MODEM CORDIC 16qAM en FPGA para satélites cognitivos

En este artículo se presentan los algoritmos de implementación para el modulador y demodulador en cuadratura 16 qAM como funciones SDR sobre Dispositivos Lógicos Programables, particularmente para plataformas FPGA. Se presenta el análisis del modelo, diseño e implementación del mismo, así como los resultados obtenidos pensando en la implantación del dispositivo como un componente de un transpondedor satelital cognitivo. El proceso de validación de la implementación se efectuó a través de las herramientas de diseño, simulación, síntesis y descarga de Xilinx sobre la FPGA Spartan 3E.This paper presents the implementation algorithms for quadrature modulator and demodulator 16 qAM as SDR functions on programmable logic devices, particularly for FPGA platforms. It presents all the model analysis, design and implementation of it, and considering the results of implantation of the device as a component of a cognitive satellite transponder. The validation process of the implementation was done through the design tools, simulation, synthesis, and downloads on Xilinx Spartan 3E FPGA

Frequency Estimation of Continuous Signals whith Sub-Nyquist Sampling, through its Maximum Singular Value

En los sistemas de Radio Cognitivo (CR) se busca realizar una utilización eficiente de los recursos radio, por consiguiente, el Sensado de Espectro (SS) es una función crítica, dado que de ella depende que el sistema de CR tenga un conocimiento adecuado de las bandas espectrales sub utilizadas. Los métodos tradicionales de SS, presentan grandes retos de implementación dado que ellos requieren altas tasas de muestreo por encima de la tasa de Nyquist haciendo que la cantidad de muestras a procesar sea elevada. Para abordar este problema, en este trabajo se presenta un método para la estimación de la frecuencia central de señales continuas adquiridas con frecuencias menores que la establecida por el teorema de muestreo. Con los datos obtenidos se calcula la matriz de autocorrelación, posteriormente se obtienen los valores singulares de dicha matriz y se comparan con valores preestablecidos, a partir de dichos valores, se estima la frecuencia central de la señal.In Cognitive Radio (CR) systems seeks to make an efficient use of radio resources, therefore the Spectrum Sensing (SS) is a critical function, since of the SS function depends that the CR system has an adequate knowledge of the spectral bands sub used. Traditional methods of SS, presents major implementation challenges because they require high sampling rates above the Nyquist rate, doing that the number of samples to be processed is high. To address this problem, in this paper a method for estimating the center frequency of continuous signals is presented, The signal is acquired at lower frequencies established by Nyquist sampling theorem. With the obtained data autocorrelation matrix is calculated, then the singular values of this matrix are obtained and compared with preset values, from these values, the center frequency of the signal is estimated

QoE estimation for different adaptive streaming techniques in mobile networks

Video services are becoming more and more popular for mobile network users and require greater and greater resources and provisions from telecommunications service providers. But operators suffer from problems of interoperability between the different adaptive transmissions techniques they employ in an attempt to satisfy the quality of experience (QoE) of the service provided to users and improve network performance. This article presents a comparison of four such streaming techniques - DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) - used in a live video playback by a user in different test scenarios on an emulated long-term evolution (LTE) network. Comparison of performance was carried out using the mean opinion score (MOS) metric calculated based on ITU-T Recommendation P.1203. The streaming techniques that performed best in each of the different test scenarios are revealed.El servicio de video es cada vez más popular por parte de los usuarios de redes móviles, además exige mayores recursos y prestaciones por parte de los proveedores de servicios de telecomunicaciones. Para satisfacer la calidad de la experiencia del servicio suministrado a los usuarios - QoE y mejorar el rendimiento de las redes, los operadores utilizan diferentes técnicas de transmisión adaptativa, las cuales presentan inconvenientes de interoperabilidad entre ellas.  En este artículo se presenta una comparación de las técnicas de streaming DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) empleadas en la reproducción de vídeo en vivo por parte de un usuario en diferentes escenarios de prueba, en una red LTE emulada. La comparación de desempeño se realiza mediante la métrica de la MOS calculada a partir de la Recomendación ITU-T P.1203. Se presenta para los diferentes escenarios bajo prueba, la técnica de streaming que mejor desempeño obtiene

QoE estimation for different adaptive streaming techniques in mobile networks

Video services are becoming more and more popular for mobile network users and require greater and greater resources and provisions from telecommunications service providers. But operators suffer from problems of interoperability between the different adaptive transmissions techniques they employ in an attempt to satisfy the quality of experience (QoE) of the service provided to users and improve network performance. This article presents a comparison of four such streaming techniques - DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) - used in a live video playback by a user in different test scenarios on an emulated long-term evolution (LTE) network. Comparison of performance was carried out using the mean opinion score (MOS) metric calculated based on ITU-T Recommendation P.1203. The streaming techniques that performed best in each of the different test scenarios are revealed.El servicio de video es cada vez más popular por parte de los usuarios de redes móviles, además exige mayores recursos y prestaciones por parte de los proveedores de servicios de telecomunicaciones. Para satisfacer la calidad de la experiencia del servicio suministrado a los usuarios - QoE y mejorar el rendimiento de las redes, los operadores utilizan diferentes técnicas de transmisión adaptativa, las cuales presentan inconvenientes de interoperabilidad entre ellas.  En este artículo se presenta una comparación de las técnicas de streaming DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) empleadas en la reproducción de vídeo en vivo por parte de un usuario en diferentes escenarios de prueba, en una red LTE emulada. La comparación de desempeño se realiza mediante la métrica de la MOS calculada a partir de la Recomendación ITU-T P.1203. Se presenta para los diferentes escenarios bajo prueba, la técnica de streaming que mejor desempeño obtiene

QoE estimation for different adaptive streaming techniques in mobile networks

Video services are becoming more and more popular for mobile network users and require greater and greater resources and provisions from telecommunications service providers. But operators suffer from problems of interoperability between the different adaptive transmissions techniques they employ in an attempt to satisfy the quality of experience (QoE) of the service provided to users and improve network performance. This article presents a comparison of four such streaming techniques - DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) - used in a live video playback by a user in different test scenarios on an emulated long-term evolution (LTE) network. Comparison of performance was carried out using the mean opinion score (MOS) metric calculated based on ITU-T Recommendation P.1203. The streaming techniques that performed best in each of the different test scenarios are revealed.El servicio de video es cada vez más popular por parte de los usuarios de redes móviles, además exige mayores recursos y prestaciones por parte de los proveedores de servicios de telecomunicaciones. Para satisfacer la calidad de la experiencia del servicio suministrado a los usuarios - QoE y mejorar el rendimiento de las redes, los operadores utilizan diferentes técnicas de transmisión adaptativa, las cuales presentan inconvenientes de interoperabilidad entre ellas.  En este artículo se presenta una comparación de las técnicas de streaming DASH (dynamic adaptive streaming over HTTP), HDS (HTTP dynamic streaming), HLS (HTTP2 live streaming) and HSS (HTTP smooth streaming) empleadas en la reproducción de vídeo en vivo por parte de un usuario en diferentes escenarios de prueba, en una red LTE emulada. La comparación de desempeño se realiza mediante la métrica de la MOS calculada a partir de la Recomendación ITU-T P.1203. Se presenta para los diferentes escenarios bajo prueba, la técnica de streaming que mejor desempeño obtiene

Performance evaluation of self-similar models for traffic on IEEE 802.11 networks - study of case for the QRD network

Este artículo evalúa el desempeño de modelos de tráfico fractal o autosimilar en redes IEEE 802.11. Este estudio está enfocado en la red “Quindio Región Digital” (QRD). La evaluación del desempeño de los modelos de tráfico se realiza en tres etapas. En la primera etapa, se obtienen las características estadísticas del tráfico actual en la red QRD. En la segunda etapa, se seleccionan los modelos de tráfico más adecuados a las características actuales de la red QRD como operación fuera de saturación y gestión de tráfico heterogéneo. En la tercera etapa, se definine una métrica de rendimiento que se utiliza para evaluar los patrones de tráfico a través de la simulación.This paper evaluates the performance of fractal or self-similar traffic models in IEEE 802.11 networks. This study is focused on the “Quindio Región Digital” (QRD) network. Performance evaluation of the traffic models is performed in three stages. In the first stage, we obtain the statistical characteristics of the current traffic on the QRD network. In the second stage, the most suitable traffic models are selected for the current characteristics of the QRD network such as outof-saturation operation and management of heterogeneous traffic. In the third stage, we define a performance metric that is used to evaluate the traffic patterns through simulation

Efectos en la impedancia de entrada en un dipolo de microcinta en presencia de elementos parásitos

This article shows one of the results in the research to a microstrip dipole in the presence of parasitic elements, specifically the input impedance parameter of the radiating system. For their study, the system is modeled by numerical techniques with the help of the method of moments-MoM and the RWG model in shaping the mesh of the antenna. It can be seen in research, the parasitic element only affects the impedance value when it is located very near the dipole under studyEl presente artículo muestra uno de los resultados de la investigación realizada a un dipolo de microcinta en presencia de elementos parásitos, específicamente el parámetro de impedancia de entrada del sistema radiante. Para su estudio, el sistema es modelado mediante técnicas numéricas con la ayuda del método de los momentos –MoM- y la función base RWG en la conformación de la mesh de la antena. Se puede observar en la investigación, que el elemento parásito sólo afecta el valor de la impedancia cuando éste se ubica muy cerca al dipolo en estudio

Sondeo compresivo aplicado al sondeo de espectro de banda ancha eficiente en sistemas de radio cognitivo

Contex: Spectrum polling is universally known as the main Cognitive Radio (CR) enabler, since it provides the CR device with the ability to know the radio environment.Objetive: This article presents an algorithm design to perform the broadband spectrum probing in Cognitive Radio systems. Method: Spectrum polling is based on Compressive Sensing (CS), by which cognitive users minimize the amount of samples to be processed, without the need for a priori knowledge of signal characteristics in the radio environment. In this way, it is possible to proportionally reduce detection times, power consumption and processing capacity required in cognitive radio devices (CRD).Results: The performance of the proposed algorithm is evaluated by obtaining the probability of detection, the probability of non-detection, the probability of false alarm, and the Receiver Operating Characteristics (ROC), and comparing it with other algorithms proposed in the state of the art.Conclusion: The simulation results demonstrate that the proposed method allows the efficient sampling of the spectrum. This improves the probe performance based on the probability of detection and the Receiver Operating Characteristic ROC, and it is better than the other proposed algorithms based on sub-Nyquist sampling.Contexto: El sondeo de espectro es universalmente conocido como el principal habilitador de radio cognitivo (CR), dado que dota al dispositivo de CR de la capacidad de conocimiento del entorno de radio.Objetivo: En este artículo se presenta un algoritmo diseñado para realizar el sondeo de espectro de banda ancha en sistemas de radio cognitivo (CR).Método: El sondeo de espectro está basado en sondeo compresivo (CS), mediante el cual los usuarios cognitivos, sin necesidad de conocimiento a priori de características de la señal en el entorno de radio, minimizan la cantidad de muestras a procesar y, con ello, reducen de forma proporcional los tiempos de detección, consumos de energía y capacidades de procesamiento requeridas en los dispositivos de radio cognitivo (CRD).Resultados:  El desempeño del algoritmo propuesto se evalúa mediante la obtención de las curvas de probabilidad de detección, probabilidad de omisión de detección, probabilidad de falsa alarma y las características operativas del receptor (ROC) en comparación con otros algoritmos propuestos en el estado del arte.Conclusión: Los resultados de simulación demuestran que el método propuesto permite realizar el sondeo de espectro de manera eficiente, mejorando el desempeño del sondeo en función de la probabilidad de detección y de las características operacionales del receptor con respecto a otros algoritmos propuestos basados en muestreo sub-Nyquist

Sondeo compresivo aplicado al sondeo de espectro de banda ancha eficiente en sistemas de radio cognitivo

Contex: Spectrum polling is universally known as the main Cognitive Radio (CR) enabler, since it provides the CR device with the ability to know the radio environment.Objetive: This article presents an algorithm design to perform the broadband spectrum probing in Cognitive Radio systems. Method: Spectrum polling is based on Compressive Sensing (CS), by which cognitive users minimize the amount of samples to be processed, without the need for a priori knowledge of signal characteristics in the radio environment. In this way, it is possible to proportionally reduce detection times, power consumption and processing capacity required in cognitive radio devices (CRD).Results: The performance of the proposed algorithm is evaluated by obtaining the probability of detection, the probability of non-detection, the probability of false alarm, and the Receiver Operating Characteristics (ROC), and comparing it with other algorithms proposed in the state of the art.Conclusion: The simulation results demonstrate that the proposed method allows the efficient sampling of the spectrum. This improves the probe performance based on the probability of detection and the Receiver Operating Characteristic ROC, and it is better than the other proposed algorithms based on sub-Nyquist sampling.Contexto: El sondeo de espectro es universalmente conocido como el principal habilitador de radio cognitivo (CR), dado que dota al dispositivo de CR de la capacidad de conocimiento del entorno de radio.Objetivo: En este artículo se presenta un algoritmo diseñado para realizar el sondeo de espectro de banda ancha en sistemas de radio cognitivo (CR).Método: El sondeo de espectro está basado en sondeo compresivo (CS), mediante el cual los usuarios cognitivos, sin necesidad de conocimiento a priori de características de la señal en el entorno de radio, minimizan la cantidad de muestras a procesar y, con ello, reducen de forma proporcional los tiempos de detección, consumos de energía y capacidades de procesamiento requeridas en los dispositivos de radio cognitivo (CRD).Resultados:  El desempeño del algoritmo propuesto se evalúa mediante la obtención de las curvas de probabilidad de detección, probabilidad de omisión de detección, probabilidad de falsa alarma y las características operativas del receptor (ROC) en comparación con otros algoritmos propuestos en el estado del arte.Conclusión: Los resultados de simulación demuestran que el método propuesto permite realizar el sondeo de espectro de manera eficiente, mejorando el desempeño del sondeo en función de la probabilidad de detección y de las características operacionales del receptor con respecto a otros algoritmos propuestos basados en muestreo sub-Nyquist

Performance Evaluation of a Self-Similar Model for Traffic on IEEE 802.11 Networks

Desde el descubrimiento de las propiedades fractales (“escalado”) del tráfico en las redes de conmutación de paquetes, se han realizado numerosos estudios y se ha detectado esta propiedad en diversas redes de datos. En esta investigación se evalúa experimentalmente un modelo basado en procesos autosimilares en redes 802.11, para la caracterización del tráfico de nivel 2. La validación del modelo se realiza en dos etapas. En la primera etapa, se obtienen las características estadísticas del tráfico real que cursa en la red. En la segunda etapa, se define una medida de desempeño la cual se aplica tanto a los datos reales obtenidos como al modelo evaluado para verificar el ajuste del desempeño del modelo al desempeño real de la red a través de simulación y cálculo de la correlación existente entre los desempeños real y propuesto por el modelo. Los resultados permiten evidenciar la existencia de una adecuada aproximación de las estimaciones realizadas a partir del modelo evaluado, generando un aporte significativo para el diseño, planificación y dimensionamiento de la capacidad de este tipo de redes, para las cuales en general se realiza el diseño, planificación y dimensionamiento solo basado en su cobertura y no necesariamente en la capacidad requerida dadas las restricciones de operación. Since the discovery of the traffic fractal properties ("scaling") in packet switched networks, there have been numerous studies and has been found this property in various data networks. This research evaluates experimentally a model based on self-similar processes in 802.11 networks, to characterize the Layer 2 traffic. Model validation is performed in two stages. In the first stage, we obtain the statistical characteristics of the actual traffic coursing on the network. In the second stage, we define a performance measure which applies to the actual data and the model tested to verify the performance of the model fit to the actual network performance through simulation and calculation of the correlation between actual performance and performance estimated by the model; generating a significant contribution to the design, planning and dimensioning of the capacity of this kind of networks, for which usually the design, planning and dimensioning takes place based only in coverage and not necessarily in the required capacity given the operation constraints