Desenvolvimento de um front-end para cognitive radio

• Autor(a) principal: Magalhães, José Pedro da Rocha
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/8817
• topic: Engenharia electrónica; Radio frequência; Transmissão de sinal

Nesta tese de mestrado é apresentada uma proposta para novos Front-Ends em Software De ned Radio (SDR) baseado na teoria dos Bancos de Filtros Híbridos (HFB) e que permite aumentar a largura de banda de operação do rádio sem perdas em resolução e gama dinâmica. Para prova de conceito, são apresentados dois Front-Ends que dividem o sinal de entrada (da antena) em 8 ou 64 bandas contíguas em frequência. Ambos os casos permitem a operação para uma largura de banda de 400MHz e com resolução de 16 bits. A divisão do sinal de entrada em múltiplas bandas contíguas em frequência é o ponto fundamental no desenvolvimento deste receptor. Nos artigos de investigação de HFBs nunca foi abordada a forma como na prática o sinal de entrada é dividido. Nesta tese, é sugerido o multiplexer como o elemento que realiza essa divisão. Infelizmente, também o estado da arte dos multiplexers é muito limitado, estando o estudo dessa tecnologia restringido a realizações com Guias de Onda ou Filtros de Cavidades, con gurações que pecam pelas excessivas dimensões e peso. Assim, o objectivo fundamental desta tese passa pela criação de novos multiplexers de reduzidas dimensões, grande número de canais, simplicidade de sintonização e facilidade de replicação. São propostas versões em tecnologia planar e discreta que permitem a divisão do sinal de entrada em 4, 8 ou 16 bandas contíguas em frequência. Para cada multiplexer criado é depois analisado o seu enquadramento num Banco de Filtros Híbridos, isto é, são analisados os custos de distorção e aliasing associados à divisão e posterior reconstrução do sinal no domínio digital. Para esse efeito é usado um método que permite o cálculo dos ltros digitais de síntese a partir dos multiplexers analógicos desenhados, minimizando assim os erros na reconstrução do sinal. Para os casos dos multiplexers de 8 canais criados, os resultados em distorção e aliasing obtidos rondam valores médios entre 80dB e 100dB o que valida a proposta de Front-End de SDR com 8 canais. Para terminar, é sugerido uma nova estratégia para a gestão de espectro em Cognitive Radio que melhor se coaduna com a arquitectura do Front-End proposto e que permitirá uma melhor gestão do consumo de potência em dispositivos móveis que funcionem a bateria - caso crítico no Software Radio e Cognitive Radio. Em suma, os objectivos desta tese são a criação de novos multiplexers que facilitem o projecto de Front-Ends baseados na teoria dos Bancos de Filtros Híbridos, e que permitam um aumento da resolução e gama dinâmica do Software Radio relativamente aos padrões actuais da tecnologia.