Impact of the transient behavior of radio communication systems on spectrum management

Abstract

This PhD Thesis falls within the domain of spectrum engineering and spectrum management, and intends to address current and concrete problems, with which, regulators have to deal. Particularly, the definition of technical conditions to be met by radio systems, which will operate in specific bands, selected to introduce novel concepts such as flexibility and technological neutrality. The Block Edge Mask approach was adopted to define technical conditions of operation, in those bands. However, this model, based on spectral masks, which are defined in the frequency domain, do not take into account the transient behavior or time-varying characteristics of signals used by emerging radio communication systems. Furthermore, measurement methodologies developed for validation of technical parameters associated to these models, which are recommended by international bodies, potentially lead to practical issues that must be scrutinized. Thus, alternative time-frequency mixed domain signal processing techniques are explored, in this thesis, to be used for assessing the compliance of radio systems operating under such constraints.

Esta Tese de Doutoramento insere-se nos domínios da engenharia do espectro e da gestão do espectro radioelétrico, e pretende abordar problemas atuais e concretos com que os reguladores se deparam. Em particular, a definição de condições técnicas a serem cumpridas pelos sistemas rádio que irão operar em determinadas faixas de frequências, selecionadas para a introdução de abordagens de gestão do espectro mais flexíveis e tecnologicamente neutras. O modelo de Máscara Delimitadora de Bloco (Block Edge Mask) foi adotado, a nível europeu, como estratégia de definição de condições técnicas de operação, nessas faixas. Contudo, este modelo, que recorre a restrições que são apenas estabelecidas no domínio da frequência, não entra em linha de conta com comportamentos transitórios ou com a variabilidade temporal de sinais inerentes aos sistemas de radiocomunicações atuais. Para além disso, a medição e validação de parâmetros técnicos associados a estes modelos, conforme definidas nas recomendações internacionais aplicáveis, levantam problemas práticos que importa escalpelizar. Nesse sentido, são exploradas, nesta tese, técnicas alternativas de processamento de sinal no domínio misto tempo-frequência, tendo em vista a sua utilização na avaliação de conformidade dos sistemas rádio em face das restrições aplicáveis.