Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2016-02-01T14:42:19Z No. of bitstreams: 1 2015_AnnitadeOliveiraPetrocchiRibas .pdf: 1074504 bytes, checksum: 58533254cb870707c878743ee4ef1440 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2016-02-02T11:40:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AnnitadeOliveiraPetrocchiRibas .pdf: 1074504 bytes, checksum: 58533254cb870707c878743ee4ef1440 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-02T11:40:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AnnitadeOliveiraPetrocchiRibas .pdf: 1074504 bytes, checksum: 58533254cb870707c878743ee4ef1440 (MD5) / Este trabalho tem como objetivo estudar e investigar sistemas de rádios cognitivos operando por meio de sensoriamento do espectro utilizando detecção de energia baseada em dois limiares de detecção em canais sob desvanecimento generalizado kappa-mu. Neste contexto, são obtidas formulações e analisada a capacidade do sistema proposto. Para isso, utilizam-se duas métricas: curvas ROC (do inglês Receiver Operating Characteristics} e AUC (do inglês Area Under the ROC curve). Nas curvas ROC é possível investigar a probabilidade de não detecção (Pm, do inglês missing probability) versus a probabilidade de falso alarme (Pf, do inglês false-alarm probability). Nesta dissertação, curvas ROC são obtidas para diferentes valores dos parâmetros físicos da distribuição kappa-mu considerando os modelos de um limiar de detecção e dois limiares de detecção por energia, e estas curvas são comparadas para demonstrar o efeito de ambos os esquemas. Além disso, é analisado o impacto da incerteza na estimação da potência do ruído e o impacto da implementação de técnicas de diversidade espacial na performance do detector de dois limiares. Para os cenários de detecção por dois limiares de energia, análises numéricas e medições de campo são utilizadas para demonstrar a flexibilidade do modelo proposto sob ambientes de desvanecimento kappa-mu e incerteza no ruído. Para a métrica da área sob as Curvas ROC, diferentes cenários considerando desvanecimento, incerteza do ruído e diversidade são investigados, de forma a demonstrar a capacidade global de detecção do sistema. / This work's objective is to study the double threshold spectrum-sensing energy detection model for kappa-mu fading channels. Theoretical formulas will be obtained and help to analyze the channel's capability behavior for the proposed model. In order to do that, the ROC (Receiver Operating Characteristics) curve will be explained and the AUC (Area Under the ROC Curve) will be used as a way of measuring the performance of the system. In the ROC curve, it is possible to obtain the probability of miss detection (Pm) versus the probability of false alarm (Pf). Physical parameters are set using the kappa-mu distribution to generate different ROC curves for the single and double threshold models. Then, the graphics are compared so that both models characteristics and performance are better explained. Also, the uncertainty on the noise power estimation and diversity techniques are analyzed when using the double threshold model. Different scenarios considering noise uncertainty and diversity are investigated. Theoretical simulations are performed to better compare the ROC curves for these different scenarios using the single and double threshold models and considering fading.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-18T18:51:35Z No. of bitstreams: 1 2015_KimMoraesMota.pdf: 2053512 bytes, checksum: e83446c12f2f6335b56da16ea1566b39 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-21T21:13:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_KimMoraesMota.pdf: 2053512 bytes, checksum: e83446c12f2f6335b56da16ea1566b39 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-21T21:13:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_KimMoraesMota.pdf: 2053512 bytes, checksum: e83446c12f2f6335b56da16ea1566b39 (MD5) / A busca pela evolução tecnológica, que permita que as redes de telecomunicações se desenvolvam de forma inovadora, fomenta as pesquisas relacionadas às tendências, às perspectivas e às características das futuras redes de comunicação sem fio. Motivado pela exploração de futuras redes de telecomunicação, este trabalho apresenta a análise de capacidade do canal para redes sem fio operando na faixa de ondas milimétricas e em ambientes em desvanecimento, modelados pelas distribuições generalizadas α-µ e κ-µ. Mais especificamente, são exploradas a capacidade de canal, a capacidade ergódica e a capacidade de outage, considerando-se as frequências de 28 GHz, 38 GHz, 60 GHz e 73 GHz com 1 GHz de largura de banda. Ademais, são realizadas comparações de capacidade de sistemas móveis atuais com redes em ondas milimétricas. Esta dissertação de mestrado analisa também a capacidade de sistemas em cenário de compartilhamento espectral. São obtidas expressões gerais e exatas para a função de densidade de probabilidade, para a função de distribuição acumulada e para o valor médio da razão de variáveis aleatórias independentes e não identicamente distribuídas, modeladas pela distribuição η-µ. Por meio das expressões obtidas avalia-se a probabilidade de outage, a capacidade limitada ao atraso e a capacidade ergódica de redes em compartilhamento espectral. Os resultados obtidos permitem que se avaliem os limites teóricos da capacidade do tráfego de dados de redes operando em ondas milimétricas e de redes em cenário de compartilhamento espectral. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The quest for technological evolution, that allows telecommunications networks are developed in an innovative way, promotes the researches related to trends, perspectives and characteristics of future wireless communication networks. Motivated by the exploitation of future telecommunication networks, this work presents the channel capacity analysis of wireless networks operating in the millimeter waves frequency range and in fading environments, modeled by α-µ and κ-µ generalized distributions. More specifically, the channel capacity, the ergodic capacity and outage capacity, considering the frequencies in 28 GHz, 38 GHz, 60 GHz and 73 GHz with 1 GHz bandwidth are exploited. Moreover, capacity comparisons are made between current mobile systems and millimeter wave networks. This work also analyzes the systems capability in spectrum sharing scenario. General and exact expressions for the probability density function, cumulative distribution function and for the average ratio of independent and not identically distributed η-µ random variables are obtained. From the obtained expression, the outage probability, the delay-limited capacity and the ergodic capacity in sharing spectrum systems are evaluated. The results allow us to evaluate the theoretical capacity limits of the network data traffic operating in millimeter waves and in spectral sharing scenarios.