Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Martins, Dayane Cristina Jesus
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39830
Resumo: The fixed spectral allocation policy adopted by the National Telecommunications Agency in Brazil allows only licensed users to transmit in certain bands. The bands intended for TV transmissions, VHF (Very High Frequency) and UHF (Ultra High Frequency), have spectral inefficiency as they are not always fully occupied, becoming known in these cases as TV White Spaces (TVWS). Cognitive radios (RCs), through spectral sensing, emerge as a solution to increase the efficiency of the use of the electromagnetic spectrum. In the present work, spectral sensing, based on the energy detection technique, is initially simulated and evaluated in scenarios of transmission opportunities in TV bands in Brazil. In these frequency bands, licensed users use an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission signal, with very well-defined and standardized characteristics. In the simulation, a primary user signal of the ISDB-TB type (Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial Brazilian Version) and a slow Rayleigh fading channel are considered, in which there is no direct line of sight between the RC and the primary transmitter. The work investigates, through the analysis of detection and false alarm probabilities, the performance of the sensing system in several situations, such as variation in the number of samples collected by each RC, variation in the average signal-to-noise ratio, and lastly, a cooperative scenario, in which the influence of the number of RCs on the quality of the sensing carried out is verified. Based on the simulations developed and their results, a real non-cooperative spectral sensing system for operation in the VHF and UHF bands is also implemented in a software-defined radio Ettus USRP N210, demonstrating practical operation results that are well coherent with those obtained through simulation.
id UFU_c9830d226d36d18aa991a1ce1964213d
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/39830
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWSSensoriamento espectralTV White spaceRádio cognitivoISDB-TBDetecção de energiaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESThe fixed spectral allocation policy adopted by the National Telecommunications Agency in Brazil allows only licensed users to transmit in certain bands. The bands intended for TV transmissions, VHF (Very High Frequency) and UHF (Ultra High Frequency), have spectral inefficiency as they are not always fully occupied, becoming known in these cases as TV White Spaces (TVWS). Cognitive radios (RCs), through spectral sensing, emerge as a solution to increase the efficiency of the use of the electromagnetic spectrum. In the present work, spectral sensing, based on the energy detection technique, is initially simulated and evaluated in scenarios of transmission opportunities in TV bands in Brazil. In these frequency bands, licensed users use an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission signal, with very well-defined and standardized characteristics. In the simulation, a primary user signal of the ISDB-TB type (Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial Brazilian Version) and a slow Rayleigh fading channel are considered, in which there is no direct line of sight between the RC and the primary transmitter. The work investigates, through the analysis of detection and false alarm probabilities, the performance of the sensing system in several situations, such as variation in the number of samples collected by each RC, variation in the average signal-to-noise ratio, and lastly, a cooperative scenario, in which the influence of the number of RCs on the quality of the sensing carried out is verified. Based on the simulations developed and their results, a real non-cooperative spectral sensing system for operation in the VHF and UHF bands is also implemented in a software-defined radio Ettus USRP N210, demonstrating practical operation results that are well coherent with those obtained through simulation.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)A política de alocação espectral fixa adotada pela Agência Nacional de Telecomunicações no Brasil permite que apenas usuários licenciados transmitam em determinadas bandas. As bandas destinadas para transmissões de TV, VHF (Very High Frequency) e UHF (Ultra High Frequency), possuem ineficiência espectral já que nem sempre estão totalmente ocupadas, ficando conhecidas nesses casos como TV White Spaces (TVWS). Os rádios cognitivos (RCs), por meio do sensoriamento espectral, surgem como solução para aumentar a eficiência do uso do espectro eletromagnético. No presente trabalho, o sensoriamento espectral, a partir da técnica de detecção de energia, é inicialmente simulado e avaliado em cenários de oportunidades de transmissão nas faixas de TV no Brasil. Nessas faixas de frequência, os usuários licenciados utilizam um sinal de transmissão do tipo OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), com características muito bem definidas e padronizadas. Na simulação considera-se um sinal de usuário primário do tipo ISDB-TB (Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial Brazilian Version) e um canal de desvanecimento Rayleigh lento, no qual não há uma visada direta entre o RC e o transmissor primário. O trabalho investiga, por meio da análise das probabilidades de detecção e de falso alarme, o desempenho do sistema de sensoriamento em diversas situações, tais como: variação do número de amostras coletadas por cada RC, variação da relação sinal-ruído média e, por último, um cenário cooperativo, no qual verifica-se a influência do número de RCs na qualidade do sensoriamento realizado. Com base nas simulações desenvolvidas e em seus resultados, um sistema real de sensoriamento espectral não cooperativo para operação nas faixas VHF e UHF também é implementado em um rádio definido por software Ettus USRP N210, demonstrando resultados práticos de operação bem coerentes com aqueles obtidos via simulação.Universidade Federal de UberlândiaBrasilEngenharia de Eletrônica e TelecomunicaçõesAnjos, André Antônio doshttp://lattes.cnpq.br/6367465858959780Carbonaro, Karine Barbosahttp://lattes.cnpq.br/3012261650709057Santos, Renan Alves doshttp://lattes.cnpq.br/0181780491504693Martins, Dayane Cristina Jesus2023-12-08T16:39:54Z2023-12-08T16:39:54Z2023-11-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfMARTINS, Dayane Cristina Jesus. Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS. 2023. 74 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) – Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2023.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39830porAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2023-12-09T06:17:53Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/39830Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2023-12-09T06:17:53Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS
title Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS
spellingShingle Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS
Martins, Dayane Cristina Jesus
Sensoriamento espectral
TV White space
Rádio cognitivo
ISDB-TB
Detecção de energia
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
title_short Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS
title_full Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS
title_fullStr Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS
title_full_unstemmed Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS
title_sort Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS
author Martins, Dayane Cristina Jesus
author_facet Martins, Dayane Cristina Jesus
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Anjos, André Antônio dos
http://lattes.cnpq.br/6367465858959780
Carbonaro, Karine Barbosa
http://lattes.cnpq.br/3012261650709057
Santos, Renan Alves dos
http://lattes.cnpq.br/0181780491504693
dc.contributor.author.fl_str_mv Martins, Dayane Cristina Jesus
dc.subject.por.fl_str_mv Sensoriamento espectral
TV White space
Rádio cognitivo
ISDB-TB
Detecção de energia
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
topic Sensoriamento espectral
TV White space
Rádio cognitivo
ISDB-TB
Detecção de energia
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
description The fixed spectral allocation policy adopted by the National Telecommunications Agency in Brazil allows only licensed users to transmit in certain bands. The bands intended for TV transmissions, VHF (Very High Frequency) and UHF (Ultra High Frequency), have spectral inefficiency as they are not always fully occupied, becoming known in these cases as TV White Spaces (TVWS). Cognitive radios (RCs), through spectral sensing, emerge as a solution to increase the efficiency of the use of the electromagnetic spectrum. In the present work, spectral sensing, based on the energy detection technique, is initially simulated and evaluated in scenarios of transmission opportunities in TV bands in Brazil. In these frequency bands, licensed users use an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission signal, with very well-defined and standardized characteristics. In the simulation, a primary user signal of the ISDB-TB type (Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial Brazilian Version) and a slow Rayleigh fading channel are considered, in which there is no direct line of sight between the RC and the primary transmitter. The work investigates, through the analysis of detection and false alarm probabilities, the performance of the sensing system in several situations, such as variation in the number of samples collected by each RC, variation in the average signal-to-noise ratio, and lastly, a cooperative scenario, in which the influence of the number of RCs on the quality of the sensing carried out is verified. Based on the simulations developed and their results, a real non-cooperative spectral sensing system for operation in the VHF and UHF bands is also implemented in a software-defined radio Ettus USRP N210, demonstrating practical operation results that are well coherent with those obtained through simulation.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-12-08T16:39:54Z
2023-12-08T16:39:54Z
2023-11-27
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv MARTINS, Dayane Cristina Jesus. Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS. 2023. 74 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) – Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2023.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39830
identifier_str_mv MARTINS, Dayane Cristina Jesus. Sensoriamento espectral para rádios cognitivos aplicado em cenários de TVWS. 2023. 74 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) – Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2023.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/39830
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Engenharia de Eletrônica e Telecomunicações
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Engenharia de Eletrônica e Telecomunicações
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711344902340608