Classificação Automática de Modulação Digital com uso de Correntropia para Ambientes de Rádio Cognitivo

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)

Handoff de espectro em redes baseadas em rádio cognitivo utilizando redes neurais artificiais

Hoje, o espectro de rádio é um dos mais importantes recursos naturais no mundo. Segundo relatórios da FCC (do inglês, Federal Communications Commission), as bandas licenciadas, apesar de abundantes, são pobremente utilizadas. A tecnologia de rádio cognitivo visa melhorar a eficiência espectral através do acesso oportunista ao espectro. Permite que novas aplicações baseadas em comunicação sem fio sejam suportadas, sem interferir na comunicação licenciada e buscando garantir a qualidade de serviço das aplicações que a utilizam. Neste âmbito, o handoff de espectro é um dos requisitos essenciais e críticos na adoção desta tecnologia. Este trabalho realiza uma discussão da tecnologia de rádio cognitivo, propõe e avalia uma estratégia proativa para handoff de espectro em redes baseadas em rádio cognitivo utilizando Redes Neurais Artificiais. O desempenho da proposta em termos de nível de interferência ao usuário primário, número de handoffs de espectro realizado pelo usuário secundário e utilização espectral, é comparado com o obtido por um esquema reativo. Diferentemente de outras propostas que se baseiam em modelos estocásticos pré-definidos, utilizaram-se medidas reais de sensoriamento disponibilizados pelo IEEE Dyspan 2008 para avaliar a proposta. Resultados numéricos mostram a superioridade do esquema proposto.

Uma abordagem para otimização do período de sensoriamento em rádio cognitivo com algoritmo genético multiobjetivo

A eficiência espectral em redes baseadas na tecnologia de Rádio Cognitivo (RC) pode ser comprometida caso o rádio seja utilizado por muito tempo para a detecção em vez da transmissão de dados. Por isso, tornam-se necessários esquemas de sensoriamento que tenham o objetivo de obter o máximo possível de utilização do espectro, evitando sensoriamento desnecessário, bem como, obtendo o mínimo de interferência na transmissão do usuário primário decorrente de detecção incorreta de sua transmissão. Neste trabalho, propomos a utilização de Algoritmos Genéticos para realizar a adaptação do período de sensoriamento. O objetivo é obter um período de sensoriamento ótimo para os canais com vistas a maximizar a descoberta de oportunidades no espectro e minimizar o overhead decorrente do sensoriamento. A maioria dos trabalhos relacionados a este assunto considera que o overhead de sensoriamento é fixo, não levando em conta que alguns canais podem ter menor tolerância à interferência que outros. A proposta apresentada neste trabalho pode adaptar-se aos requisitos de tolerância à interferência no canal licenciado por meio da determinação de um período de sensoriamento que otimize as oportunidades para qualquer valor de overhead definido. Nossa proposta consegue obter um ganho de até 90% em relação às técnicas não otimizadas no número de oportunidades encontradas, até 40,9% no ganho de transmissão útil e obteve uma redução no tempo de interferência de 66,83%, bem como resultados similares aos obtidos por uma proposta otimizada presente na literatura, com a vantagem de permitir a adaptação do overhead de sensoriamento.

Characterization and modelling of software defined radio front-ends

O presente trabalho tem por objectivo estudar a caracterização e modelação de arquitecturas de rádio frequência para aplicações em rádios definidos por software e rádios cognitivos. O constante aparecimento no mercado de novos padrões e tecnologias para comunicações sem fios têm levantado algumas limitações à implementação de transceptores rádio de banda larga. Para além disso, o uso de sistemas reconfiguráveis e adaptáveis baseados no conceito de rádio definido por software e rádio cognitivo assegurará a evolução para a próxima geração de comunicações sem fios. A ideia base desta tese passa por resolver alguns problemas em aberto e propor avanços relevantes, tirando para isso partido das capacidades providenciadas pelos processadores digitais de sinal de forma a melhorar o desempenho global dos sistemas propostos. Inicialmente, serão abordadas várias estratégias para a implementação e projecto de transceptores rádio, concentrando-se sempre na aplicabilidade específica a sistemas de rádio definido por software e rádio cognitivo. Serão também discutidas soluções actuais de instrumentação capaz de caracterizar um dispositivo que opere simultaneamente nos domínios analógico e digital, bem como, os próximos passos nesta área de caracterização e modelação. Além disso, iremos apresentar novos formatos de modelos comportamentais construídos especificamente para a descrição e caracterização não-linear de receptores de amostragem passa-banda, bem como, para sistemas nãolineares que utilizem sinais multi-portadora. Será apresentada uma nova arquitectura suportada na avaliação estatística dos sinais rádio que permite aumentar a gama dinâmica do receptor em situações de multi-portadora. Da mesma forma, será apresentada uma técnica de maximização da largura de banda de recepção baseada na utilização do receptor de amostragem passa-banda no formato complexo. Finalmente, importa referir que todas as arquitecturas propostas serão acompanhadas por uma introdução teórica e simulações, sempre que possível, sendo após isto validadas experimentalmente por protótipos laboratoriais.

Reconfigurable antenna for mobile terminal

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações

VCO Banda Larga Integrado para Receptor a Cinco Portas

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

Arquiteturas eficientes para sensoriamento espectral e classificação automática de modulações usando características cicloestacionárias

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

SIRCo: uma arquitetura para Sensoriamento Inteligente de Rádios Cognitivos

The increased demand for using the Industrial, Scientific and Medical (ISM) unlicensed frequency spectrum has caused interference problems and lack of resource availability for wireless networks. Cognitive radio (CR) have emerged as an alternative to reduce interference and intelligently use the spectrum. Several protocols were proposed aiming to mitigate these problems, but most have not been implemented in real devices. This work presents an architecture for Intelligent Sensing for Cognitive Radios (ISCRa), and a spectrum decision model (SDM) based on Artificial Neural Networks (ANN), which uses as input a database with local spectrum behavior and a database with primary users information. For comparison, a spectrum decision model based on AHP, which employs advanced techniques in its spectrum decision method was implemented. Another spectrum decision model that considers only a physical parameter for channel classification was also implemented. Spectrum decision models evaluated, as well as ISCRa's architecture were developed in GNU-Radio framework and implemented on real nodes. Evaluation of SDMs considered metrics of: delivery rate, latency (Round Trip Time - RTT) and handoff. Experiments on real nodes showed that ISCRa architecture with ANN based SDM increased packet delivery rate and presented fewer frequency variation (handoff) while maintaining latency. Considering higher bandwidth as application's Quality of Service requirement, ANN-SDM obtained the best results when compared to other SDM for cognitive radio networks (CRN).

Utilização de técnica de detecção de mudança aplicada ao sensoriamento espectral para rádios cognitivos

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015.

Rádio digital

Consultoria Legislativa - Área XIV - Comunicação Social, Informática, Telecomunicações, Sistema Postal, Ciência e Tecnologia.

Outorgas e renovações de rádio e tv : a radiodifusão no Senado Federal 1999-2008

Aborda a aprovação de outorgas e renovações de rádio e tv pelo Senado Federal. Investiga relatórios de comissões e da Presidência do Senado, no período de 1999 a 2008, para quantificar a aprovação de projetos de decreto legislativo sobre o assunto. Analisa os partidos políticos mais beneficiados, as regiões e os Estados mais contemplados, as categorias de outorgas e renovações mais aprovadas e o fluxo dessas matérias em períodos eleitorais. Verifica a relação entre os projetos de radiodifusão que tramitaram no Senado, no período pesquisado, e a localidade da emissora.

Hacia un enfoque cognitivo-constructivista de la didáctica de la traducción

Eterio Pajares, Raquel Merino y José Miguel Santamaría (eds.)

Fragilidade e desempenho cognitivo em idosos clientes de uma operadora de saúde da zona norte da cidade do Rio de Janeiro

Alguns autores entendem o declínio cognitivo como fator de risco para fragilidade. No entanto, outros estudos apresentam a fragilidade como fator de risco para declínio cognitivo. O presente estudo também entende a relação entre fragilidade e desempenho cognitivo neste sentido. Ainda são poucos os estudos que avaliaram esta associação na literatura internacional e não identificamos nenhum estudo conduzido no Brasil, ou mesmo na América Latina, que a tenha investigado. Este estudo tem como objetivo, investigar a associação entre a síndrome da fragilidade e desempenho cognitivo em idosos, e o efeito da escolaridade e da idade nesta associação. Para isto, analisaram-se dados seccionais da Fase 1 do Estudo da fragilidade em Idosos Brasileiros (Rede FIBRA - Fragilidade em Idosos Brasileiros), relativos à clientes de uma operadora particular de saúde, com 65 anos ou mais, residentes na zona norte da cidade do Rio de Janeiro. A população final de estudo foi de 737 idosos. O desempenho cognitivo foi avaliado através do Mini Exame do Estado Mental (MEEM). Foram considerados frágeis os indivíduos que apresentaram três ou mais das seguintes características: perda de peso não intencional (mais de 4,5Kg no último ano); sensação de exaustão auto-relatada; baixo nível de força de preensão palmar (sujeitos no primeiro quintil); baixo nível de atividade física (sujeitos no primeiro quintil do Minnesota) e lentificação da marcha (sujeitos no primeiro quintil). Também foram coletadas informações sobre características socioeconômicas e demográficas, apoio social, condições médicas e capacidade funcional. O desempenho cognitivo (MEEM) e a fragilidade foram analisados como variáveis dicotômicas. Avaliou-se o papel da idade e escolaridade como possíveis modificadoras de efeito na associação entre fragilidade e baixo desempenho cognitivo. A avaliação da associação entre fragilidade e desempenho cognitivo foi feita através de regressão logística multivariada. A variável idade se comportou como modificadora de efeito na associação entre fragilidade e desempenho cognitivo, x(5) = 806,97, p<0,0001. O mesmo não ocorreu com a variável escolaridade. Os idosos frágeis apresentaram uma maior prevalência de baixo desempenho cognitivo, quando comparados aos idosos não-frágeis ou pré-frágeis, nos três estratos estudados (65 a 74 anos;75 a 84 anos; >_85 anos), p<0,001. A associação entre fragilidade e baixo desempenho cognitivo foi encontrada somente em idosos com 75 anos ou mais, sendo OR bruto=2,68 (IC 95% 1,29 5,53) para idosos de 75 a 84 anos e OR bruto= 6,39 (IC 95% 1,82 - 22,42) para idosos de 85 anos ou mais. Após ajuste pelas condições de saúde, capacidade funcional e pelas variáveis socioeconômicas e demográficas, a associação entre fragilidade e baixo desempenho cognitivo se manteve nesses estratos, OR aj=2,78 (IC 95% 1,23 - 6,27) para 75 a 84 anos e OR aj=15,62 (IC 95% 2,20 110,99) para 85 anos ou mais. A síndrome da fragilidade está, portanto, associada ao baixo desempenho cognitivo em idosos. A idade revelou-se como modificadora de efeito nesta associação. Os idosos com idade mais avançada revelaram uma associação mais expressiva entre os dois fenômenos.

Aprimoramento cognitivo farmacológico: grupos focais com universitários

O presente trabalho analisou como os estudantes universitários avaliam o uso de psicofármacos por pessoas que pretendem melhorar o rendimento cognitivo sem apresentar prejuízo nessa habilidade mental. Esse tipo de remédio só pode ser comercializado através de receita médica especial. Dessa forma, o uso não-médico desse tipo de droga, chamado também de aprimoramento neurocognitivo farmacológico, é ilegal. Com o crescimento no número de estudantes universitários americanos e canadenses que utilizam estimulantes para melhorar a performance acadêmica, o tema tornou-se uma preocupação para a Saúde Pública nos respectivos países. O aprimoramento neurocognitivo farmacológico vem sendo muito discutido no campo da Neuroética. Nos debates dessa a prática são avaliados os riscos e benefícios que essa prática pode trazer para o indivíduo e à sociedade. No Brasil, esse assunto é pouco discutido. Assim, a investigação sobre a compreensão e avaliação que estudantes universitários fazem sobre esse tema trouxe informações que podem ampliar o conhecimento sobre tema no Brasil. A investigação foi realizada através de três grupos focais com estudantes universitários. Os resultados indicaram que questões como pressão social (exigência de bons resultados), segurança do medicamento, risco de coerção social, possibilidade de essa prática aumentar a injustiça social foram as principais preocupações da população entrevistada. Alguns aspectos foram compreendidos de maneira bastantes polarizada. Não está claro para os participantes dos grupos focais, por exemplo, se esta é ou não uma prática desonesta e se a melhora no rendimento cognitivo pode ser entendida como sendo legítima da pessoa. Esses e outros dados mostram que a compreensão do tema aprimoramento neurocognitivo farmacológico é muito influenciada por dois aspectos. O primeiro aspecto se refere ao entendimento prévio que a pessoa tem sobre a relação entre cérebro e comportamento e sobre a relação entre indivíduo e grupo social. O segundo aspecto é a influência que os textos que informam sobre ciência exercem sobre os leitores. Nesse sentido, a aplicação dos grupos focais mostrou-se um importante meio para conhecer o entendimento dos estudantes universitários sobre o aprimoramento neurocognitivo farmacológico e, dessa forma, contribuir para a discussão desse tema no Brasil.

Análisis de la influencia del contexto familiar en el desarrollo cognitivo de niñas y niños de 4 años.

222 p. + anexos