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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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/15505 |
| Date | 28 June 2014 |
| Creators | Lima, Arthur Diego de Lira |
| Contributors | CPF:02863206494, http://lattes.cnpq.br/4139452169580807, Martins, Allan de Medeiros, CPF:01979076448, http://lattes.cnpq.br/4402694969508077, Fernandes, Marcelo Augusto Costa, CPF:02099790469, http://lattes.cnpq.br/3475337353676349, Gurj?o, Edmar Candeia, CPF:88464245491, http://lattes.cnpq.br/9200464668550566, Silveira, Luiz Felipe de Queiroz |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia El?trica, UFRN, BR, Automa??o e Sistemas; Engenharia de Computa??o; Telecomunica??es |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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