[pt] A tecnologia de rádio cognitivo está em pleno desenvolvimento na academia e indústria, sendo apresentada como uma solução para o reduzir o congestionamento do espectro radioelétrico. Dessa forma, diversos estudos têm sido desenvolvidos para obter novas técnicas de compartilhamento do espectro entre usuários ditos primários e secundários. Estas técnicas devem ser robustas o suficiente para minimizar as colisões de ocupação do espectro entre os usuários supracitados, quando o acesso dinâmico ao espectro for aplicado. O presente estudo investigou as soluções de ocupação compartilhada do espectro, em especial nos para serviços de voz na faixa de 450 MHz. A modelagem de ocupação dos canais, a partir de medidas de transmissões reais, permitiu o desenvolvimento de algoritmo robusto que realiza a predição de espaços espectrais (white spaces) dentro de canais destinados a usuários primários. Esse método proposto define, estatisticamente, uma janela de intervalos de tempo futuros que pode ser utilizada por usuários secundários, por apresentar maior probabilidade de possuir espaços espectrais livres, minimizando as possíveis colisões. O emprego do método proposto aumenta a vazão de informações de modo seguro e,com alto desempenho, otimizando,assim,a utilização do espectro radioelétrico. / [en] The cognitive radio technology is being developedin universities and industry as a solution to the radio spectrum scarcity. This technology willallow spectrum sharing between primary and secondary telecommunication users. The techniques employed must be robust enough to minimize spectrum occupancy collisions, when the dynamic spectrum access is applied. This study investigates the trends of spectrum usersoccupation, particularly in voice services in the 450 MHz frequency band.An users occupancy model was developed taking into accountmeasured data of real transmissions. It allowed the development of a robust algorithm that predicts spectral vacancy in channels allocated to primary users. The method selects, statistically, a group of future time intervals that can be used by secondary users, due to a higher probability of having a free spectral space. The use of this new technique minimizes possible collisions, increasing the flow of information in secure way and optimizing the radio spectrum use.

[pt] O principal efeito causador de indisponibilidade em sistemas de rádio comunicações com freqüências superiores a 10 GHz é a atenuação por chuvas, especificamente a chuva convectiva, que é predominante em climas tropicais. Nesta tese será realizado o estudo e modelagem do comportamento dinâmico da atenuação por chuvas em enlaces terrestres e via satélite, com base em medidas realizadas no Brasil. Os aspectos dinâmicos da atenuação relacionam-se com as funções de distribuição de probabilidade de três variáveis aleatórias: a taxa de variação da atenuação com o tempo, o número de eventos em que um certo nível de atenuação é excedido e as durações individuais destes eventos. Em outras palavras, trata-se de problema de cruzamento de níveis aplicado à série temporal da atenuação. Ao contrário da distribuição cumulativa da atenuação, da qual informação que pode ser efetivamente retirada é limitada, a análise estatística de cada nível de atenuação, em separado, provê uma completa caracterização do fenômeno da atenuação servindo de base para aplicações tais como a construção de técnicas adaptativas de controle de ganho, metodologias de adaptação do sinal por códigos, modulações ou taxas de bits e a elaboração de esquemas de diversidade de rotas, espaço, sítio ou tempo. Utilizando o banco de dados de medidas de atenuação por chuvas em regiões tropicais e equatoriais brasileiras, obtido em medidas realizadas em seis localidades, tanto em enlaces terrestres como via satélite, foram analisados neste trabalho os comportamentos estatísticos da taxa de variação temporal da atenuação e da duração de eventos. Foi tratado, ainda, o problema do cruzamento de níveis aplicado ao conceito de disponibilidade. A informação obtida a partir dos resultados da análise dinâmica pode ser usada, como já mencionado, no tratamento de vários problemas fundamentais do projeto de sistemas de comunicações. A tese tem, também, como objetivo, contribuir para o aumento da base mundial de dados da análise da dinâmica da atenuação, principalmente em climas tropicais e equatoriais, onde tais dados são bastante escassos. / [en] The main effect causing non-availability in radio communication systems operating in frequencies above 10GHz, is the rain attenuation, particularly the heavy convective rain that is predominant in tropical regions. This thesis presents a detailed study and modelling of the dynamics of rain attenuation in terrestrial links and earthspace links, based on data obtained in long-term experimental measurements in Brazil. The dynamic aspects of rain attenuation can be described by probability distribution functions of three variables: the rate of change of the attenuation with time (fade slope), the number of events of a certain level of attenuation to be exceeded and the individual duration of these events. In other words, the level crossing applied to the attenuation time series. In contrast to the cumulative distribution of the attenuation, from which limited information can effectively be obtained, the separate statistical analysis of each level of attenuation can provide a complete understanding of the phenomenon, allowing the development of adaptive power control techniques, methods for signal adaptation using codes, modulation or bits rate and the design of spacial, routing, site and time diversity strategies. The work is based on rain attenuation data measured in terrestrial and earth-space links operating at frequencies above 10 GHz in 6 Brazilian locations. The study includes the analysis and modelling of the statistical behaviour of the rate of variation of the attenuation with time and the event durations. Also considered, is the level crossing problem applied to the availability concept. As mentioned, the information obtained from the dynamic analysis results and modelling can be used for the treatment of various fundamental problems in the radio communication system project. A contribution to increase the database of dynamic attenuation mainly in tropical and equatorial climates, where data is scarce, is also a result of this thesis.

[pt] Este trabalho analisa um problema específico envolvendo o compartilhamento de frequências entre o Serviço Fixo Terrestre (FS) e uma aplicação de alta densidade do Serviço Fixo por Satélite (HDFSS). Este problema, identificado pela primeira vez durante as discussões sobre sistemas de alta densidade ocorridas durante a Conferência Mundial de Radiocomunicações da União Internacional de Telecomunicações de 2003 tem, desde então, sido objeto de diversos estudos. No cenário geral considerado neste trabalho, sistemas do FS e do HDFSS compartilham a mesma faixa de frequências em uma mesma região geográfica. Os sistemas do FS operam como usuários primários e os sistemas HDFSS operam, utilizando técnicas de Rádio Cognitivo, como usuários secundários. Para facilitar a convivência entre os dois serviços, o uso de um Mapa de Ambiente de Rádio (REM - Radio Environment Map) é considerado. Este tipo de mapa, produzido por um Centro de Base de Dados (Data Base Center) a partir de informações recebidas dos usuários secundários, indica em que partes da região geográfica considerada um determinado canal está disponível para uso pelos usuários secundários. Neste trabalho, um novo método de geração de REM é proposto e avaliado. No desenvolvimento do método é utilizada uma modelagem original que considera uma densidade espectral de potência genérica para os sinais transmitidos pelos usuários primários. Além disso, métricas adequadas para avaliar a qualidade de REMs e o desempenho dos métodos de geração são definidas e propostas. Estas métricas são utilizadas numa análise comparativa de desempenho envolvendo o método de geração de REM proposto e um método de geração existente. A análise é feita com base nos resultados obtidos para cenários específicos que, diferentemente dos cenários utilizados em outros trabalhos, considera a existência de múltiplos enlaces do FS na região de interesse. / [en] This work analyzes a specific problem involving the frequency sharing between the Fixed Service (FS) and a High Density application in the Fixed Satellite Service (HDFSS). This problem was first identified through discussions on high density systems held at the 2003 World Radiocommunication Conference and, since then, it has been the object of several studies. This study considers a general scenario involving a geographical area where FS systems shares its operating frequency band with HDFSS systems. The FS systems operate as primary users and the HDFSS systems operate as secondary users using Cognitive Radio techniques. To facilitate the frequency sharing between these two systems, the use of a Radio Environment Map (REM) is considered. This kind of map, produced by a Data Base Center (DBC), is based on the collaboration data received from all secondary users and indicates those locations (inside the considered geographical area) where a given frequency channel is available for use by secondary users. In this work, a new REM generation method is proposed and evaluated. In developing the method, an original mathematical modeling, that considers a generic power spectrum density for the primary users transmissions, is used. Furthermore, appropriate metrics are defined and proposed aiming to assess the REM quality and the REM generation method performance. These metrics are used in a comparative performance analysis involving the proposed REM generation method and an existing generation method. This analysis is based on results obtained for specific scenarios that, unlike those evaluated in other studies, consider the existence of multiple FS links in the geographical area of interest.

[pt] Nesta dissertação é investigada, por meio de simulações computacionais, a utilização do conceito de rádio cognitivo considerando a técnica de sensoriamento espectral aplicada às femtocélulas do sistema móvel LTE Release 10 para reduzir os problemas de interferência entre camadas (cross-tier) existentes em um cenário de coexistências das redes heterogêneas (femtocélulas e macrocélulas). Além disso, é investigada a interferência gerada por parte das femtocélulas LTE Release 10 em receptores de TV Digital operando em bandas de frequência adjacentes. Neste caso, além da simulação computacional foram realizadas medições em cenários de coexistência da femtocélula LTE e do Sistema Brasileiro de TV Digital na banda de frequência de 700 MHz. / [en] This dissertation investigates, using computer simulation, the use of spectrum sensing Cognitive Radio concept applied in femtocells of the LTE Release 10 mobile system in order to reduce the interference cross-tier problems that exists in the coexistence scenario of a heterogeneous network (femto-macrocells). Furthermore, the interference produced by LTE Release 10 femtocells in TV Digital receivers operating in adjacent frequency bands was investigated. In this case, besides the computer simulations measurements were performed in an experimental setup implementing coexistence scenarios of the LTE femtocell and the Brazilian Digital TV System at the 700 MHz frequency band.

[pt] O projeto de sistemas fixos de acesso sem fio em banda larga operando em ambientes abertos em frequências entre 10 e 66 GHz requer um planejamento criterioso devido à necessidade de maximizar a utilização da largura de banda disponível, maximizar a capacidade da rede, garantir requisitos mínimos de disponibilidade e minimizar os custos em um tipo de ambiente e em uma faixa de frequências em que as ondas eletromagnéticas são sujeitas a fenômenos específicos durante a propagação. Este trabalho apresenta os aspectos envolvidos no planejamento de sistemas deste tipo que utilizam topologia ponto-multiponto e atendem à recomendação IEEE 802.16. São apresentados modelos para previsão de cobertura, cálculo da atenuação diferencial por chuvas e previsão da atenuação por chuvas considerando a não-homogeneidade das chuvas em duas dimensões horizontalmente. Os efeitos das interferências no desempenho dos sistemas são analisados em conjunto com alguns exemplos de planejamento das células. Os aspectos importantes para o planejamento da capacidade são descritos e técnicas que permitem maximizar a capacidade são apresentadas. Com o objetivo de organizar todas as informações para ajudar em situações reais uma metodologia de planejamento é proposta incluindo considerações técnicas, mercadológicas e financeiras. / [en] The development of outdoor fixed broadband wireless access (BWA) systems operating at 10-66 GHz frequency requires a carefully planning in order to maximizing the use of the bandwidth, maximizing network capacity, assuring minimum requirements of availability and minimizing costs in an environment and in a frequency band where the propagation of electromagnetic waves are subjected to specific issues. This work presents the aspects related to the development of this kind of system in a point-to- multipoint architecture standardized by the IEEE 802.16 recommendation. Models to predict coverage, estimate differential rain attenuation and predict rain attenuation considering the un-homogeneity of the rain in horizontal plane. The effects of interference in the system performance are discussed with some examples of cell planning. The main aspects of capacity planning are described and techniques to maximize capacity are presented. In order to helping the planners in practical situations the information are organized in a proposal of planning methodology that includes technical, business and marketing issues.

[pt] Com o advento da TV digital no Brasil, a necessidade de reuso dos canais para diferentes entidades, e a importância das emissoras oferecerem a melhor qualidade de serviço para seus usuários, dentre outros fatores, criam um ambiente propício para o estudo de modelos de predição de cobertura para que tanto as emissoras possam dimensionar corretamente suas estações, como os órgãos reguladores possam distribuir os canais de forma harmoniosa. Este trabalho apresenta medidas de campo realizadas nas cidades do Rio de Janeiro, Belo Horizonte e São Paulo e as compara com valores calculados usando os modelos de Deygout-Assis, CRC-Predict, ITU-R P.526 e ITU-R P.1546. / [en] Since the beginning of Digital TV in Brazil, the need of channel reuse for different broadcasters, the importance to offer a service with good quality, among other issues, created a good environment for studying prediction methods for RF coverage, so that broadcasters can correctly specify its stations and also the government regulators can allocate channels without interference. This work presents field measurements made in Rio de Janeiro, Belo Horizonte and São Paulo and compare them with predicted values using the methods of Deygout- Assis, CRC-Predict, ITU-R P.526 e ITU-R P.1546.

[pt] O presente trabalho objetivou investigar as produções oriundas de uma rádio comunitária, intitulada Rádio Comunitária Santa Marta, situada em uma favela de mesmo nome, na zona sul da cidade do Rio de Janeiro, no contexto de práticas policiais conduzidas a partir do ingresso do dispositivo Unidade de Polícia Pacificadora (UPP). A pesquisa apoiou-se nas análises desenvolvidas a partir de observações realizadas junto às produções radiofônicas promovidas pelos moradores da localidade por intermédio da Rádio Santa Marta, 103,3 FM. Com base no pensamento de Michel Foucault, a presente pesquisa conduziu a reflexão sobre os modos de resistência suscitados não apenas a partir das programações regulares da rádio, mas também por ações coletivas (fóruns, debates a céu aberto, manifestos, eventos festivos). Ações estas responsáveis em fazer frente ao programa de segurança pública no que diz respeito às práticas de combate ao crime, assim como aos regimes de gestão governamental destinados à regulamentação de práticas e discursos na favela. Ao longo de aproximadamente 3 (três) anos de investigação, foi realizado extenso acompanhamento junto às diferentes produções da Rádio Santa Marta, o que foi possível com o uso do recurso de diário de campo. Posteriormente, entrevistas foram feitas individualmente com os participantes da rádio, incluindo os responsáveis pela programação e seus ouvintes, contabilizando um total de 10 (dez). A partir da referida metodologia, buscou-se pesquisar as tensões envolvendo os modos de gestão de vida no interior da favela com base nas produções discursivas autorizadas pelo dispositivo rádio. / [en] This study aimed to investigate the production originated from a community radio, community radio titled Santa Marta, located in a slum of the same name, in the southern city of Rio de Janeiro, in the context of police practices conducted from entering the Unit device Pacifying Police (UPP). The research was based on analyzes developed from observations made with the radio productions promoted by local residents by Radio Santa Marta, 103.3 FM. Based on Michel Foucault, this research led to reflection on the modes of resistance arising not only from regular radio schedules, but also by collective actions (forums, debates in the open, manifest, festivities). Responsible for these actions to tackle the public safety program with respect to the practices of combating crime, as well as to government management regimes for the regulation of practices and discourses in the slum. Over approximately three (3) years of research, extensive monitoring was conducted among the different productions of Radio Santa Marta, which was possible using the journaling feature field. Subsequently, interviews were conducted individually with the participants of the radio, including those responsible for programming and its listeners, accounting for a total of 10 (ten). From the above method, we sought to investigate the tensions involving management modes of life within the favela based on discursive productions authorized by radio device.

[pt] Com o desenvolvimento tecnológico no setor de telecomunicações, o espectro radioelétrico está quase totalmente ocupado com um grande número de múltiplas atribuições para os muitos serviços sem fio de aplicação comercial e, também, não comercial, tais como defesa, controle de tráfego aéreo e exploração científica. O espectro eletromagnético é um recurso natural precioso e escasso, por isso, importantes esforços estão sendo direcionados para o desenvolvimento de rádios cognitivos, com capacidade de sensoriar o uso do espectro e utilizar frequências momentaneamente disponíveis de forma oportunista. O rastreamento e a utilização de intervalos espectrais, ou white spaces, através da tecnologia de rádios cognitivos, permitirá aumentar a eficiência de uso do espectro com a introdução de novos serviços de telecomunicações a serem explorados por usuários secundários, obrigados a não interferir ou a provocar interferência muito limitada nos usuários primários. O objetivo geral deste trabalho é avaliar os principais algoritmos de detecção dos intervalos espectrais (Detector de Energia, Detecção do Valor Absoluto de Covariância, Sensoriamento de Covariância Espectral) por meio de simulações com dados experimentais obtidos em campanhas de medições e testes em laboratório. Os algoritmos foram testados para avaliar o seu desempenho em termos de probabilidade de detecção dada uma probabilidade de falso alarme requerida, complexidade computacional e robustez quanto a relações sinal-a-ruído baixas. Os dados experimentais utilizados provêm de campanhas de medidas realizadas em ambiente urbano na faixa de 3.5 GHz. / [en] With the technological development of the telecommunications industry, the radio spectrum is almost fully occupied with a large number of multiple assignments for wireless services for both commercial and non-commercial applications, such as defense, air traffic control and scientific exploration. The electromagnetic spectrum is a precious and scarce natural resource. Therefore, a considerable effort is being directed at the development of cognitive radios, capable of sensoring the spectrum and using momentarily available frequency bands in an opportunistic way. The tracking and using of these spectral intervals, or white spaces, using cognitive radio technology will enhance the efficiency of the spectrum use and allow the introduction of new telecommunications services to be exploited by secondary users, obliged not to interfere or produce very limited interference to primary users. The aim of this study is to evaluate the main algorithms for detection of spectral intervals (Energy Detector, Detection of Covariance Absolute Value, Spectral Covariance Sensing) through simulations with experimental data obtained in field measurements campaigns. The algorithms were tested to evaluate their performance in terms of detection probability given a required false alarm probability, computational complexity and robustness in low signal-to-noise conditions. The experimental data used comes from the measurements campaigns in urban environments at the 3.5 GHz band.

[pt] Este trabalho investiga o comportamento de métodos de alocação de canais para Sistemas Móveis Celulares quando associados ao uso de canais de guarda para priorizar chamadas que estejam em handoff. O objetivo desta associação é uma maior qualidade da ligação comparada à obtida quando não se faz uso dessa técnica. Resultados de simulações mostram que este objetivo pode ser atingido. / [en] This work investigates the behavior of channel allocation schemes for Mobile Cellular Systems, when associated with channel guards giving priority to calls that are in handoff procedure. The objective of this association is a better call quality compared to the one in which this technique is not used. Simulation results show that indeed this can be achieved.

[pt] O esforço de caracterização da influência da vegetação sobre enlaces de radiocomunicação é de grande importância para o dimensionamento de modernos sistemas de comunicação. Baseado em uma extensa campanha de medições, este trabalho pretende caracterizar e propor um modelo de predição de perda de propagação sobre espaços vegetados em banda estreita na faixa de 700 MHz adequado às características morfológicas brasileiras. / [en] The characterization effort of vegetation influence on radiocommunication link fading has a great importance on the design of modern communication systems. Based on an intensive narrow band measurement campaign, this work intends to characterize and propose a model for predicting propagation loss over vegetated areas at the UHF range of 700 MHz.