Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AluisioIRF_DISSERT.pdf: 1128206 bytes, checksum: 18eb3a8fe85de21077cb33d691adb61b (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Modern wireless systems employ adaptive techniques to provide high throughput while observing desired coverage, Quality of Service (QoS) and capacity. An alternative to further enhance data rate is to apply cognitive radio concepts, where a system is able to exploit unused spectrum on existing licensed bands by sensing the spectrum and opportunistically access unused portions. Techniques like Automatic Modulation Classification (AMC) could help or be vital for such scenarios. Usually, AMC implementations rely on some form of signal pre-processing, which may introduce a high computational cost or make assumptions about the received signal which may not hold (e.g. Gaussianity of noise). This work proposes a new method to perform AMC which uses a similarity measure from the Information Theoretic Learning (ITL) framework, known as correntropy coefficient. It is capable of extracting similarity measurements over a pair of random processes using higher order statistics, yielding in better similarity estimations than by using e.g. correlation coefficient. Experiments carried out by means of computer simulation show that the technique proposed in this paper presents a high rate success in classification of digital modulation, even in the presence of additive white gaussian noise (AWGN) / Os modernos sistemas de comunica??o sem fio empregam, frequentemente, t?cnicas adaptativas para proporcionar uma alta taxa de transmiss?o, enquanto asseguram qualidade de servi?o (QoS) e abrang?ncia de cobertura. Estudos recentes t?m mostrado que esses sistemas podem se tornar ainda mais eficientes com a incorpora??o de t?cnicas de intelig?ncia artificial e de conceitos de r?dio definido por software. Os sistemas que seguem essa linha, conhecidos como Sistemas de R?dio Cognitivo, podem idealmente explorar de forma din?mica e oportun?stica por??es do espectro de frequ?ncias n?o utilizadas, conhecidas como buracos espectrais, com o objetivo de prover altas taxas de transmiss?o de dados com elevada confiabilidade e disponibilidade de servi?o. A Classifica??o Autom?tica de Modula??o (AMC) seria uma habilidade muito ?til nesses sistemas. Normalmente, as t?cnicas de AMC utilizam alguma forma de pr?-processamento do sinal que pode introduzir um alto custo computacional ou necessitar de suposi??es fortes, e at? mesmo imprecisas, sobre o sinal recebido. Este trabalho prop?e o uso direto de uma medida de similaridade, baseada na Teoria da Informa??o, conhecida como coeficiente de correntropia, para extrair informa??es estat?sticas de ordem elevada do sinal, com o objetivo de reconhecer automaticamente o formato de modula??es digitais. Experimentos realizados por meio de simula??o computacional demonstram que a t?cnica proposta neste trabalho apresenta uma alta taxa de sucesso na classifica??o de modula??es digitais, mesmo na presen?a de ru?do aditivo gaussiano branco (AWGN)

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArthurDLL_DISSERT.pdf: 2517302 bytes, checksum: c3d693c770dc1c58bad5f378aba6d268 (MD5) Previous issue date: 2014-06-28 / The increasing demand for high performance wireless communication systems has shown the inefficiency of the current model of fixed allocation of the radio spectrum. In this context, cognitive radio appears as a more efficient alternative, by providing opportunistic spectrum access, with the maximum bandwidth possible. To ensure these requirements, it is necessary that the transmitter identify opportunities for transmission and the receiver recognizes the parameters defined for the communication signal. The techniques that use cyclostationary analysis can be applied to problems in either spectrum sensing and modulation classification, even in low signal-to-noise ratio (SNR) environments. However, despite the robustness, one of the main disadvantages of cyclostationarity is the high computational cost for calculating its functions. This work proposes efficient architectures for obtaining cyclostationary features to be employed in either spectrum sensing and automatic modulation classification (AMC). In the context of spectrum sensing, a parallelized algorithm for extracting cyclostationary features of communication signals is presented. The performance of this features extractor parallelization is evaluated by speedup and parallel eficiency metrics. The architecture for spectrum sensing is analyzed for several configuration of false alarm probability, SNR levels and observation time for BPSK and QPSK modulations. In the context of AMC, the reduced alpha-profile is proposed as as a cyclostationary signature calculated for a reduced cyclic frequencies set. This signature is validated by a modulation classification architecture based on pattern matching. The architecture for AMC is investigated for correct classification rates of AM, BPSK, QPSK, MSK and FSK modulations, considering several scenarios of observation length and SNR levels. The numerical results of performance obtained in this work show the eficiency of the proposed architectures / O aumento da demanda por sistemas de comunica??o sem fio de alto desempenho tem evidenciado a inefici?ncia do atual modelo de aloca??o fixa do espectro de r?dio. Nesse contexto, o r?dio cognitivo surge como uma alternativa mais eficiente, ao proporcionar o acesso oportunista ao espectro, com a maior largura de banda poss?vel. Para garantir esses requisitos, ? necess?rio que o transmissor identifique as oportunidades de transmiss?o e que o receptor reconhe?a os par?metros definidos para o sinal de comunica??o. As t?cnicas que utilizam a an?lise cicloestacion?ria podem ser aplicadas tanto em problemas de sensoriamento espectral, quanto na classifica??o de modula??es, mesmo em ambientes de baixa rela??o sinal-ru?do (SNR). Entretanto, apesar da robustez, uma das principais desvantagens da cicloestacionariedade est? no elevado custo computacional para o c?lculo das suas fun??es. Este trabalho prop?e arquiteturas eficientes de obten??o de caracter?sticas cicloestacion?rias para serem empregadas no sensoriamento espectral e na classifica??o autom?tica de modula??es (AMC). No contexto do sensoriamento espectral, um algoritmo paralelizado para extrair as caracter?sticas cicloestacion?rias de sinais de comunica??o ? apresentado. O desempenho da paraleliza??o desse extrator de caracter?sticas ? avaliado atrav?s das m?tricas de speedup e efici?ncia paralela. A arquitetura de sensoriamento espectral ? analisada para diversas configura??es de probabilidades de falso alarme, n?veis de SNR e tempo de observa??o das modula??es BPSK e QPSK. No contexto da AMC, o perfil-alfa reduzido ? proposto como uma assinatura cicloestacion?ria calculada para um conjunto reduzido de frequ?ncia c?clicas. Essa assinatura ? validada por meio de uma arquitetura de classifica??o baseada no casamento de padr?es. A arquitetura para AMC ? investigada para as taxas de acerto obtidas para as modula??es AM, BPSK, QPSK, MSK e FSK, considerando diversos cen?rios de tempo de observa??o e n?veis de SNR. Os resultados num?ricos de desempenho obtidos neste trabalho demonstram a efici?ncia das arquiteturas propostas

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoAB.pdf: 846082 bytes, checksum: d9718796dd9ac807f8f053e7d371d2bb (MD5) Previous issue date: 2009-09-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This work presents an wideband ring VCO for cognitive radio five-port based receivers. A three-stage differential topology using transmission gate was adopted in order to maintain wide and linear tuning range and a low phase-noise. Monte-Carlo analysis were performed for phase-shift response of individual stages, which is an important figure of merit in five-port works. It was observed a fairly linear correlation between control voltage and oscillation frequency in the range between 200 MHz and 1800 MHz. The VCO was preliminarily designed for IBM 130nm CMOS technology / Este trabalho apresenta um VCO anel banda-larga para ser utilizado em receptores para R?dio Cognitivo baseados no correlator a cinco portas. Uma arquitetura diferencial de tr?s est?gios com porta de transmiss?o ? utilizada como forma de manter uma sintonia linear em larga faixa de frequ?ncias, bem como, um baixo ru?do de fase. An?lises de Monte-Carlo foram feita para avaliar as varia??es de fase em cada est?gio, o que constitui uma figura de m?rito importante em receptores baseados no correlator de cinco portas. Observou-se correspond?ncia razoavelmente linear entre tens?o de controle e freq??ncia de oscila??o na faixa compreendida entre 200 MHz e 1800 MHz. O VCO foi preliminarmente projetado para tecnologia CMOS IBM de 130 nan?metros