Análise de algoritmos de sensoriamento espectral para canais com desvanecimento generalizado.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/26466 |
Resumo: | Atualmente, a alocação de serviços em bandas de frequência é feita de forma estática e geralmente restringe o uso de cada banda a um único serviço. Isso causa o desperdício da capa- cidade de transmissão da banda quando o serviço a ela alocado está inativo. Com o propósito de aumentar as taxas de transmissão, é necessário o desenvolvimento de estratégias mais eficientes de uso do espectro eletromagnético. Rádio Cognitivo é proposto como parte da solução. Um rádio cognitivo é um dispositivo que executa o sensoriamento o espectro em busca de lacunas nas transmissões de usuários que detêm prioridade no uso de certas bandas de frequência. Es- sas lacunas são então usadas pelo rádio cognitivo para suas próprias transmissões. O ambiente no qual o dispositivo está inserido impõe efeitos de desvanecimento sobre as transmissões, as quais devem ser consideradas quando empregando essas técnicas. O método de sensoriamento espectral mais citado na literatura é o detector de energia, devido a sua vasta aplicação e simples implementação. Nessa Dissertação, o desempenho do detector de energia, enquanto sujeito a diversos modelos de desvanecimento, é analisado. Os efeitos de modelos de desvanecimento relativamente simples são estudados, em particular os modelos Rayleigh, Rice e Nakagami-m, seguidos pelos modelos de desvanecimento generalizados κ − μ, η − μ e α − μ. O desempenho do detector é examinado observando a probabilidade de detecção (PD) em diversos níveis de Razão Sinal-Ruído (Signal-to-Noise Ratio – SNR) enquanto é variado cada parâmetro dos mo- delos para determinar sua influência. É encontrada uma influência determinante do parâmetro m (relacionado à variância do ganho do canal) sobre a probabilidade de detecção no detector de energia. Estas informações podem ser aplicadas na estimativa de desempenho de detector de energia em um ambiente, dado que o projetista tenha conhecimento das características físicas do local de operação do dispositivo de rádio cognitivo. |
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Análise de algoritmos de sensoriamento espectral para canais com desvanecimento generalizado.Analysis of spectral sensing algorithms for channels with widespread fading.Sensoriamento EspectralDesvanecimento GeneralizadoDetector de EnergiaRádio CognitivoSpectral SensingGeneralized FadingEnergy DetectorCognitive RadioEngenharia ElétricaAtualmente, a alocação de serviços em bandas de frequência é feita de forma estática e geralmente restringe o uso de cada banda a um único serviço. Isso causa o desperdício da capa- cidade de transmissão da banda quando o serviço a ela alocado está inativo. Com o propósito de aumentar as taxas de transmissão, é necessário o desenvolvimento de estratégias mais eficientes de uso do espectro eletromagnético. Rádio Cognitivo é proposto como parte da solução. Um rádio cognitivo é um dispositivo que executa o sensoriamento o espectro em busca de lacunas nas transmissões de usuários que detêm prioridade no uso de certas bandas de frequência. Es- sas lacunas são então usadas pelo rádio cognitivo para suas próprias transmissões. O ambiente no qual o dispositivo está inserido impõe efeitos de desvanecimento sobre as transmissões, as quais devem ser consideradas quando empregando essas técnicas. O método de sensoriamento espectral mais citado na literatura é o detector de energia, devido a sua vasta aplicação e simples implementação. Nessa Dissertação, o desempenho do detector de energia, enquanto sujeito a diversos modelos de desvanecimento, é analisado. Os efeitos de modelos de desvanecimento relativamente simples são estudados, em particular os modelos Rayleigh, Rice e Nakagami-m, seguidos pelos modelos de desvanecimento generalizados κ − μ, η − μ e α − μ. O desempenho do detector é examinado observando a probabilidade de detecção (PD) em diversos níveis de Razão Sinal-Ruído (Signal-to-Noise Ratio – SNR) enquanto é variado cada parâmetro dos mo- delos para determinar sua influência. É encontrada uma influência determinante do parâmetro m (relacionado à variância do ganho do canal) sobre a probabilidade de detecção no detector de energia. Estas informações podem ser aplicadas na estimativa de desempenho de detector de energia em um ambiente, dado que o projetista tenha conhecimento das características físicas do local de operação do dispositivo de rádio cognitivo.Currently, allocation of services to frequency bands is done in an static way and gene- rally restricts the use of each band to a single service. This causes the transmission capacity of the frequency band to be inefficiently used when the service allocated to it is idle. It is necessary to develop more efficient strategies to use the electromagnetic spectrum to increase the trans- mission rate. Cognitive Radio is proposed as part of the solution. A cognitive radio is a device that senses the spectrum in search of gaps in the transmission from users which hold priority in the use of certain frequency bands. These blanks are then used by the cognitive radio for its own transmissions. The environment in which the device is inserted imposes fading effects on the transmission, that must be considered when employing cognitive radio. The most cited spectrum sensing technique in the literature is the energy detector, due to its broad application and simple implementation. In this dissertation, the performance of the energy detector, while subject to several different fading models, is analyzed. The effects of relatively simple fading models are studied, in particular the Rayleigh, Rice and Nakagami-m models, followed by the generalized fading models κ − μ, η − μ and α − μ. The performance of the detector is exa- mined by observing the Probability of Detection (PD) for several levels of the Signal-to-Noise Ratio (SNR), while varying each parameter of the models to determine its influence. A determi- nant influence is found of the parameter m (related to the variance of the channel gain) over the energy detector probability of detection. This information can be applied to the performance es- timation of the energy detector in a certain environment, given that the designer has knowledge of the physical characteristics of the location where the cognitive radio device operates.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGALENCAR, Marcelo Sampaio de.ALENCAR, M. S.ALENCAR, Marcelo Sampaio de.ALENCAR, MARCELO S.http://lattes.cnpq.br/0946722048975388CARVALHO, Fabrício Braga Soares de.CARVALHO, F.B.S.de CARVALHO, F.B.S.CARVALHO, F.B.S. de.http://lattes.cnpq.br/3435653179239615LOPES, Waslon Terllizzie Araújo.LOPES, W. T. A.LOPES, WASLON T. A.LOPES, WASLON TERLLIZZIE A.http://lattes.cnpq.br/5041048659000127QUEIROZ, Wamberto José Lira de.QUEIROZ, Wamberto José Lira de.Queiroz, Wamberto J. L.WAMBERTO QUEIROZ.http://lattes.cnpq.br/7663004390139625SERRANO, Leonardo Fagundes Luz.2018-09-212022-07-28T13:03:11Z2022-07-282022-07-28T13:03:11Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/26466SERRANO, Leonardo Fagundes Luz. Análise de algoritmos de sensoriamento espectral para canais com desvanecimento generalizado. 2018. 70 fl. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Engenharia Elétrica E informática, Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2018.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2023-09-06T14:29:51Zoai:localhost:riufcg/26466Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512023-09-06T14:29:51Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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Atualmente, a alocação de serviços em bandas de frequência é feita de forma estática e geralmente restringe o uso de cada banda a um único serviço. Isso causa o desperdício da capa- cidade de transmissão da banda quando o serviço a ela alocado está inativo. Com o propósito de aumentar as taxas de transmissão, é necessário o desenvolvimento de estratégias mais eficientes de uso do espectro eletromagnético. Rádio Cognitivo é proposto como parte da solução. Um rádio cognitivo é um dispositivo que executa o sensoriamento o espectro em busca de lacunas nas transmissões de usuários que detêm prioridade no uso de certas bandas de frequência. Es- sas lacunas são então usadas pelo rádio cognitivo para suas próprias transmissões. O ambiente no qual o dispositivo está inserido impõe efeitos de desvanecimento sobre as transmissões, as quais devem ser consideradas quando empregando essas técnicas. O método de sensoriamento espectral mais citado na literatura é o detector de energia, devido a sua vasta aplicação e simples implementação. Nessa Dissertação, o desempenho do detector de energia, enquanto sujeito a diversos modelos de desvanecimento, é analisado. Os efeitos de modelos de desvanecimento relativamente simples são estudados, em particular os modelos Rayleigh, Rice e Nakagami-m, seguidos pelos modelos de desvanecimento generalizados κ − μ, η − μ e α − μ. O desempenho do detector é examinado observando a probabilidade de detecção (PD) em diversos níveis de Razão Sinal-Ruído (Signal-to-Noise Ratio – SNR) enquanto é variado cada parâmetro dos mo- delos para determinar sua influência. É encontrada uma influência determinante do parâmetro m (relacionado à variância do ganho do canal) sobre a probabilidade de detecção no detector de energia. Estas informações podem ser aplicadas na estimativa de desempenho de detector de energia em um ambiente, dado que o projetista tenha conhecimento das características físicas do local de operação do dispositivo de rádio cognitivo. |
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