PROPOSTA DE PROJETO DE PESQUISA - Filtragem Adaptativa para cancelamento de ruído em transmissões...

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    Proposta de Projeto de Pesquisa – Filtros de Correlação

    Instru"es ,eraisPro-etos . temas/ artigos e alunos

    1. Definir 1 artigo base

    2. Definir material adicional de apoio (dissertação ou tese). No máximo uma.

    3. Definir claramente a proposta da investigação e ual parte envolverá o conte!do dadisciplina.

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    %ronograma $acro e In0orma"esPrazo do Projeto # $%&'N'$

    EntregasTipo M1

    M1 's entregas do proeto são feitas em dois seminários* acompan+ados de

    relat,rio* no final da semana 3 e no final da semana 5. Ao final de todasemana o aluno deve entregar este relatório atualizado. 's entregascompreenderão em-

     Semana 1- aspectos iniciais com relação aos fundamentos te,ricos do artigo. Semana 2- aspectos avançados com relação aos fundamentos te,ricos e proposta do artigo. Semana 3- compreensão básica do artigo inteiro e aspectos iniciais deimplementação. aluno precisa iniciar as implementaç/es.

     Semana 4 e 5 - compreensão avançada do artigo inteiro. aluno precisa refinar as implementaç/es.

     

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    1 Introdu"#o e Escopo do Pro-eto

    Semana 1 e 2 0oteiro- trs parágrafos de # lin+as* com uma breve introdução* utiliar referncias

     bibliográficas e indicar ual seria a investigação proposta.Semana 3 e 4 0oteiro- aça as correç/es da semana anterior.

    Semana 5

    &el+orias na tecnologia acontecem com freuncia atualmente* um exemplo disto pode ser visto na atual velocidade de transferncia de dados em fibras ,pticas* por exemplo* ue está nafaixa entre 4556bps e 17bps* estas medidas são relacionadas aos bits de informaçãotransferidos por segundo 829. %ste e outros podem ser tomados para exemplificar avançostecnol,gicos dos !ltimos anos* como pesuisas envolvendo modulação :"$; e :'&*

    mel+orias na eficincia espectral em sistemas ,pticoelstica importante em sistemas e tecnologias atuais < a velocidade de transfernciade dados. Nos !ltimos anos* pesuisas na área ,ptica tm se intensificado e com isso avançosna tecnologia são obtidos* como a invenção e aprimoramento de dispositivos diodos laser semicondutores* fotodetectores e componentes eletro,pticos 8?9.

    =m dos obetivos em pesuisas envolvendo o ru>do de fase em transmiss/es ,pticas* < a busca por a avanços com relação @ eficincia espectral ( spectral efficiency)* uma ve ue sãocon+ecidos os desafios desta uando relacionada @ transmissão de esuemas de modulação dealto n>vel (ex. &:'&* & A 1?) em sistemas ,pticos multiplexados e uanto aos recursosdispon>veis no processamento de sinais (D$") como complexidade do processamento em

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    1?)* este ru>do pode comprometer ou mesmo impossibilitar a comunicação. 'l

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    ue o artigo usa. Loc deve ser capa de explicar cada um #om #lareza. 0elacione uais ast

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    recepção deste sinal) e receptores com filtros adeuados ao canal. &as para a construção de taistransmissores e receptores < preciso con+ecer os tipos de filtros ue podem ser aplicados* tiposde modulação e o comportamento do canal* ue serão os temas abordados na seuncia.

    =m mdo ou mesmo suprimilo de umsinal < passar por um filtro* podendo este ser um filtro fixo ou adaptativo. Com o filtro fixo <

     preciso ter o con+ecimento prdo em uestão* permitindo assimo proeto do filtro para passar as freuncias ue contdo* de modo semel+ante ao exibido na igura 2 8F9.

    "or outro lado* com um filtro adaptativo* pouco ou nen+um con+ecimento prsticas do sinal são necessários* se o sinal tiver a banda estreita e o ru>do uma bandalarga. $e este não for o caso* um sinal correlacionado com a entrada (resposta deseada) <necessário para a estimação da sa>da. %xistem duas principais aplicaç/es caracter>sticas comfiltragem adaptativa- cancelamento de ru>do (igura 3) e o modelador de sistemas 8F9.

     No cancelamento de ru>do* temos dois sinais aplicados simultaneamente ao filtro* o primeiro <o sinal contaminado com ru>do* sendo s M n (são sinais não correlacionados) na figura acima. segundo < um sinal correlacionado com o ru>do* sendo este utiliado para estimar o ru>do 8F9.Com isso o sinal s pode ser estimado com a e. 1-

    %. 1.

    $endo o principal obetivo do cancelamento a estimativa o mais rigorosamente poss>vel* doru>do n e assim obter uma boa estimativa da sa>da $ . "ara realiar a estimativa do ru>do* <utiliado um filtro H0 (e. 2)* onde O são os N coeficientes do filtro calculados no instante  8F9.

    %. 2.

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    igura 2- &odelo representando um filtro

    igura 3- &odelo para o cancelamento de ru>do

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    filtro de Piener < um processo de filtragem ue pode ser descrito como a operação dedeconvolução de sinais* separando os mesmos de acordo com suas freuncias. $endo o gan+oda resposta de cada componente de freuncia dependente da relação sinalru>do presente namesma 8159.

    Dois sinais são aplicados a entrada do filtro de Piener* de forma similar ao mostradoanteriormente uma das entradas possui o sinal contaminado por ru>do* e a outra <correlacionada a esse mesmo ru>do* conforme a igura 4. ' forma como isso ocorre pode ser vista na e. 3 8159.

    %. 3.

    iltros de correlação apresentam a relação entre elementos sem inferir um relacionamentocausal* ou sea* < poss>vel obter o grau de interação entre duas variáveis distintas sem ue estas

     possuam ualuer relação. =m fim em ue estes filtros vm sendo bastante usados < paraencontrar padr/es em imagens* á ue a correlação apresenta o comportamento bem robusto emrelação a variaç/es do sinal de entrada 8119. ' igura # ilustra o uso do filtro de correlação comrecon+ecimento de imagens.

    ibras ,pticas são um meio de transmissão de dados amplamente utiliados* e com o fluxo de

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    igura 4- &odelo do filtro de Piener 

    igura #- =ma aplicação com filtros de correlação.

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    informaç/es trafegadas aumentando vertiginosamente a cada ano. "or esse motivo +á umagrande pressão sobre a ind!stria para acompan+ar esta demanda. =ma sa>da seria mel+orar aeficincia dos sistemas á em uso* sendo a pesuisa de novas e mel+oradas formas demodulação nos transmissores uma parte deste processo 8#9.

    =m enlace em meio ,ptico com recepção por detecção direta (H&KDD)* normalmente apresenta problemas com corrente de escuro e ru>do t

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    inseridas nos parBmetros de amplitude e uadratura da onda portadora 8129.

     No caso do 1? :'&* a constelação apresenta 1? s>mbolos* sendo 4 em cada uadrante dodiagrama* o ue significa ue cada s>mbolo representa 4 bits. "odemos ter tambmbolo transporta um n!mero baixo de bits* se comparado ao ?4:'&. Noentanto* no modo 1? :'&* a distBncia entre os s>mbolos < maior do ue no caso do modo?4:'&. Hsto permite ue o modo 1?:'& possibilite uma mel+or ualidade de serviço* poiscom uma margem maior entre os s>mbolos +á menos possibilidade de erros no receptor dos>mbolo 8129.

    5 E6perimentos e ResultadosSemana 1 e 2

    Semana 3 e 4 0oteiro- explicar o setup de experimentos (vea com o professor como). ' seguir* um parágrafode # lin+as para cada resultado- explicar os resultados esperados em termos de sistema* ou

     blocos* ou modificação do algoritmo* ue contemple o reuisito cient>fico.

    Semana 5 $emana dedicada aos c,digos do proeto.

    modelo descrito no artigo visa corrigir determinados efeitos sobre um canal ,ptico ue esteautiliando o esuema de modulação 1?:'& ou superior* sendo por tanto necessário um local

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    igura F- &odulação :'&

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    onde este tipo de comunicação possa ser estabelecido.

    Conunto de euipamentos inicialmente necessário para o setup da rede de comunicação-

    • ibra ,pticaG• onte ,ptica aserG

    • &odulador %letroTptico 7+orabs %'&N0C4G• 0eceptor Coerente propostoG• 'nalisador de espectroG

    s testes realiados no artigo base contam com os elementos citados acima* porvel um modulador ,ptico capa de emular o efeito de fase*ue são variaç/es na fase do sinal transmitido* e por tanto cr>ticas em modulaç/es baseadas emsincronismo de fase como < o caso da modulação :'&. ' presença deste modulador tra odesafio da construção ou auisição do mesmo* para comparação dos resultados apresentados

     pelo artigo base.

    "ara os testes apresentados neste trabal+o* o modulador utiliado não possui o efeito de fase* porveis ru>dos presentes tambdo < gerado e* portanto*controlado. "or

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    comments.

    Semana 5 'tualie o status de execução na coluna comments.

    ID Stor8 &ame Status Da8s %omments

    1 e!isão "i"liogr#$icaPlanne

    d%  Ainda em e&ecução' dias a partir de hoje(

    )

    eali*ar testes com os

    algoritmos dos artigos no

    Matla"

    Planne

    d+

    Com a conclusão da re!isão' é poss,!el reali*ar

    testes para a compreensão do $uncionamento dos

    algoritmos de $iltros

    %-mplementação e testes com

    $erramenta de .ard/are

    Planne

    d+

    Com o entendimento do $uncionamento dos

    métodos utili*ados nos artigos' é poss,!el reali*ar a

    implementação dos mesmos

    0Preparo do am"iente de testes

    pr#ticos

    Planne

    d%

     Analisar e preparar $ormas pr#ticas para testar a

    implementação

    + eali*ação de testes pr#ticosPlanne

    d)

    E$eti!amente reali*ar os poss,!eis testes

    preparados

    Poss,!eis correç2es a aplicar Planne

    d% Com "ase nos resultados' reali*ar correç2es

    3 Analise dos resultados o"tidosPlanne

    d+ 4

    9 %onclus#oSemana 1 e 2

    Semana 3 e 4

    Semana 5

    'travvel compreender aforma como uma pesuisa cientifica deve ser desenvolvida e um pouco sobre os temasrelacionados ao trabal+o* gerando ao fim duas opini/es principais.

    ' primeira opinião < em relação a pesuisa* uma ve ue a obtenção de referncias para apoiar uma ideia < uma tarefa muitas vees dif>cil* por

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    eficientes em relação ao aumento do fluxo de dados* uma ve ue os efeitos apresentados noartigo base relacionados ao erro de fase são cr>ticos para modulaç/es em ue a fase tambmbolos* sendo ue uanto maior a constelação de s>mbolos (ex. &:'&* & U 1?)maior a sensibilidade do sistema ao efeito de fase.

    ' pr,pria construção do receptor pode ser considerada como tema para várias pesuisas a parte por possuir diversos sub m,dulos de processamento e apresentam complexidade nacompreensão do comportamento.

    : Re0er;ncias 0icasSemana 1 e 2 0oteiro- indicar referncias.

    Semana 3 e 4 0oteiro- aça as correç/es da semana anterior eG atualie as referncias.

    Semana 5 0oteiro- atualie as referncias.

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