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Título: Análise da codificação wavelet em sistemas de rádio com acesso dinâmico ao espectro
Autor(es): Souza, Pedro Thiago Valério de
Palavras-chave: Rádio definido por Software;Codificação wavelet;Sensoriamento espectral;Cicloestacionariedade;Algoritmos genéticos;Otimização multiobjetivo
Data do documento: 27-Jan-2017
Citação: SOUZA, Pedro Thiago Valério de. Análise da codificação wavelet em sistemas de rádio com acesso dinâmico ao espectro. 2017. 118f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Resumo: In mobile communications systems, signals propagate over multipaths over time-varying channels, subject to distortion caused by fading and Doppler shifts. In order to minimize such distortions, coding techniques and transmission diversity may be employed, such as Wavelet Coding. This technique is based on the orthogonality of the wavelet matrix rows and has the capacity to generate diversity gains, increasing the robustness of the system to time-varying fading, without compromising the spectral e ciency of the system. In this work, the wavelet coding is investigated in scenarios of cognitive radio with dynamic spectrum access. These radio systems have been consolidating as a new paradigm of wireless communications with the advance of digital signal processing techniques. Cognitive radio systems with dynamic spectrum access should be able to perceive unoccupied frequency bands for opportunistic transmissions as well as detect the presence of primary users when they occupy their licensed spectrum. Therefore, a crucial element for the operation of cognitive radio systems encoded by wavelet coding is the ability to sense the signals encoded by this technique. As will be detailed, the possibility of sensing such signals is conditioned to a suitable design of the signal constellation used in the modulation of the coded symbols. In this work, the design of these constellations is done via genetic algorithms, using a multiobjective optimization approach. The developed system is evaluated by its robustness to time-varying at fading through a bit error probability (BER) versus Eb/N0 analysis, and the possibility of spectral sensing of its signals via cyclostationary analysis and energy detection method. The results indicate the feasibility of the wavelet coding technique in radio scenarios with dynamic spectrum access, with good results of BER performance and sensed signal detection rates.
metadata.dc.description.resumo: 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.
URI: http://hdl.handle.net/123456789/23092
Aparece nas coleções:PPGEE - Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação

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