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8/16/2019 PROPOSTA DE PROJETO DE PESQUISA - Filtragem Adaptativa para cancelamento de ruído em transmissões ópticas…
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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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