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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Impacto dos erros de estimação de canal na fusão de decisões com pré-distorção aplicada ao sensoriamento espectral cooperativo
???metadata.dc.creator???: Boas, Fernanda Mitchelly Vilas
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Guimarães, Dayan Adionel
???metadata.dc.contributor.referee1???: Guimarães, Dayan Adionel
???metadata.dc.contributor.referee2???: Lopes, Cássio Guimarães
???metadata.dc.contributor.referee3???: Mafra, Samuel Baraldi
???metadata.dc.description.resumo???: O conceito de rádio cognitivo (cognitive radio, CR) surgiu com o objetivo de aliviar a escassez e a subutilização do espectro de radiofrequências. Fundamentalmente, a reconfigurabilidade e a capacidade de uso oportunista de espectro por meio de sensoriamento espectral permitem aos CRs monitorar e localizar bandas de frequências que não estão sendo ocupadas pelos usuários que detêm a licença de uso destas bandas, denominados usuários primários (primary user, PU), em determinado momento e localização. O desempenho do sensoriamento espectral pode ser afetado devido à vários fatores inerentes aos sistemas de comunicação sem fio tais como ruído térmico, terminal escondido, desvanecimento multipercurso e bloqueio ou sombreamento. Uma forma de amenizar o efeito destes fatores é o uso do sensoriamento espectral cooperativo (cooperative spectrum sensing, CSS). O CSS se aproveita da diversidade espacial promovida por vários CRs geograficamente espaçados para reduzir a incerteza na tomada de decisão local em relação ao estado do canal sensoriado. Contudo, nos esquemas CSS tradicionais aumenta-se a necessidade de recurso espectral devido ao aumento do número de CRs nas técnicas de transmissão ortogonais utilizadas para proporcionar canais dedicados a estes CRs. Recentemente, foi proposto um esquema CSS em que todos os CRs em cooperação enviam de forma simultânea suas decisões individuais para o centro de fusão (fusion center, FC) empregando a mesma frequência do canal de controle. Devido a isto, aumenta-se a eficiência espectral no uso do canal de controle. Porém, como consequência, os sinais recebidos pelo FC se somam de forma não coerente devido a interferência intencional produzida por este esquema. Entretanto, mesmo com esta interferência, o processo de decisão global sobre o estado de ocupação do canal sensoriado pode ainda ser realizado. Visando melhorar o desempenho deste sistema, foi proposta uma técnica CSS, em que as decisões individuais dos M CRs são pré-distorcidas antes de serem enviadas ao FC de forma simultânea e na mesma frequência, com o objetivo de pré-compensar os ganhos do canal de controle. Devido a isto, a eficiência espectral do esquema supramencionado é mantida, além de proporcionar melhor desempenho no sensoriamento espectral. No entanto, nenhumainvestigação foi feita sobre o impacto dos erros de estimação de canal de controle nesta técnica. Nesta dissertação analisa-se o desempenho da técnica CSS com pré-compensação, sob a influência de erros na estimação dos ganhos de canal, os quais degradam a pré-compensação. Objetivando atribuir à análise um apelo prático, os erros de estimação são modelados em concordância com o método de estimação linear sob o critério do mínimo erro quadrático médio (linear minimum mean square error, LMMSE) e com o estimador por média amostral (sample average, SA), permitindo adequada amarração entre o grau de imprecisão da estimativa e a relação sinal-ruído na entrada do receptor em que tal estimação é realizada.
Abstract: The concept of cognitive radio, CR emerged with the objective of relieving the scarcity and under-utilization of the radio frequency. Fundamentally, the reconfigurability and the ability of the spectrum opportunistic utilization through spectrum sensing allow CRs to monitor and locate frequency bands that are not being occupied by the users that hold the license to use these bands, called primary users (PU) at any moment and location. The spectrum sensing performance may be affected due to various factors inherent in wireless communication systems such as thermal noise, hidden terminal, multipath fading and blocking or shadowing. One way of easing the effect of these factors is the use of cooperative spectral sensing (cooperative spectrum sensing (CSS). CSS takes advantage of the spatial diversity promoted by several geographically spaced CRs to reduce uncertainty in local decision-making relative to the state of the sensed channel. Nevertheless, in traditional CSS schemes the need for spectral resource is raised due to the increase in the number of CRs in the orthogonal transmission techniques used to provide channels dedicated to these CRs. Recently, a CSS scheme has been proposed where all the CRs in cooperation send simultaneously their individual decisions to the fusion center (FC) using the same frequency of the control channel. Due to this, the spectral efficiency is increased in the use of the control channel. However, as a consequence, the signals received by the CF add up in a noncoherent way due to the intentional interference produced by this scheme. However, even with this interference, the global decision process on the occupation state of the sensed channel can still be performed. In order to improve the performance of this system, a CSS technique was proposed, where the individual decisions of the MCRs are pre-distorted before being sent to the FC simultaneously and at the same frequency, in order to pre-compensate channel gains of control. Due to this, the spectral efficiency of the above mentioned scheme is maintained, in addition to providing better performance in spectral sensing. However, no research was done about the impact of control channel estimation errors in this technique. This thesis analyzes the performance of the CSS technique, with pre-compensation, under the influence of errors in the estimate of the channel gains, which degrade the pre-compensation. In order to assign the analysis of a practical appeal, the estimation errors are modeled in agreement with the linear estimation method under the criterion of minimum mean square error (LMMSE) and with the sample average estimator (SA), allowing an adequate tying between the degree of inaccuracy of the estimation and the signal-to-noise ratio at the input of the receiver where the estimation is performed.
Keywords: Rádio cognitivo; sensoriamento espectral cooperativo; fusão de decisões; pré-compensação de canal
Cognitive radio; co-operative spectral sensing; fusion of decisions; channel pre-compensation.
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia - Telecomunicações
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Instituto Nacional de Telecomunicações
???metadata.dc.publisher.initials???: INATEL
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto Nacional de Telecomunicações
???metadata.dc.publisher.program???: Mestrado em Engenharia de Telecomunicações
Citation: Boas, Fernanda Mitchelly Vilas. Impacto dos erros de estimação de canal na fusão de decisões com pré-distorção aplicada ao sensoriamento espectral cooperativo. 2018. (87]. dissertação( Mestrado em Engenharia de Telecomunicações) - Instituto Nacional de Telecomunicações, [Santa Rita do Sapucai] .
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
???metadata.dc.rights.uri???: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
URI: http://tede.inatel.br:8080/tede/handle/tede/177
Issue Date: 11-Dec-2018
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