões distintas. O equipamento, originalmente, foi criado para uso em ambientes fixos, e para isso, tornou-se necessária sua adaptação para que fosse utilizado em condições de mobilidade. A análise de RF é feita através do Mobile Measurement Reports (MMRs) que são usados com propósitos de avaliar o handover na rede. Por intermédio do Measurement Reports é possível identificar a célula que serve o móvel e uma lista de células vizinhas mais próximas monitoradas pelo próprio móvel. Neste trabalho são analisados apenas os dados referentes à célula servidora e às duas células vizinhas mais próximas. Verificam-se tanto handovers inter células (entre células) como handovers intra células (no interior das células). Através dos resultados obtidos pode-se fazer uma análise em relação ao planejamento de freqüências criado para as regiões onde as medidas foram realizadas e à qualidade de serviço oferecida pela rede
Análise e projeto de um Conversor A/D Sigma Delta Incremental Multicanal de 4º Ordem
(2018-11-23) Soares, Antonio Wallace Antunes; Catunda, Sebastian Yuri Cavalcanti; ; ; Petraglia, Antonio; ; Souza, Cleonilson Protasio de; ; Belfort, Diomadson Rodrigues; ; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz;
Diversas aplicações na área de instrumentação requerem sistemas de aquisição de sinais com média taxa de conversão e média para alta resolução, entre elas, estão as Matrizes Multieletrodos (MEA). As MEA fabricadas sobre circuitos integrados de tecnologia CMOS padrão têm propiciado o estudo de diversos tipos de culturas de células, permitindo o estímulo e registro das atividades elétricas das células in vitro. Com o avanço da tecnologia CMOS, o processamento dos sinais biomédicos que, em sua maioria, é complexo, torna a realização do mesmo no domínio digital cada vez mais adequado. Portanto, blocos básicos como os Conversores Analógico Digital (ADC) são essenciais para realizar a interface em sistemas de sinais mistos. Desta forma, este trabalho propõe o projeto de um ADC a ser empregado no sistema de aquisição de sinais biomédicos multicanais, seguindo a metodologia de projeto top-down para concepção de Circuitos Integrados (CI). A arquitetura do ADC consiste em conversor Sigma Delta Incremental (Σ∆I), o qual alia a característica de alta precisão dos moduladores Σ∆ tradicionais, com a vantagem da conversão amostra por amostra dos conversores de Nyquist, se tornando adequado para aplicações multicanais com sinais multiplexados no tempo. O modulador e o filtro digital que compõem o ADC Σ∆I consistem das topologias single-loop Cascaded-Integrator FeedForward (CIFF) e Cascade-of-Integrator (CoI), respectivamente, ambas de quarta ordem. O modulador foi implementado em Tempo Discreto (DT), utilizando a técnica a Capacitores Chaveados (SC). Os circuitos foram projetados utilizando a tecnologia CMOS padrão de 0.18 µm da TSMC e os resultados apresentados foram obtidos a partir de simulações pós layout, PVT e Monte Carlo.
Analytical speedup modeling for parallel applications with variable memoryaccess delay in symmetric architectures
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-02-09) Furtunato, Alex Fabiano de Araújo; Souza, Samuel Xavier de; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; ; http://lattes.cnpq.br/9892239670106361; ; http://lattes.cnpq.br/9659861253244985; Silva, Ivanovitch Medeiros Dantas da; ; http://lattes.cnpq.br/3608440944832201; Lorenzon, Arthur Francisco; ; http://lattes.cnpq.br/2890260984567329; Borin, Edson; ; http://lattes.cnpq.br/4176915322233893
Vários modelos analíticos criados desde o trabalho pioneiro de Amdahl exploraram aspectos tais como variação no tamanho do problema, tamanho da memória, sobrecarga de comunicação e sobrecarga de sincronização. Contudo, atrasos no acesso à memória são considerados constantes. Esses atrasos podem variar, por exemplo, de acordo com o número de núcleos usados, a relação entre as frequências do processador e da memória e o tamanho do problema. Dado os diferentes tamanhos de problemas e o grande número de configurações possíveis de frequência operacional e número de núcleos que as arquiteturas atuais podem oferecer, modelos de speedup adequados para descrever tais variações entre essas configurações são bastante desejáveis para decisões de escalonamento offline ou online. Esta tese apresenta um novo modelo analítico de speedup que considera variações no atraso médio de acesso à memória para descrever o efeito limitador da barreira de memória em aplicações paralelas em arquiteturas homogêneas de memória compartilhada. Os resultados experimentais indicam que a modelagem proposta captura bem o comportamento da aplicação. A proposta apresentada nesse trabalho mostra que incorporar parâmetros que refletem as características intrínsecas das aplicações tem vantagens sobre modelos estatísticos como os baseados em aprendizagem de máquina. Os experimentos também mostram que a modelagem de aprendizagem de máquina convencional pode precisar de uma ordem de magnitude a mais de medições para atingir o mesmo nível de acurácia em comparação com o modelo proposto.
Aplicação da função de densidade espectral de correntropia cíclica em uma arquitetura de sensoriamento espectral
(2016-04-25) Câmara, Tales Vinícius Rodrigues de Oliveira; Martins, Allan de Medeiros; ; ; Doria Neto, Adrião Duarte; ; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; Fontes, Aluisio Igor Rêgo;
Técnicas de Classificação Automática de Modulação (AMC) têm sido utilizadas por sistemas modernos de comunicação para otimizar o uso do espectro e com isso aumen- tar as taxas de transmissão de dados. No processo de AMC, várias arquiteturas podem ser utilizadas para retirar informação e avaliar características do sinal modulado em um canal. Uma grande parte dessas arquiteturas são construídas utilizando como base a ci- cloestacionariedade. A análise cicloestacionária é realizada por meio das ferramentas: Função de Autocorrelação Cíclica (CAF) e Função Densidade Espectral Cíclica (SCD). Esta ultima particularmente, é utilizada para observar as características cicloestacionárias de diferentes sinais, as quais são chamadas de assinaturas. Embora tenha várias aplica- ções bem sucedidas no âmbito de AMC, a cicloestacionariedade possui restrições pois a CAF e SCD são limitadas à análise estatística de segunda ordem, devido ao uso da correlação com cerne de sua expressão. Com o objetivo de generalizar a avaliação da cicloestacionariedade sobre infinitos momentos estatísticos de um sinal, surgem Função de Autocorrentropia Cíclica (CCAF) e a Função Densidade Espectral de Correntropia Cíclica (CCSD). Tais funções são fundamentadas no cálculo da correntropia. Neste tra- balho a CCSD será investigada quanto capacidade de gerar assinaturas para diferentes modulações e seu potencial de uso em AMC será avaliado.
Aquisição de frequência em sinais de satélites de baixa órbita por meio do critério da máxima correntropia
(2018-02-16) Cavalcante, Hugo Rafael Gonçalves; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; ; Souza, Samuel Xavier de; ; Fontes, Aluisio Igor Rego; ; Duarte, José Marcelo Lima;
Satélites de baixa órbita (LEO) se deslocam a altíssimas velocidades e são capazes de circunscrever o planeta por diversas vezes em um mesmo dia. Esse ambiente muito dinâmico induz valores consideráveis de deslocamento Doppler e aceleração Doppler nos sinais de comunicações espaciais, o que é conhecido como deslocamento Doppler dinâmico. Estabelecer comunicação com esses sistemas é um processo de múltiplas tarefas e, devido ao deslocamento Doppler dinâmico, uma das mais críticas é a aquisição fina da frequência da portadora. Diversos trabalhos já investigaram técnicas de estimação de frequência de sinais de satélite considerando ambientes de comunicação caracterizados pelo ruído aditivo Gaussiano branco (AWGN). Entretanto, os efeitos do ruído impulsivo também devem ser considerados em uma caracterização mais fiel do cenário de comunicação dos satélite LEO. Este trabalho introduz um novo método de aquisição de frequência para satélites de baixa órbita baseado no cálculo de similaridade obtido com o critério de máxima correntropia. A correntropia se mostra muito eficiente no processamento de sinais com ruído não-gaussiano, especialmente em ambientes de ruído impulsivo. Foi investigada a robustez da técnica proposta neste trabalho em um ambiente de comunicação caracterizado pelo ruído impulsivo, e seu desempenho foi comparado com o obtido por abordagens clássicas, baseadas no critério de erro médio quadrado. O método de aquisição fina da frequência da portadora de satélites LEO proposto neste trabalho pode ser usado no desenvolvimento de um decodificador completo para sinais do Sistema Brasileiro de Coleta de Dados Ambientais (SBCD ou SBCDA) e o sistema Franco-Americano de coleta de dados ambientais (ARGOS).
Arquiteturas de classificação automática de modulações em ambientes impulsivos baseadas em características cicloestacionárias
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-10-23) Câmara, Tales Vinicius Rodrigues de Oliveira; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; ; http://lattes.cnpq.br/3240500979757259; Queiroz, Wamberto José Lira de; ; Rego, Joilson Batista de Almeida; ; Fernandes, Marcelo Augusto Costa; ; Souza, Pedro Thiago Valério de;
O rápido crescimento de aplicações de sistemas de comunicações sem-fio impulsiona a busca por novas estratégias de exploração eficiente do espectro, tal como o uso de rádios cognitivos: um sistema de comunicações inteligente, capaz de se adaptar autonomamente ao canal de comunicação por meio da reconfiguração dos seus parâmetros de operação. Uma importante propriedade dos rádios cognitivos é a capacidade de reconhecer automaticamente o tipo de modulação empregada em um sinal de radiofrequência (RF), o que possibilita a interoperabilidade entre sistemas, a melhoria da eficiência espectral, e viabiliza a vigilância eletrônica. Esse atributo é conhecido como classificação automática de modulações (AMC). Dentre as técnicas de AMC que caracterizam o estado-da-arte, estão as que se baseiam em detecção de padrões obtidos a partir da análise de características cicloestacionárias de segunda ordem. Embora muito difundidas, essas técnicas não são capazes de reconhecer alguns tipos modulações digitais, tais como a modulação de amplitude em quadratura m-ária (MQAM) e modulação por chaveamento de fase mária (MPSK) de alta ordem. Em contra partida, as técnicas de análise cicloestacionárias de ordem superior, usadas para extração de descritores singulares dessas modulações são adequadas apenas para ambientes de comunicação com ruído gaussiano branco aditivo (AWGN). Embora o modelo AWGN seja amplamente empregado para caracterizar canais de comunicação sem-fio, diversos cenários práticos são melhor representados por outros modelos. Um exemplo disso é a comunicação em alta frequência (HF), cujo ambiente apresenta contaminação por ruídos impulsivos. Nesse contexto, duas funções de análise cicloestacionária, a função de autocorrelação cíclica fracionária de ordem inferior (FLOCAF), e a função de correntropia cíclica (CCF), foram eficientemente aplicadas em ambientes impulsivos de comunicações. Contudo, elas foram empregadas para o sensoriamento de um canal impulsivo, um problema de menor complexidade em relação à classificação automática de modulações. Uma vez que na literatura não existe uma solução satisfatória para a classificação automática de modulações de alta ordem em canais com ruído impulsivo, neste trabalho são propostas arquiteturas de AMC baseadas na FLOCAF e na CCF, combinadas com técnicas de classificação por árvore de decisão e por regressão logística. As arquiteturas foram desenvolvidas para o reconhecimento das modulações digitais BPSK, QPSK, 8-QAM, 16-QAM, e 32-QAM, e avaliadas em diferentes contextos de contaminação por ruído aditivo impulsivo, descrito através de uma distribuição alfaestável. Os resultados mostraram que todas as arquiteturas foram capazes de operar em ambientes impulsivos, sendo as arquiteturas baseadas na CCF as mais eficientes.
Arquiteturas eficientes para sensoriamento espectral e classificação automática de modulações usando características cicloestacionárias
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-06-28) Lima, Arthur Diego de Lira; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; ; http://lattes.cnpq.br/6332490741906316; Martins, Allan de Medeiros; ; http://lattes.cnpq.br/4402694969508077; Fernandes, Marcelo Augusto Costa; ; http://lattes.cnpq.br/3475337353676349; Gurjão, Edmar Candeia; ; http://lattes.cnpq.br/9200464668550566
O aumento da demanda por sistemas de comunicação sem fio de alto desempenho tem evidenciado a ineficiência do atual modelo de alocação fixa do espectro de rádio. Nesse contexto, o rádio cognitivo surge como uma alternativa mais eficiente, ao proporcionar o acesso oportunista ao espectro, com a maior largura de banda possível. Para garantir esses requisitos, é necessário que o transmissor identifique as oportunidades de transmissão e que o receptor reconheça os parâmetros definidos para o sinal de comunicação. As técnicas que utilizam a análise cicloestacionária podem ser aplicadas tanto em problemas de sensoriamento espectral, quanto na classificação de modulações, mesmo em ambientes de baixa relação sinal-ruído (SNR). Entretanto, apesar da robustez, uma das principais desvantagens da cicloestacionariedade está no elevado custo computacional para o cálculo das suas funções. Este trabalho propõe arquiteturas eficientes de obtenção de características cicloestacionárias para serem empregadas no sensoriamento espectral e na classificação automática de modulações (AMC). No contexto do sensoriamento espectral, um algoritmo paralelizado para extrair as características cicloestacionárias de sinais de comunicação é apresentado. O desempenho da paralelização desse extrator de características é avaliado através das métricas de speedup e eficiência paralela. A arquitetura de sensoriamento espectral é analisada para diversas configurações de probabilidades de falso alarme, níveis de SNR e tempo de observação das modulações BPSK e QPSK. No contexto da AMC, o perfil-alfa reduzido é proposto como uma assinatura cicloestacionária calculada para um conjunto reduzido de frequência cíclicas. Essa assinatura é validada por meio de uma arquitetura de classificação baseada no casamento de padrões. A arquitetura para AMC é investigada para as taxas de acerto obtidas para as modulações AM, BPSK, QPSK, MSK e FSK, considerando diversos cenários de tempo de observação e níveis de SNR. Os resultados numéricos de desempenho obtidos neste trabalho demonstram a eficiência das arquiteturas propostas
Avaliação de desempenho da codificação wavelet em canais seletivos em frequência
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-02-14) Cavalcante, Lucas Costa Pereira; Catunda, Sebastian Yuri Cavalcanti; ; http://lattes.cnpq.br/0873496251879638; ; http://lattes.cnpq.br/4613626443129205; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; Campos, Antônio Luiz Pereira de Siqueira; ; http://lattes.cnpq.br/1982228057731254; Fernandes, Marcelo Augusto Costa; ; http://lattes.cnpq.br/3475337353676349; Pinto, Ernesto Leite; ; http://lattes.cnpq.br/8610703960852975
A codificação wavelet surgiu como uma técnica de codificação de canal alternativa para minimizar os efeitos destrutivos dos canais de comunicação sem fio caracterizados pelo desvanecimento. Esse trabalho avalia o desempenho de sistemas com codificação wavelet, em termos de probabilidade de erro de bit, sobre canais de comunicação com desvanecimento Rayleigh variante no tempo e múltiplos percursos seletivos em frequência. O modelo de propagação adotado segue a norma COST207, principal referência dos padrões internacionais para aplicações GSM, UMTS e EDGE. Os resultados demonstram a eficiência da técnica no combate a interferência inter-simbólica, característica desses cenários de comunicação. Essa robustez habilita o uso da técnica em diferentes ambientes, trazendo-a um passo ainda mais próximo de ser aplicada em sistemas práticos de comunicação sem fio
Calibração cega de receptores cinco-portas baseada em separação cega de fontes
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-05-24) Vidal, Francisco José Targino; Dória Neto, Adrião Duarte; ; http://lattes.cnpq.br/1987295209521433; ; http://lattes.cnpq.br/7452687215068186; Martins, Allan de Medeiros; ; http://lattes.cnpq.br/4402694969508077; Gurjão, Edmar Candeia; ; http://lattes.cnpq.br/9200464668550566; Oliveira, Helio Magalhães de; ; http://lattes.cnpq.br/7817216772024668; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807
Estudos recentes apontam que o aumento nas aplicações de rádio frequência (RF) vem acompanhado por grandes desafios tanto no uso eficiente do espectro eletromagnético quanto no projeto de novas arquiteturas para receptores multi-padrão, ou rádio definidos por software (RDS). O principal desafio da arquitetura física de um RDS é a implementação de um receptor banda-larga com características de baixo custo, baixo consumo, maior grau de integração e flexibilidade. A arquitetura homodina, baseada na tecnologia cinco-portas, surge como uma alternativa para aplicações em rádio definidos por software. No entanto, a regeneração das componentes em fase e quadratura, no receptor cinco-portas, comumente denominada de calibração, constitui um dos maiores desafios na aplicação dessa tecnologia. Os métodos de calibração, propostos na literatura, normalmente baseiam-se no conhecimento do modelo matemático do circuito, em que o mesmo é calibrado previamente (off-line), para um tipo de sinal com características específicas ou em tempo real, com base no conhecimento da sequência de aprendizagem e do tipo de modulação. Nesse trabalho, é apresentado uma proposta de regeneração cega dessas componentes, para um receptor homodino cinco-portas, utilizando a abordagem denominada Separação Cega de Fontes (análise de componentes independentes - ICA), que explora as características estatísticas dos três sinais de saída do receptor cinco-portas. A validação dessa abordagem é realizada por meio de simulação e de resultados experimentais obtidos para o receptor cinco portas implementado em tecnologia de microfita
Centrais telefônicas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-12-10) Carujo, Marco Antonio Moreira; Viegas, Carlos Manuel Dias; Diogo Pinheiro Fernandes Pedrosa; Silva, Sérgio Natan; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz
As Centrais Telefônicas desde sua invenção por volta de 1890 aos tempos de hoje estão em constante evolução. A telefonia digital vem crescendo em uso, aplicações e recursos. As chamadas VOIP são utilizadas nas plataformas de comunicação como Skype, Whatsapp, Facebook, Telegram entre outras. Por outro lado a telefonia analógica vem perdendo espaço. Com um futuro promissor para a telefonia digital, as centrais telefônicas digitais ganham espaços nesse cenário. A digitalização das ligações permite que sistemas computacionais se relacionem com essas ferramentas criando assim mecanismos modernos de ligações e interação entre usuários. Neste contexto, este trabalho apresenta a criação de uma central telefônica digital, a qual terá que corresponder às necessidades da empresa financiadora do trabalho Logica Sistemas LTDA ME. Esta será construída com base nos softwares ‘open source’ Asterisk e Freepbx. Além disso, contemplará um back-end feito em framework Laravel e uma interface web desenvolvida em ReactJS. O objetivo é construir uma central telefônica que seja capaz de entregar todas as funcionalidades comuns, e integrando ao sistema de gestão de empresa aliado a uma interface de monitoramento.
Classificação Automática de Modulação Digital com uso de Correntropia para Ambientes de Rádio Cognitivo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-12-14) Fontes, Aluisio Igor Rêgo; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; ; http://lattes.cnpq.br/7848819859172650; Dória Neto, Adrião Duarte; ; http://lattes.cnpq.br/1987295209521433; Martins, Allan de Medeiros; ; http://lattes.cnpq.br/4402694969508077; Assis, Francisco Marcos de; ; http://lattes.cnpq.br/2368523362272656
Os modernos sistemas de comunicação sem fio empregam, frequentemente, técnicas adaptativas para proporcionar uma alta taxa de transmissão, enquanto asseguram qualidade de serviço (QoS) e abrangência de cobertura. Estudos recentes têm mostrado que esses sistemas podem se tornar ainda mais eficientes com a incorporação de técnicas de inteligência artificial e de conceitos de rádio definido por software. Os sistemas que seguem essa linha, conhecidos como Sistemas de Rádio Cognitivo, podem idealmente explorar de forma dinâmica e oportunística porções do espectro de frequências não utilizadas, conhecidas como buracos espectrais, com o objetivo de prover altas taxas de transmissão de dados com elevada confiabilidade e disponibilidade de serviço. A Classificação Automática de Modulação (AMC) seria uma habilidade muito útil nesses sistemas. Normalmente, as técnicas de AMC utilizam alguma forma de pré-processamento do sinal que pode introduzir um alto custo computacional ou necessitar de suposições fortes, e até mesmo imprecisas, sobre o sinal recebido. Este trabalho propõe o uso direto de uma medida de similaridade, baseada na Teoria da Informação, conhecida como coeficiente de correntropia, para extrair informações estatísticas de ordem elevada do sinal, com o objetivo de reconhecer automaticamente o formato de modulações digitais. Experimentos realizados por meio de simulação computacional demonstram que a técnica proposta neste trabalho apresenta uma alta taxa de sucesso na classificação de modulações digitais, mesmo na presença de ruído aditivo gaussiano branco (AWGN)
Classificando o número de pessoas em um ambiente via sinal RF: uma abordagem aplicando aprendizado de máquina
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-08-26) Campos, Millena Michely de Medeiros; Sousa Júnior, Vicente Ângelo de; http://lattes.cnpq.br/6358312955522220; http://lattes.cnpq.br/2513373459813068; Lima, Eduardo Rodrigues de; Silva, Leonardo Henrique Gonsioroski Furtado da; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; Medeiros, Álvaro Augusto Machado de
Este trabalho propõe uma técnica para contagem de pessoas em um ambiente já povoado. Incialmente, é feito um levantamento das tecnologias e soluções concebidas para este fim. Como prova de conceito, é feita a análise de uma solução de contagem para um número reduzido de pessoas, em duas frequências diferentes, aplicando aprendizado de máquina à estatística descritiva de um sinal RF. Finalmente, são apresentados os resultados de classificação para um cenário mais realista, com até 350 pessoas no ambiente, utilizando um sistema de medição de rádio definido por software para a coleta de dados. Os resultados demonstram acurácia significativa na contagem do número de pessoas por classificação em grupos de indivíduos.
Clusterização adaptativa de usuários NOMA no domínio da potência
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-19) Santos, Yuri Pedro dos; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; http://lattes.cnpq.br/0228228050759301; Sousa Júnior, Vicente Ângelo de; https://orcid.org/0000-0003-2859-6136; http://lattes.cnpq.br/6358312955522220; Barros, Tiago Tavares Leite; Carvalho, Fabrício Braga Soares de; Souza, Pedro Thiago Valério de
Por meio da técnica de Acesso Múltiplo Não-Ortogonal (NOMA, Non-Orthogonal Multiple Access) pretende-se viabilizar a transmissão de dois ou mais usuários compartilhando os mesmos recursos de tempo, frequência e código, e assim melhorar significativamente a eficiência espectral de redes de comunicação sem fio em gerações futuras. A multiplexação de sinais pode ser conseguida no domínio da potência (PD-NOMA, Power Domain NOMA), onde a transmissão de sinais sobrepostos é feita com níveis de potência suficientemente diferentes. A eficiência deste método depende fundamentalmente de duas etapas prévias de processamento: um agrupamento adequado de usuários (candidatos à transmissão) com diferentes ganhos de canal e a escolha dos níveis de potência que serão utilizados para transmitir cada sinal. As soluções apresentadas na literatura para resolver o problema de agrupamento de usuários não consideram a dinâmica dos sistemas de comunicação, ou seja, a variação temporal do número de usuários e as condições do canal. Para levar em conta essas características dinâmicas no agrupamento de usuários em sistemas NOMA, este trabalho propõe uma nova técnica de clusterização baseada em uma modificação do algoritmo evolucionário DenStream, escolhido por sua capacidade evolutiva, robustez ao ruído e processamento online. Os resultados mostram que a técnica de agrupamento proposta consegue acompanhar a dinâmica do sistema, clusterizando todos os usuários e favorecendo a uniformidade da taxa de transmissão entre os clusters.
Correlação de alarmes industriais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-06-23) Miranda, Tiago Fernandes de; Oliveira, Luiz Affonso Henderson Guedes de; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; Leitão, Gustavo Bezzera Paz
Monitorar um processo industrial automático é uma tarefa complexa, entretanto pode se tornar pior nos momentos em que anormalidades ocorrem e a intervenção manual faz-se necessária. Para tornar este processo o mais simples possível a indústria busca rotineiramente atingir a configuração de alarmes ideal que ofereça mais segurança a saúde geral da industria. Na prática, as indústrias configuram seus alarmes sem uma metodologia adequada resultando em configurações com alarmes problemáticos que reduzem a eficiência do processo e aumentam os riscos a segurança pessoal, financeira e ambiental. Diante da relevância do problema, este trabalho tem por objetivo desenvolver e aplicar o método de correlação de variáveis de alarmes possibilitando a identificação de perfis problemáticos de tal forma que a configuração de alarmes possa ser efetivamente simplificada.
Correntropia complexa: definição, propriedades e aplicações
(2019-09-30) Guimarães, João Paulo Ferreira; Martins, Allan de Medeiros; ; ; Dória Neto, Adrião Duarte; ; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; ; Borries, Ricardo Von; ; Fontes, Aluisio Igor Rego;
Estudos recentes demonstraram que a correntropia é uma ferramenta eficiente para analisar momentos estatísticos de ordem superior em ambientes de ruído não gaussianos. Embora a correntropia tenha sido utilizada com dados complexos, nenhum estudo teórico foi realizado para elucidar suas propriedades ou seu uso em problemas de otimização. Sendo assim, baseado em uma interpretação probabilística, este trabalho apresenta uma nova medida de similaridade entre duas variáveis aleatórias complexas, definida como correntropia complexa. As suas propriedades são estudadas bem como seu uso enquanto função custo no Critério de Máxima Correntropia Complexa (Maximum Complex Correntropy Criterion – MCCC). O MCCC é aplicado a um algoritmo de gradiente ascendente e numa nova solução recursiva baseada em ponto fixo. Para testar a robustez dessa nova medida em ambientes com ruídos não gaussianos, aplica-se a correntropia complexa como função custo em um problema de identificação de sistemas, num problema de equalização de canal e de amostragem compressiva. Também é mostrado como a correntropia complexa pode ser aplicada ao problema de similaridade entre ângulos. As simulações demonstram vantagens proeminentes quando os métodos propostos são comparados a métodos clássicos da literatura.
Deep learning architecture for automatic modulation classification in time-varying fading and impulsive noise channels
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-12-10) Carvalho, Cassiano Perin de; Gonçalves, Luiz Marcos Garcia; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; 02863206494; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; http://lattes.cnpq.br/1562357566810393; http://lattes.cnpq.br/3935921595412420; Souza, Pedro Thiago Valério de; Câmara, Tales Vinícius Rodrigues de Oliveira; http://lattes.cnpq.br/3240500979757259
A classificação de modulação automática (AMC) permite identificar o tipo de modulação do sinal recebido, sendo parte fundamental no desenvolvimento de dispositivos de rádio cognitivos que adaptam o tipo de modulação às características do ambiente de comunicação. Vários tipos de pesquisas sobre AMC foram feitas com base na análise dos sinais de modulação e usando seus parâmetros para desenvolver descritores de recursos poderosos a serem usados nesta classificação automática. Recentemente, uma nova tendência apareceu relacionada ao uso de arquiteturas baseadas em aprendizado profundo para esta classificação. Assim, neste trabalho propomos a utilização de métodos baseados em deep learning para classificar o tipo de modulação de um sinal em um ambiente com desvanecimento doppler e ruído impulsivo. Estudamos e propomos um modelo baseado na CNN que se mostrou comparável aos métodos do estado da arte.
Desenvolvimento de sistemas de comunicações codificados por wavelets e baseados no padrão IEEE 802.15.4 para sistemas de controle por redes de sensores sem fio industrial
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-06-24) Gama, Felipe Oliveira Simões; Salazar, Andrés Ortiz; Silveira, Luiz Felipe de Queiroz; 02863206494; http://lattes.cnpq.br/4139452169580807; http://lattes.cnpq.br/7865065553087432; http://lattes.cnpq.br/4633733309356225; Villarreal, Elmer Rolando Llanos; http://lattes.cnpq.br/5447452711376721; Fernandes, Jefferson Doolan; http://lattes.cnpq.br/9721169496369295; Semente, Rodrigo Soares; http://lattes.cnpq.br/3146456370581663; Sousa Júnior, Vicente Ângelo de; http://lattes.cnpq.br/6358312955522220
Com o advento da Indústria 4.0, a comunicação sem fio se tornou uma tendência para a transmissão de sinais em ambientes industriais, poupando recursos e possibilitando novas aplicações quando comparada com sistemas de comunicações cabeados. Nesse contexto, a transmissão de dados entre sensor e controlador dentro de malhas de controle que utilizam nós interconectados por enlace sem fio fica susceptível aos efeitos degenerativos produzidos pelos múltiplos percursos de propagação. No entanto, a maioria dos padrões das redes de sensores sem fio industrial não fornecem nenhum controle de correção erro, o que seria útil para melhorar a confiabilidade e eficiência. Com o objetivo de minimizar esses efeitos destrutivos característicos dos canais sem fio, várias técnicas têm sido investigadas recentemente. Dentre elas, a codificação wavelet se apresenta como uma boa alternativa para os nós interconectados por enlace sem fio, devido a sua robustez aos efeitos do canal sem fio e por sua baixa complexidade computacional. Este trabalho é baseado em uma abordagem que explora as matrizes wavelets para o projeto de filtros de resposta ao impulso finito (Finite Impulse Response - FIR) utilizados na codificação dos sinais complexos gerados pela camada física do protocolo IEEE 802.15.4. Com isso, é proposto um novo sistema de transmissão que ainda é baseado no protocolo IEEE 802.15.4, o que permite manter a interoperabilidade com sistemas legados e ainda alcançar desempenho superior a esses quanto aos requisitos necessários para o estabelecimento de sistemas de controle por redes sem fio. Especificamente, o sistema proposto aumenta a confiabilidade da comunicação e diminui os eventos de retransmissão por erros provocados pelo canal sem fio sobre os pacotes de dados transmitidos. Em particular, os atrasos de comunicação derivados destes eventos de retransmissão interferem gravemente no sistema de controle, por não garantir as restrições temporais do sinal de controle. Além disso, um ponto importante quanto ao desempenho do sistema proposto é a possibilidade de melhorar a confiabilidade da comunicação sem diminuição da eficiência espectral. Aliado a isso, o sistema proposto também possibilita uma atuação adaptativa em termos da taxa de codificação e parâmetros da matriz wavelet, sem aumento significativo da complexidade de implementação. O sistema de comunicação proposto foi implementado utilizando o conceito de rádio definido por software no ambiente de desenvolvimento GNU Radio, com objetivo de demonstrar a viabilidade da implementação do sistema proposto em um sistema real de comunicação. O desempenho do sistema de comunicação foi avaliado em termos de probabilidade de erro de bit (bit error rate, BER) versus Eb/N0 e de eficiência espectral, considerando um modelo de canal variante no tempo com desvanecimento Rayleigh plano. Além disso, os efeitos do sistema de transmissão foram considerados na análise de controlabilidade de um sistema de controle.

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