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` Redes de Rádios Cognitivos: Arquiteturas, Sensoriamento Espectral e Questões Regulatórias Minicurso Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília,

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1 ` Redes de Rádios Cognitivos: Arquiteturas, Sensoriamento Espectral e Questões Regulatórias Minicurso Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Rafael Kunst, Cristiano Both, Lucas Bondan, Maicon Kist, José Jair Santanna, Leonardo Faganello, Lisandro Granville, Juergen Rochol

2 Introdução a Redes de Rádios Cognitivos Funções Cognitivas Arquiteturas para Acesso ao Espectro Gerenciamento de Rádios Cognitivos Cenários de Utilização Pesquisas em Rádios Cognitivos Considerações Finais 2 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

3 3 Introdução Redes de próxima geração demandam banda larga Serviços de banda larga (vídeo, voz e dados) Cobertura cidade e zona rural (WPANs, WLANs, WMANs, WRANs) Demanda por espectro de frequências gera escassez deste recurso Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

4 4 Introdução (cont.) A política atual de alocação do espectro colabora para o problema da escassez A alocação do espectro é definida por agências governamentais (Anatel, FCC, etc) Grande parte do espectro está alocado, porém subutilizado [39] Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

5 5 Utilização do Espectro nos Estados Unidos

6 6 Introdução (cont.) Rádio cognitivo é um conceito que possibilita o acesso dinâmico ao espectro de frequências Usuários primários (licenciados) e secundários (oportunistas) compartilham o espectro Usuários secundários devem ser capazes de adaptar a frequência de transmissão dinamicamente Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

7 7 Questões Regulatórias 2002: Nos Estados Unidos a FCC propôs a exploração de canais de TV para prover acesso de banda larga em zonas rurais 2004: Canais 5 a 13 (VHF) e 15 a 51 (UHF) foram reservados 2009: padrão IEEE foi publicado Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

8 8 Questões Regulatórias no Brasil Recomendações e decretos em vigor: Lei n de 1997 LGT: Lei Geral das Telecomunicações Decreto n (2003): Sistema Brasileiro de TV digital Recomendação ITU-R, BT.798-1: Canalização VHF e UHF Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

9 9 Questões Regulatórias no Brasil Anatel ainda não regulamentou faixas de frequência para RC A implantação de TV Digital deve colaborar para esta regulamentação Com a digitalização, faixas de frequência devem ser liberadas para RC Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

10 10 Canais de TV Digital Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de MHz

11 11 Canais UHF e VHF Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

12 Introdução a Redes de Rádios Cognitivos Funções Cognitivas Arquiteturas para Acesso ao Espectro Gerenciamento de Rádios Cognitivos Cenários de Utilização Pesquisas em Rádios Cognitivos Considerações Finais 12 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

13 13 Funções Cognitivas Dois tipos de usuários: primários e secundários Requer a implementação de mecanismos para: Coexistência entre os usuários Gerenciamento do sensoriamento espectral Gerenciamento da geolocalização Dynamic Spectrum Access (DSA) Coexistência entre redes através do Coexistence Beacon Protocol (CBP) Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

14 14 Funções Cognitivas (cont.) Usuários secundários devem implementar quatro mecanismos para lidar com a escassez espectral: 1.Determinar porções não utilizadas do espectro 2.Selecionar o melhor canal dentre os disponíveis 3.Compartilhar o acesso com outros usuários 4.Liberar o canal quando um usuário primário desejar transmitir Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

15 Camada de Enlace 15 Funções Cognitivas [52] Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Energia Frequência Tempo Livre Camada Física Sensoriamento Compartilhamento Decisão Mobilidade Atividades dos usuários primários Requisição de adaptação Relatório de reconfiguração do rádio Quatro funções definidas para possibilitar a implementação dessas técnicas

16 16 Sensoriamento Espectral [46] Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Sensoriamento Espectral Detecção do Sinal do Transmissor Sensoriamento Cooperativo Baseado na Interferência Sensoriamento Cicloestacionário Detecção de Formato de Onda Detecção de Energia Identificação de Rádio Filtragem Casada CentralizadoDistribuído

17 Yucek, T.; Arslan, H.;, "A survey of spectrum sensing algorithms for cognitive radio applications," Communications Surveys & Tutorials, IEEE, vol.11, no.1, pp , First Quarter 2009 Sensoriamento Cicloestacionário Detecção de Formato de Onda 17 Sensoriamento Espectral [46] Detecção de Energia Identificação de Rádio Filtragem Casada Técnica mais utilizada Compara a energia percebida do sinal com um limite Simples e barata Conhecimento sobre as características do sinal do usuário primário é necessário Não diferencia o sinal do usuário primário do ruído Técnica mais utilizada Compara a energia percebida do sinal com um limite Simples e barata Conhecimento sobre as características do sinal do usuário primário é necessário Não diferencia o sinal do usuário primário do ruído Baseada no reconhecimento de padrões Obtida pela correlação entre o sinal recebido e uma cópia previamente conhecida deste sinal Demanda conhecimento sobre os padrões de sinais, o que nem sempre está disponível Muito aplicado através do reconhecimento do padrão de preâmbulo dos sinais Baseada no reconhecimento de padrões Obtida pela correlação entre o sinal recebido e uma cópia previamente conhecida deste sinal Demanda conhecimento sobre os padrões de sinais, o que nem sempre está disponível Muito aplicado através do reconhecimento do padrão de preâmbulo dos sinais Utiliza a periodicidade dos sinais Pode ser introduzida intencionalmente para permitir o sensoriamento espectral Técnica robusta em cenários com elevada quantidade de ruídos e interferências Demanda muitos recursos de processamento Tempo para detecção elevado Utiliza a periodicidade dos sinais Pode ser introduzida intencionalmente para permitir o sensoriamento espectral Técnica robusta em cenários com elevada quantidade de ruídos e interferências Demanda muitos recursos de processamento Tempo para detecção elevado Reconhecimento da tecnologia utilizada pelos usuários primários Demanda conhecimento completo sobre o sinal transmitido pelos usuários primários Trabalha em conjunto com outras técnicas Detecção de energia [47, 48] Detecção de formato de onda [49] Reconhecimento da tecnologia utilizada pelos usuários primários Demanda conhecimento completo sobre o sinal transmitido pelos usuários primários Trabalha em conjunto com outras técnicas Detecção de energia [47, 48] Detecção de formato de onda [49] Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Método ótimo para detecção, quando o sinal do usuário primário é conhecido [50] Pouco tempo é necessário para o sensoriamento Requer conhecimento perfeito das características do sinal do usuário primário Frequência de operação, técnica de modulação, formato do quadro, etc [51] Método ótimo para detecção, quando o sinal do usuário primário é conhecido [50] Pouco tempo é necessário para o sensoriamento Requer conhecimento perfeito das características do sinal do usuário primário Frequência de operação, técnica de modulação, formato do quadro, etc [51]

18 18 Compartilhamento Espectral [52] Unidade Central Centralizado [53] Requisição/Resposta - Políticas Usuário secundário Área de compartilhamento espectral Distribuído [54]Colaborativo [52] Mapa de alocação espectral Base de Políticas Network #1Network #2 Base de Políticas Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Base de Políticas

19 19 Decisão Espectral [56] Usuário secundário seleciona o melhor canal disponível Leva em consideração o histórico do canal Interferências Média de utilização Atrasos/Jitter Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Selecionado Analisa o passado

20 20 Mobilidade Espectral [52] Alteração na configuração do dispositivo ( Handoff espectral ) Recebe informações da função de decisão espectral A duração do handoff deve ser conhecida pelos usuários secundários para evitar interferências Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Selecionado Handoff

21 Introdução a Redes de Rádios Cognitivos Funções Cognitivas Arquiteturas para Acesso ao Espectro Gerenciamento de Rádios Cognitivos Cenários de Utilização Pesquisas em Rádios Cognitivos Considerações Finais 21 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

22 22 Importância das Arquiteturas Os dispositivos devem se adaptar às mudanças É necessário que os dispositivos aprendam com o passado A implementação do conceito de Rádios Cognitivos demanda software e hardware Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

23 23 Software Defined Radio (SDR) [55] Interface de rádio flexível que pode ser implementada tanto em software, quanto em hardware Permite a implementação do handoff espectral Codificação D/A EntrelaçamentoModulaçãoFiltragem Codificação A/D EntrelaçamentoModulaçãoFiltragem Transmissor Receptor Canal Σ Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

24 Universal Software Radio Peripheral (USRP) Transforma computadores de propósito geral em plataformas de hardware para execução de SDR Placa-mãe contendo uma FPGA 24 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

25 Universal Software Radio Peripheral (USRP) Conversores A/D de 14 bits e D/A de 16 bits Amostragens de até 25MHz Suporte a MIMO através de placas-filhas Pode ser utilizado em qualquer rede de RC 25 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Placa Filha de Transmissão Computador A/D D/A FPGA A/D D/A Placa Filha de Transmissão Placa Filha de Recepção A/D D/A A/D D/A Placa Filha de Recepção

26 Software Communications Architecture (SCA) Desenvolvida pelo Departamento de Defesa dos EUA Independência de hardware Reuso de software 26 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Middleware CORBA SO e Pilhas de Protocolos Módulos de Suporte ao Hardware Hardware SCA FC A1A2A3A4A5

27 Software Communications Architecture (SCA) Framework Central: 27 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Gerenciador de Dispositivos Sistemas de Arquivos Gerenciador de Domínios Dispositivos Gerenciador de Aplicações

28 Projeto 1: Open Source SCA Implementation Embedded (OSSIE) Gera código no formato especificado pela SCA Projetada para ensino e pesquisa Possui uma GUI, chamada de Waveform Developer Possui um depurador, chamado ALF 28 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

29 Projeto 2: GNU Radio Plataforma open source mais utilizada em pesquisas Implementação modular através de blocos interconectáveis Compatível com USRP e SCA GUI: GNU Radio Companion 29 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Python SWIG (Python/C++) USRP Processamento de Sinais (C++) Interface (USB ou Gb Ethernet)

30 Projeto 3: Sora Desenvolvido pela Microsoft Research Asia Implementado através de um hardware conectado à placa-mãe de computadores: Radio Control Board (RCB) 30 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Aplicação Camada de Rede (TCP/IP) MAC Módulos de Software PHY Gerenciador RCB Biblioteca de Suporte PHY Fluxos Tempo Real RCB

31 Projeto 4: Iris Foco em flexibilidade e SDR reconfigurável Utiliza componentes que podem ser interligados Três engines para possibilitar reconfiguração: PHY Escalonado PHY Flexível Pilha de Rede 31 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Configuração Aplicações Core Gerenciador de Componentes Hardware/ Arquitetura de Rádio Engine de Rádio API do Iris Componentes Reutilizáveis

32 Comparativo entre as arquiteturas/projetos 32 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Arquitetura Hardware Dedicado Sistema Operacional GUILinguagens OSSIE XUnixXPhyton/C++ GNU Radio XWindows/UnixXPhyton/C++ Sora XWindowsC++ Iris XWindows/UnixC++

33 Introdução a Redes de Rádios Cognitivos Funções Cognitivas Arquiteturas para Acesso ao Espectro Gerenciamento de Rádios Cognitivos Cenários de Utilização Pesquisas em Rádios Cognitivos Considerações Finais 33 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

34 Arquiteturas para gerenciamento Local Global CPE BS CPE BS CPE BS CPE 34 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 CPE ISP Base de Dados Sistema de Controle Sistema de Gerenciamento Figura adaptada de [40] BS: Base Station CPE: Consumer Premisses Equipment

35 Gerenciamento Local Grande quantidade de dados Informações do Usuário Informações de Contexto Informações de Política 35 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 BS CPE Figura adaptada de [40]

36 Gerenciamento Global Garantir que as políticas sejam seguidas Perfil de usuário Contexto Políticas Configurações 36 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Figura adaptada de [79] BS CPE Gerência de Perfis Aquisição de Contexto Derivação de Políticas Seleção de Configuração Aplicação de Configuração Base de Aprendizado BS CPE

37 Proposta 1: Especificações do padrão IEEE [40] Gerência local Informações mantidas no formato de uma MIB 37 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 GrupoFuncionalidade wranDevMibDetalha objetos que sera ̃ o gerenciados na BS e no CPE wranIfBsMibOperação da BS, baseada no modelo FCAPS wranIfBsSfMgmtConfiguração, instanciação e gerência wranIfCpeMibDefine objetos para gerência dos CPEs wranIfSmMibGerência do espectro de frequências wranIfSsaMibConfiguração e operação do Spectrum Sensing Automaton wranIfDatabaseServiceMibAcesso e interação com o banco de dados

38 Proposta 2: CRNM Cognitive Radio Network Management Gerência local baseado em abordagem global Proposto em 2008 Wang et al. [82] Regras de negócio 38 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Interface do Usuário Geração de Políticas Tradução de Políticas Níveis Intermediários Hardware Descoberta de RecursosTrasceptor Adaptativo

39 Proposta 3: CREMS Cognitive Reconfigurable Equipment Management System Gerência global Proposto em 2007 Stavroulaki et al. [80] 39 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Perfis e Políticas Monitoramento e Descoberta da Rede Negociação e Seleção de Reconfiguração Arquitetura CREMS Equipamentos Reconfiguráveis

40 Proposta 4: CTMS Cognitive Terminal Management System [81] Stavroulaki et al. propôs em 2008, baseado no CREMS 40 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Fase 1 (Gerência Local) Localização Instante de Tempo ServiçoNível de QoS Opinião do Usuário Papel do Usuário Fase 2 ( Gerência Global) Volume de Utilização Custo Máximo Aceitável Fase 3 ( Gerência Global) QoS em Rede Específica

41 Introdução a Redes de Rádios Cognitivos Funções Cognitivas Arquiteturas para Acesso ao Espectro Gerenciamento de Rádios Cognitivos Cenários de Utilização Pesquisas em Rádios Cognitivos Considerações Finais 41 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

42 42 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 PHY - SAP MAC - SAP CS - SAP Plano de DadosPlano de Gerenciamento e Controle Plano Cognitivo Função de Sensoriamento Espectral (SSF) Geolocalização (GL) SM-SSF SAP SM-GL SAP M- SAP C- SAP Gerenciamento e Controle da RedeFerramentas de Segurança da Rede

43 Camada Física: Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) com 2048 subportadoras Largura de banda: 6, 7 ou 8 MHz Suporta Time Division Duplex (TDD), podendo incluir Frequency Division Duplex (FDD) no futuro Não suporta organização das antenas tipo Multiple Input Multiple Output (MIMO) 43 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

44 Codificação de Canal: Códigos Convolucionais são obrigatórios Podem ser aplicados Turbo Codes e Low Density Parity Check (LDPC) Entrelaçamento de bloco Modulações: BPSK, QPSK e QAM 14 Modulation and Coding Schemes (MCS) 12 para transmissão de dados 2 para envio de mensagens de controle 44 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

45 Camada MAC: Orientada à conexão Upstream : compartilhado usando DAMA ( Demand Assigned Multiple Access) Algoritmo de escalonamento deve ser proposto Downstream : escalonamento simples Dados organizados em slots consecutivos 45 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

46 Camada MAC (cont.): Tecnologias tradicionais implementam: Sincronização, ranging, negociação de capacidade, autorização, registro, configuração de conexão IEEE inclui também: Geolocalização, base de dados de acesso, sensoriamento espectral inicial, sincronização entre redes e descoberta de vizinhos 46 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

47 47 Coexistência entre tecnologias nas faixas ISM

48 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de Redes de Sensores Sem Fio e Industriais (TDMA) Modelagem Poisson [83] Alocação Q-Learning [84] e Q-Noise

49 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de Características Pode ser aplicado em redes celulares e redes de quarta geração Utilizar a capacidade sobressalente no canal Sensoriamento baseado na capacidade do canal Ideal para serviços Best Effort, mas há soluções pensando em QoS Dados 1 Dados 2 Dados 3 Mapas Livre Preâmbulo Subcanais (Frequência) Símbolos OFDM (tempo)

50 Introdução a Redes de Rádios Cognitivos Funções Cognitivas Arquiteturas para Acesso ao Espectro Gerenciamento de Rádios Cognitivos Cenários de Utilização Pesquisas em Rádios Cognitivos Considerações Finais 50 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

51 51 Controle de Acesso ao Meio [57] Três abordagens principais: Bootstrap : definição de quais canais serão sensoriados [60, 64] Sensoriamento simultâneo em múltiplos canais (cooperativo) Canal de controle e gerenciamento Dedicado a informações de controle [58, 59, 61, 62, 63, 65, 66, 67] Dividido entre controle e dados [68, 69] Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

52 52 Controle de Admissão Espectral Tipicamente centralizado Busca garantir QoS Principais abordagens: Controle de admissão baseado na energia [75] Minimização da interferência [76] Maximização da vazão [77] Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

53 53 Escalonamento para Compartilhamento Espectral Duas abordagens principais: Centralizada [70, 71, 72] Teoria das filas Decisão baseada em cadeias de Markov Distribuído ( mesh ) [73, 74] Compartilhamento colaborativo Troca de mensagens de controle Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

54 54 Aplicações de Rádios Cognitivos A principal aplicação atual é acesso de banda larga Poucos trabalhos focam em outras aplicações Wang [78] propôs o principal deles, focando em: Smart Grid Segurança pública Redes celulares Aplicações médicas Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

55 Introdução a Redes de Rádios Cognitivos Funções Cognitivas Arquiteturas para Acesso ao Espectro Gerenciamento de Rádios Cognitivos Cenários de Utilização Pesquisas em Rádios Cognitivos Considerações Finais 55 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

56 Importância dos rádios cognitivos Funções cognitivas e arquiteturas Gerenciamento de rádios cognitivos Cenários de utilização Pesquisas atuais 56 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

57 57 Grupo de Pesquisa em Comunicações Sem Fio Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Juergen Rochol Professor Convidado do Instituto de Informática da UFRGS Doutor em Ciência da Computação (UFRGS, 2001) Lisandro Zambenedetti Granville Professor Associado do Instituto de Informática da UFRGS Doutor em Ciência da Computação (UFRGS, 2001) Rafael Kunst Doutorando no II/UFRGS Professor no Unilasalle/Canoas Mestre em Ciência da Computação (UFRGS, 2009) Cristiano Bonato Both Pós-Doutorando no II/UFRGS Professor na UNISC Doutor em Ciência da Computação (UFRGS, 2012)

58 58 Grupo de Pesquisa em Comunicações Sem Fio Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 Lucas Bondan Mestrando no II/UFRGS Graduado em Engenharia da Computação (PUCRS, 2011) Maicon Kist Mestrando no II/UFRGS Graduado em Engenharia da Computação (UNISC, 2011) Leonardo Roveda Faganello Aluno Esepcial no II/UFRGS Graduado em Engenharia da Computação (UFRGS, 2012) José Jair Cardoso de Santanna Aluno Especial no II/UFRGS Mestre em Ciência da Computação (UFRGS, 2012)

59 Grupo de Pesquisa em Comunicações Sem Fio Experiência em Redes Sem Fio há 6 anos Há 2 anos trabalhamos com Rádios Cognitivos Projeto Algoritmos para Sensoriamento Espectral em Redes IEEE Projeto Desenvolvimento de Tecnologias para Redes Sem Fio de Quarta Geração 59 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012

60 60 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 [1] Weagant, A. Some Recent Radio Sets of the Marconi Wireless Telegraph Company of America. Proceedings of the IRE, vol 1, no 4, December 1913, pp [2] Mengel, T. Tracking the Earth Satellite, and Data Transmission, by Radio. Proceedings of the IRE, vol 44, no 6, June 1956, pp [3] Berman, A. Multiple-Carrier Behavior of a Frequency-Selective Ferrite Limiter Communications. IEEE Transactions on [legacy, pre – 1988], vol. 12, no 2, June 1964, pp [4] Sekimoto, T.; Puente, J. A Satellite Time-Division Multiple-Access Experiment Communications. IEEE Transactions on [legacy, pre – 1988], vol 16, no 4, August 1968, pp [5] Arnstein, D. Power Division in Spread Spectrum Systems with Limiting Communications. IEEE Transactions on [legacy, pre – 1988], vol 27, no 3, March 1979, pp [6] N. Abramson, The ALOHA System Final Technical Report, Advanced Research Projects Agency, Contract Number NAS2-6700, October 11, [7] Smethurst, E. Effect of grain size on the microwave and infrared transmission properties of polycrystalline yttrium-iron-garnet. IEEE Transaction on Magnetics, vol 6, no 3, September 1970, pp [8] Kleinrock, L.; Tobagi, F. Packet Switching in Radio Channels: Part I--Carrier Sense Multiple-Access Modes and Their Throughput- Delay Characteristics. IEEE Transactions on Communications [legacy, pre – 1988], vol 23, no 12, December 1975, pp [9] Morgan, P.; Hannah, M.; Collins, H. Spread-spectrum synchronizer using a SAW convolver and recirculation loop. Proceedings of the IEEE, vol 64, no 5, May 1976, pp [10] Shaft, P. Low-Rate Convolutional Code Applications in Spread-Spectrum Communications. IEEE Transactions on Communications [legacy, pre – 1988], vol 25, no 8, August 1977 pp [11] ISO, International Standards for Business, Government and Society. Disponivel em, [12] Hanson, L.; Bronell, E. Human factors evaluation of calling procedures for the advanced mobile phone system (AMPS). IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 28, no 2, May 1979 pp [13] Callendar, H.; Donald, I. Network design for a fully automatic wide area radiotelephone service. IEEE Vehicular Technology Conference, 1979, vol 29, March, pp [14] Kirby, R. International standards in radio communication. IEEE Magazine Communications, vol 23, no 1, January 1985 pp [15] Mallinder, T. Specification methodology applied to the GSM system. 8th European Conference on Area Communication (EUROCON), June 1988, pp

61 61 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 [16] Casas, F.; Leung, C. OFDM for data communication over mobile radio FM channels. I. Analysis and experimental results. IEEE Magazine Communications, vol 39, no 5, May 1991, pp [17] M.; Brewster, L.; Abdulaziz, K Modelling of CSMA/CA protocol by simulation Glass.. Electronics Letters, vol 24, no 11, 26 May 1988, pp [18] Oxman, E. GPRS-a knowledge based design shell. IEEE International Conference on Computer Systems and Software Engineering, 8-10 May, 1990, pp [19] Falciasecca, G.; Frullone, M.; Grazioso, P.; Riva, G.; Serra, M. Performance evaluation of a UMTS in a urban environment. Sixth International Conference on Mobile Radio and Personal Communications, 1991, 9-11 December, pp [20] Prasad, R.; Ojanpera, T. A survey on CDMA: evolution towards wideband CDMA. IEEE 5th International Symposium on Spread Spectrum Tecniques and Applications, 1998, vol 1, 2-4 September, pp [21] Chhaya, S.; Gupta, S. Throughput and fairness properties of asynchronous data transfer methods in the IEEE MAC protocol. Sixth IEEE International Personal and Mobile Radio Communications, 1995, vol 2, September, pp [22] Davies, L.; Watson, M.; Munro, A.; Barton, H. Ad-hoc wireless networking: contention free multiple access. Fifth IEE Conference on Telecommunications, March, 1995, pp [23] Kruys, J. HIPERLAN, applications and requirements. Third IEEE International Symposium on Personal and Mobile Radio Communications, October, 1992, pp [24] Falciasecca, G.; Frullone, M.; Grazioso, P.; Riva, G.; Serra, M. Performance evaluation of a UMTS in a urban environment. Sixth International Conference on Mobile Radio and Personal Communications, 1991, 9-11 December, pp [25] Coupechoux, M.; Braun, V. Space-time coding for the EDGE mobile radio system. IEEE International Conference on Personal Wireless Communication, December 2000, pp [26] Love, R.; Ghosh, A.; Weimin Xiao; Ratasuk, R. Performance of 3GPP high speed downlink packet access (HSDPA). IEEE 60th Vehicular Technology, vol 5, September 2004, pp [27] Yajiang, O.; Chunye, W.; Xiaoyi, W.. Scheduling for multi-user packet in CDMA2000 1x EV-DO. 2nd International Conference on Mobile Technology, November. 2005, pp. 5 [28] Yeung, L.K.; Jie Wang; Yong Huang; Shu-Chuen Lee; Ke-Li Wu. Development of an integrated LTCC Bluetooth module. Asia- Pacific Microwave Conference Procedings vol 5, 4-7 December 2005, pp. 4

62 62 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012 [29] Pekhteryev, G.; Sahinoglu, Z.; Orlik, P.; Bhatti, G. Image transmission over IEEE and ZigBee networks. ISCAS IEEE International Symposium on Circuits and Systems, May 2005, pp [30] Cho, C.; Honggang Zhang; Nakagawa, M.; A UWB repeater with a short relaying-delay for range extension. WNCC IEEE Wireless Communications and Networking, vol 2, March 2004, pp [31] IEEE Standard for Information Technology- Telecommunications and Information Exchange Between Systems- Local and Metropolitan Area Networks- Specific Requirements Part Ii: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications," IEEE Std g-2003 (Amendment to IEEE Std , 1999 Edn. (Reaff 2003) as amended by IEEE Stds a-1999, b-1999, b-1999/Cor , and d-2001), vol., no., pp.i-67, 2003 [32] IEEE Standard for Information Technology - Telecommunications and Information Exchange Between Systems - Local and Metropolitan Area Networks - Specific Requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications Amendment 8: Medium Access Control (MAC) Quality of Service Enhancements," IEEE Std e-2005 (Amendment to IEEE Std , 1999 Edition (Reaff 2003), vol., no., pp.0_1-189, 2005 [33] IEEE Trial-Use Recommended Practice for Multi-Vendor Access Point Interoperability Via an Inter-Access Point Protocol Across Distribution Systems Supporting IEEE Operation," IEEE Std F-2003, vol., no., pp.0_1-67, 2003 [34] IEEE Standard for Information technology--Telecommunications and information exchange between systems--Local and metropolitan area networks--Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications Amendment 5: Enhancements for Higher Throughput," IEEE Std n-2009 (Amendment to IEEE Std as amended by IEEE Std k-2008, IEEE Std r-2008, IEEE Std y-2008, and IEEE Std w- 2009), vol., no., pp.c1-502, Oct [35] IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems," IEEE Std (Revision of IEEE Std ), vol., no., pp.0_1-857, 2004 [36] IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1," IEEE Std e-2005 and IEEE Std /Cor (Amendment and Corrigendum to IEEE Std ), vol., no., pp.0_1-822, 2006

63 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de [37] IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Part 20: Air Interface for Mobile Broadband Wireless Access Systems Supporting Vehicular Mobilityphysical and Media Access Control Layer Specification," IEEE Std , vol., no., pp , Aug [38] WiBro Standards Website: [39] FCC. Docket No Notice of Proposed Rule Making and Order [40] IEEE Standard for Information Technology--Telecommunications and information exchange between systems Wireless Regional Area Networks (WRAN)--Specific requirements Part 22: Cognitive Wireless RAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: Policies and Procedures for Operation in the TV Bands," IEEE Std , vol., no., pp.1-680, July [41] ITU-R. Report M.2134: Requirements related to technical performance of IMT-Advanced radio interface(s). September, [42] 3GPP. LTE-Advanced Release 12. September, 2011.http://www.3gpp.org/Releases [43] IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems Amendment 3: Advanced Air Interface," IEEE Std m-2011(Amendment to IEEE Std ), vol., no., pp , May [44] IEEE Wireless Coexistence Working Group. [45] IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks- Part 21: Media Independent Handover," IEEE Std , vol., no., pp.c1-301, Jan [46] Yucek, T.; Arslan, H.;, "A survey of spectrum sensing algorithms for cognitive radio applications," Communications Surveys & Tutorials, IEEE, vol.11, no.1, pp , First Quarter 2009 [47] G. Vardoulias, J. Faroughi-Esfahani, G. Clemo, and R. Haines, Blind radio access technology discovery and monitoring for software defined radio communication systems: problems and techniques, in Proc. Int. Conf. 3G Mobile Communication Technologies, London, UK, Mar. 2001, pp. 306–310. [48] M. Mehta, N. Drew, G. Vardoulias, N. Greco, and C. Niedermeier, Reconfigurable terminals: an overview of architectural solutions, IEEE Commun. Mag., vol. 39, no. 8, pp. 82– 89, [49]. Palicot and C. Roland, A new concept for wireless reconfigurable receivers, IEEE Commun. Mag., vol. 41, no. 7, pp. 124– 132, 2003.

64 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de [50] J. G. Proakis, Digital Communications, 4th ed. McGraw-Hill, [51]. Tandra and A. Sahai, Fundamental limits on detection in low SNR under noise uncertainty, in Proc. IEEE Int. Conf. Wireless Networks, Commun. and Mobile Computing, vol. 1, Maui, HI, June 2005, pp. 464–469. [52] Akyildiz, I.F.; Won-Yeol Lee; Vuran, M.C.; Mohanty, S.;, "A survey on spectrum management in cognitive radio networks," Communications Magazine, IEEE, vol.46, no.4, pp.40-48, April 2008 [53] Hakim, K.; Jayaweera, S.K.; El-howayek, G.; Mosquera, C.;, "Efficient Dynamic Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks: Centralized Dynamic Spectrum Leasing (C-DSL)," Wireless Communications, IEEE Transactions on, vol.9, no.9, pp , September 2010 [54] Keshavarz, H.; Hossain, E.; Noghanian, S.; Dong In Kim;, "Perturbation analysis for spectrum sharing in cognitive radio networks," Wireless Communications, IEEE Transactions on, vol.9, no.5, pp , May 2010 [55] Mitola, J., III; Maguire, G.Q., Jr.;, "Cognitive radio: making software radios more personal," Personal Communications, IEEE, vol.6, no.4, pp.13-18, Aug 1999 [56] S. Krishnamurthy et al., Control Channel Based MAC- Layer Configuration, Routing and Situation Awareness for Cognitive Radio Networks, Proc. IEEE MILCOM 2005, Oct. 2005, pp. 455–60. [57] Pawelczak, P.; Pollin, S.; Hoi-Sheung So; Bahai, A.; Prasad, R.; Hekmat, R.;, "Quality of service assessment of opportunistic spectrum access: a medium access control approach," Wireless Communications, IEEE, vol.15, no.5, pp.20-29, October 2008 [58] AUER, G.; HAAS, H.; OMIYI, P. Interference Aware Medium Access for Dynamic Spectrum Sharing. In: NEW FRONTIERS IN DYNAMIC SPECTRUM ACCESS NET- WORKS, DYSPAN ND IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON, Anais... [S.l.: s.n.], p.399 –402 [59] LIU, X.; DING, Z. ESCAPE: a channel evacuation protocol for spectrum-agile net- works. In: NEW FRONTIERS IN DYNAMIC SPECTRUM ACCESS NETWORKS, DYSPAN ND IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON, Anais... [S.l.: s.n.], p.292 –302. [60] CORDEIRO, C.; CHALLAPALI, K. C-MAC: a cognitive mac protocol for multi-channel wireless networks. In: NEW FRONTIERS IN DYNAMIC SPECTRUM ACCESS NET- WORKS, DYSPAN ND IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON, Anais... [S.l.: s.n.], p.147 –157.

65 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de [61] TIMMERS, M.; DEJONGHE, A.; PERRE, L. van der; CATTHOOR, F. A Distributed Multichannel MAC Protocol for Cognitive Radio Networks with Primary User Recogni- tion. In: COGNITIVE RADIO ORIENTED WIRELESS NETWORKS AND COMMU- NICATIONS, CROWNCOM ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON, Anais... [S.l.: s.n.], p.216 –223. [62] CHOI, N.; PATEL, M.; VENKATESAN, S. A Full Duplex Multi-channel MAC Pro- tocol for Multi-hop Cognitive Radio Networks. In: COGNITIVE RADIO ORIENTED WIRELESS NETWORKS AND COMMUNICATIONS, ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON, Anais... [S.l.: s.n.], p.1 –5. [63] SHU, T.; CUI, S.; KRUNZ, M. WLC05-3: medium access control for multi-channel par- allel transmission in cognitive radio networks. In: GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE, GLOBECOM 06. IEEE, Anais... [S.l.: s.n.], p.1 –5. [64] SANKARANARAYANAN, S.; PAPADIMITRATOS, P.; MISHRA, A.; HERSHEY, S. A bandwidth sharing approach to improve licensed spectrum utilization. In: NEW FRON- TIERS IN DYNAMIC SPECTRUM ACCESS NETWORKS, DYSPAN FIRST IEEE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON, Anais... [S.l.: s.n.], p.279 –288. [65] MA, L.; HAN, X.; SHEN, C.-C. Dynamic open spectrum sharing MAC protocol for wireless ad hoc networks. In: NEW FRONTIERS IN DYNAMIC SPECTRUM ACCESS NETWORKS, DYSPAN FIRST IEEE INTERNATIONAL SYMPO- SIUM ON, Anais... [S.l.: s.n.], p.203 –213. [66] JIA, J.; ZHANG, Q.; SHEN, X. HC-MAC: a hardware-constrained cognitive mac for efficient spectrum management. Selected Areas in Communications, IEEE Journal on, [S.l.], v.26, n.1, p.106 –117, jan [67] SU, H.; ZHANG, X. Cross-Layer Based Opportunistic MAC Protocols for QoS Provi- sionings Over Cognitive Radio Wireless Networks. Selected Areas in Communications, IEEE Journal on, [S.l.], v.26, n.1, p.118 –129, jan [68] MA, L.; SHEN, C.-C.; RYU, B. Single-Radio Adaptive Channel Algorithm for Spectrum Agile Wireless Ad Hoc Networks. In: NEW FRONTIERS IN DYNAMIC SPECTRUM ACCESS NETWORKS, DYSPAN ND IEEE INTERNATIONAL SYMPO- SIUM ON, Anais... [S.l.: s.n.], p.547 –558. [69] ZHAO, Q.; TONG, L.; SWAMI, A.; CHEN, Y. Decentralized cognitive MAC for op- portunistic spectrum access in ad hoc networks: a pomdp framework. Selected Areas in Communications, IEEE Journal on, [S.l.], v.25, n.3, p.589 –600, april [70] RASHID, M.; HOSSAIN, M.; HOSSAIN, E.; BHARGAVA, V. Opportunistic spectrum scheduling for multiuser cognitive radio: a queueing analysis. IEEE Transactions on Wireless Communications, [S.l.], v.8, n.10, p.5259–5269, Oct

66 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de [71] NGUYEN, M.-V.; LEE, H. S. Effective Scheduling in Infrastructure-Based Cognitive Radio Networks. Mobile Computing, IEEE Transactions on, [S.l.], v.10, n.6, p.853 –867, june [72] CHEN, Y.; FENG, Z.; CHEN, X. Cross-layer Resource Allocation with heterogeneous QoS requirements in cognitive radio networks. In: WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE (WCNC), 2011 IEEE, Anais... [S.l.: s.n.], p.96 –101. [73] GEORGE, J.; SULTAN, A.; NAFIE, M. Distributed Power and Admission Control for Cognitive Radios in Spectrum Underlay Networks. In: GLOBAL TELECOMMUNICA- TIONS CONFERENCE, GLOBECOM IEEE, Anais... [S.l.: s.n.], p.1 –6. [74] GAO, S.; QIAN, L.; VAMAN, D. Distributed energy efficient spectrum access in cog- nitive radio wireless ad hoc networks. Wireless Communications, IEEE Transactions on, [S.l.], v.8, n.10, p.5202 –5213, october [75] TADROUS, J.; SULTAN, A.; NAFIE, M. Admission and Power Control for Spectrum Sharing Cognitive Radio Networks. IEEE Transactions on Wireless Communications, [S.l.], v.10, n.6, p.1945–1955, June [76] LE, L. B.; HOSSAIN, E. Resource allocation for spectrum underlay in cognitive radio networks. Wireless Communications, IEEE Transactions on, [S.l.], v.7, n.12, p.5306 –5315, december [77] ALSHAMRANI, A.; SHEN, X.; XIE, L.-L. QoS Provisioning for Heterogeneous Ser- vices in Cooperative Cognitive Radio Networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, [S.l.], v.29, n.4, p.819–830, Apr [78] WANG, J.; GHOSH, M.; CHALLAPALI, K. Emerging Cognitive Radio Applications: a survey. IEEE Communications Magazine, [S.l.], v.49, n.3, p.74–81, Mar [79] STAVROULAKI, V., BANTOUNA, A., KRITIKOU, Y., TSAGKARIS, K., DEMESTI- CHAS, P., BLASCO, P., BADER, F., DOHLER, M., DENKOVSKI, D., ATANASOVSKI, V., GAVRILOVSKA, L., AND MOESSNER, K Knowledge management tool- box: Machine learning for cognitive radio networks. Vehicular Technology Magazine, IEEE PP, 99, 1. [80] STAVROULAKI, V., DEMESTICHAS, P., KATIDIOTIS, A., AND PETROMANOLAKIS, D Evolution in equipment management concepts: from reconfigurable to cognitive wireless terminals. Mobile and Wireless Communications Summit, th IST, 1 –5. [81] STAVROULAKI, V., KRITIKOU, Y., AND DEMESTICHAS, P Introducing cogni- tion in the management of equipment in the future wireless world. Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, PIMRC IEEE 19th International Symposium on, 1 –5.

67 Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de [82] WANG, C., HWA CHEN, H., HONG, X., AND GUIZANI, M Cognitive radio network management. Vehicular Technology Magazine, IEEE 3, 1 (march), 28 –35. [83] GHOSH, C. et al. A framework for statistical wireless spectrum occupancy modeling. Wireless Communications, IEEE Transactions on, [S.l.], v.9, n.1, p.38 –44, January 2010 [84] WATKINS, C. Learning from Delayed Rewards Tese (Doutorado em Cie ̂ ncia da Computac ̧ ão) Cambridge University, England.

68 ` Obrigado! Perguntas? Rafael Kunst Cristiano Both Minicurso Simpósio Brasileiro de Telecomunicações Brasília, 13 a 16 de setembro de 2012


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