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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: On the statistics of the product and the ratio of random envelopes taken from 'alfa'-'mu', 'eta'-'mu', e 'capa'-'mu' distributions : Estatísticas do produto e da razão de envoltórias de desvanecimento tomadas das distribuições 'alfa'-'mu', 'eta'-'mu', e 'capa'-'mu'
Title Alternative: Estatísticas do produto e da razão de envoltórias de desvanecimento tomadas das distribuições 'alfa'-'mu', 'eta'-'mu', e 'capa'-'mu'
Author: Silva, Carlos Rafael Nogueira da, 1986-
Advisor: Yacoub, Michel Daoud, 1955-
Abstract: Resumo: Expressões exatas para as estatísticas de primeira ordem, tais como função densidade de probabilidade e função distribuição cumulativa, do produto e da razão de envelopes tomadas das distribuições 'alfa'-'mu', 'eta'-'mu' e 'capa'-'mu' são obtidas em termos da função Fox-H multivariável. Expansões em séries relativamente simples e com rápida convergência também são apresentadas como alternativa para avaliar numericamente tais estatísticas. Diversas aplicações em comunicações sem fio fazem uso do produto de envelopes, e.g., sistemas com múltiplos saltos, sistemas com múltiplas entradas e múltiplas saídas, canais em cascata, comunicações de radar, entre outras. Já a razão de envelopes é utilizada na modelagem de canais com múltiplos saltos, compartilhamento espectral, estimação de interferência co-canal, segurança em camada física entre muitas outras. Ainda, o desvanecimento composto multipercurso-sombreamento pode ser obtido como um caso particular do produto de envelopes. As distribuições 'alfa'-'mu', 'eta'-'mu' e 'capa'-'mu' são modelos de desvanecimento genéricos que englobam diversos modelos tradicionais (Rayleigh, Nakagami-m, Hoyt, Rice e Weibull), como casos particulares. Dessa forma, os resultados apresentados nesta tese podem ser utilizados em uma vasta gama de cenários de desvanecimento. Métricas de desempenho de um canal em cascata, probabilidade de detecção de sistema UHF RFID e capacidade de sigilo são alguns exemplos de aplicação apresentados neste trabalho para ilustrar a utilidade e eficiência das expressões obtidas. Em particular, a capacidade de sigilo de um canal de escuta gaussiano usado em comunicação dispositivo-a-dispositivo e veículo-a-veículo é caracterizado usando dados obtidos de medidas de campo realizados em 5.8 GHz. Além disso, resultados diversos relativos ao novo modelo de desvanecimento 'alfa'-'mu'-'capa'-'mu', tais como função densidade de probabilidade, função distribuição acumulada, momentos de maior ordem, entre outras são apresentados com nova e mais eficiente formulação. O modelo de desvanecimento 'alfa'-'mu'-'capa'-'mu' é virtualmente a distribuição de desvanecimento mais completa presente na literatura que leva em consideração não linearidade do meio físico, clusters de multipercurso, desbalanceamento de potência entre fase e quadratura, desbalanceamento de clusters e componentes dominantes

Abstract: Exact expression for the first order statistics, such as probability density function and cumulative distribution function, of the product and ratio of envelopes taken from the 'alfa'-'mu', 'eta'-'mu' e 'capa'-'mu' distributions are obtained in terms of the multivariable Fox H-function. Fairly simple, fast convergent series expansion are also presented as an alternative to numerically evaluate such statistics. Several applications in wireless communications utilize the product of envelopes, e.g., multihop systems, multiple-input-multiple-output systems, cascaded channel, radar communications, to name but a few. On the other hand, the ratio of envelopes is used in multihop system modeling, spectrum sharing, co-channel interference, physical layer security among many others. Moreover, composite multipath-shadowing can be modeled as a particular case of the product of envelopes. The 'alfa'-'mu', 'eta'-'mu' e 'capa'-'mu' distributions are general fading models encompassing several traditional fading models (Rayleigh, Nakagami-m, Hoyt, Rice and Weibull) as particular case. Thus the results presented in this thesis can be used in a wide range of fading scenarios. Performance metrics of a cascaded channel, detection probability in UHF RFID system and secrecy capacity are a few application examples shown in this work to illustrate the usefulness and efficiency of the expressions obtained. In particular, the secrecy capacity of a Gaussian wire-tap channel used for device-to-device and vehicle-to-vehicle communications is characterized using data obtained from field measurements conducted at 5.8GHz. In addition, miscellaneous results related to the new 'alfa'-'mu'-'capa'-'mu' fading model such as probability density function, cumulative distribution function, higher order moments, moment generating function, among others are presented in new and more efficient formulation. The 'alfa'-'mu'-'capa'-'mu' fading model is, virtually, the most complete fading distribution present in the literature which takes into consideration, non-linearities in the physical medium, clusters of multipath, power imbalance between in-phase and quadrature waves, cluster imbalances and dominant components
Subject: Sistemas MIMO
Sistemas de comunicação sem fio
RFID
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: SILVA, Carlos Rafael Nogueira da. On the statistics of the product and the ratio of random envelopes taken from 'alfa'-'mu', 'eta'-'mu', e 'capa'-'mu' distributions: Estatísticas do produto e da razão de envoltórias de desvanecimento tomadas das distribuições 'alfa'-'mu', 'eta'-'mu', e 'capa'-'mu'. 2018. 1 recurso online (151 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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