Sensoriamento de espectro em sistema de rádio cognitivo com desvanecimento composto

Abstract

O desejo pela evolução dos sistemas de telecomunicações e as questões relativas à escassez es- pectral impulsionam o desenvolvimento de tecnologias de comunicação sem fio mais eficientes e mais inteligentes. Pautado neste paradigma tecnológico, este trabalho apresenta e investiga a análise de sistemas de rádios cognitivos com ênfase em sensoriamento espectral baseado em detecção de energia, operando em canais modelados pelas distribuições compostas Nakagami- m/Gamma e κ-μ sombreada. Investigam-se as probabilidades de detecção, de alarme falso e de perda de detecção em cenários de sensoriamento simples e cooperativo. Medidas de campo são utilizadas para investigar a utilidade prática dos modelos compostos Nakagami-m/Gamma e κ-μ sombreado, ilustrando o excelente ajuste destas distribuições a dados obtidos em ambien- tes reais. Comparando os modelos de desvanecimento tradicionais com os modelos compostos, observa-se a vantagem em se modelar canais com distribuições compostas, uma vez que estas caracterizam os canais de modo mais realístico. A fim de ampliar a análise de modelos de des- vanecimento compostos, esta dissertação propõe e realiza uma investigação prática da função de densidade de probabilidade (PDF) e da função de densidade acumulativa (CDF) da distribuição composta α-μ/α-μ que é um resultado recente na literatura. A distribuição composta α-μ/α-μ, que descreve mutuamente os efeitos dos desvanecimentos de pequena e de larga escala, pode ser considerada uma importante ferramenta matemática para modelar uma ampla variedade de canais de comunicação. A presente investigação inclui comparações entre PDFs e CDFs teóri- cas e práticas. A análise foi realizada para sistemas de comunicação operando em 700 MHz, 1800 MHz e 2500 MHz, em ambientes urbanos típicos. Os resultados comprovam a utilidade, a eficiência e a flexibilidade do modelo α-μ/α-μ e a investigação abordada proporciona uma base informativa para uma posterior análise em sistemas de rádios cognitivos.