Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-19T14:37:10Z
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Previous issue date: 2017-09-18 / Comunicações digitais, seja por voz, mensagens instantâneas, vídeo ou outro conteúdo de mídia, se tornaram uma parte essencial da sociedade moderna. Como consequência, a demanda por sistemas avançados de comunicação está aumentado. Atualmente, as redes de comunicação móvel têm um total de 7,3 bilhões de assinaturas em todo o mundo, das quais 1,4 bilhão pertencem à rede mais nova da quarta geração (4G). Para 2022, são esperadas 8,9 bilhões de assinaturas, sendo 4,3 bilhões de assinaturas 4G. Além disso, também são previstas aplicações que requerem uma alta taxa de transmissão como a realidade virtual (VR). Os sistemas de comunicação também devem alocar a crescente demanda de comunicações máquina a máquina, incluindo a internet das coisas (IoT), redes veiculares e ad hoc (VANETs), como as redes veículo a veículo (V2V) e comunicações veículo a infraestrutura (V2I). Para suportar esta demanda, um aumento na escala de 100 vezes está sendo considerado como um requisito para os padrões de comunicação da futura quinta geração (5G), à qual tem seu emprego previsto para 2020. Uma das tecnologias chaves para permitir uma melhor exploração do escarço espectro é a incorporação de arranjos de antenas aos dispositivos de comunicação. Particularmente, este trabalho tem foco em técnicas de formação de feixe, que podem virtualmente adaptar o padrão de irradiação de um arranjo de antenas de forma a amplificar sinais vindos de uma direção desejada e cancelar sinais vindos de outros ângulos. Portanto, formadores de feixe promovem a separação espacial de múltiplas fontes de sinal, que compartilham uma mesma banda do espectro e, além disso, também podem ser aplicados para mitigação de interferência. Neste trabalho, técnicas e frameworks de formadores de feixe são desenvolvidos levando em conta ruído colorido, arranjos uniformes retangulares (URAs) e sinais banda larga. Para cenários com ruídos coloridos, técnicas de branqueamento, redução de posto e uma transformação são utilizadas. Para a URA e casos banda larga é utilizada uma notação tensorial e a decomposição por meio da análise de fatores paralelos (PARAFAC) é aplicada juntamente com formadores de feixe invariantes em frequência (FIBs). Por fim, um método de avaliação com baixo custo computacional é desenvolvida por meio da transformada da incerteza (UT). / Digital communications, either voice, messaging, video or other media content, have become an essential part of the modern society. As a consequence, the demand for advanced digital communication systems is increasing. Currently, mobile networks have a total of 7.3 billion subscriptions worldwide, from which 1.4 billion belong to the latest fourth generation (4G) network. In 2022, 8.9 billion subscriptions are expected, being 4.3 billion for 4G. Moreover, applications that require a high throughput such as virtual reality (VR) are also foreseen. The communication systems should also fit increasing demands of machine to machine communications, including Internet of things (IoT) and vehicular ad hoc networks (VANETs), such as vehicle to vehicle (V2V) and vehicle to infrastructure (V2I) communications. To support this demand, a 100 fold increase in data rate is being considered as a requirement for future fifth generation (5G) standards, whose deployment starts as early as 2020. One of the key technologies to allow for a better exploitation of the scarce spectrum is the incorporation of antenna arrays into communication devices. In particular, this work focusses on beamforming techniques that can virtually adapt the irradiation pattern of the antenna array based device in order to amplify the signals from a desired direction and to cancel out the interference from other angles. Therefore, beamforming provides the spatial separation of multiple sources sharing the same spectrum band, and can also be applied to mitigate jamming and radio interference. In this work beamforming techniques and frameworks to deal with colored noise scenarios, uniform rectangular arrays (URA) and broadband scenarios are developed. For colored noise scenarios, prewhitening techniques, rank reduction techniques and a transformation are used. For the URA and the broadband scenarios, a tensor notation is adopted and the parallel factor analysis (PARAFAC) tensor decomposition is used along with frequency invariant beamformers (FIBs). Finally, a low computational cost evaluation method that uses the unscented transformation is developed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/24564 |
| Date | 28 March 2017 |
| Creators | Miranda, Ricardo Kehrle |
| Contributors | Costa, João Paulo Carvalho Lustosa da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Inglês |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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