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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41329| Título: | Im-ocdm híbrido para isac: uma abordagem baseada em aprendizado profundo para comunicação e sensoriamento em redes 6g |
| Título(s) alternativo(s): | Hybrid im-ocdm for isac: a deep learning-based approach for communication and sensing in 6g networks |
| Autor(es): | Souza Filho, Jose Miracy de |
| Orientador(es): | Marinello Filho, Jose Carlos |
| Palavras-chave: | Engenharia elétrica Sistemas integrados de serviços de eletricidade Comunicação Electric engineering Interconnected electric utility systems Communication |
| Data do documento: | 19-Jun-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Cornelio Procopio |
| Citação: | SOUZA FILHO, Jose Miracy de. Im-Ocdm híbrido para isac: uma abordagem baseada em aprendizado profundo para comunicação e sensoriamento em redes 6g. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2026. |
| Resumo: | Esta dissertação propõe e avalia uma arquitetura integrada de forma de onda e receptor para sistemas de Integrated Sensing and Communication (ISAC), baseada em modulação por índice sobre Orthogonal Chirp Division Multiplexing (IM-OCDM). A forma de onda proposta, denominada ZC-IM-OCDM, atribui símbolos de comunicação aos subchirps ativos e utiliza o suporte complementar para mapear coeficientes radar obtidos pela aplicação de uma Transformada Discreta de Fresnel (DFnT, do inglês Discrete Fresnel Transform) local a uma sequência temporal Zadoff–Chu. Essa construção permite incorporar uma componente radar estruturada ao bloco transmitido, preservando a estrutura de suporte da modulação por índice. O equilíbrio de potência entre as componentes de comunicação e radar é controlado pela razão de potência (PR, do inglês power ratio). A análise é organizada em duas partes complementares. Na Parte I, o desempenho de sensoriamento radar é investigado por meio da autocorrelação da forma de onda transmitida, utilizando como métricas principais o Expected Integrated Sidelobe Level (EISL) e o Peak Sidelobe Level Ratio (PSLR). Os resultados mostram que a forma de onda híbrida proposta reduz a energia dos lóbulos laterais em relação às referências Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Payload Matched (OFDM-PM) e IM-OCDM com suporte complementar nulo, especialmente quando os coeficientes radar derivados da ZC são favorecidos pelo ajuste de PR. Na Parte II, o desempenho de comunicação é avaliado por meio de um receptor neural Convolutional Neural Network (CNN)–Transformer, formulado como um classificador de cinco classes por subchirp, com supervisão auxiliar comunicação/radar e decodificação Maximum a Posteriori (MAP) restrita. Os resultados em canais Rayleigh e Rician mostram que o desempenho depende sistematicamente do regime estrutural k, de PR e do canal de propagação. A formulação final preserva as restrições estruturais da modulação por índice e alcança desempenho de comunicação competitivo, ao mesmo tempo em que sustenta a operação dual comunicação–radar da forma de onda proposta. |
| Abstract: | This dissertation proposes and evaluates an integrated waveform and receiver architecture for Integrated Sensing and Communication (ISAC) systems, based on index modulation over Orthogonal Chirp Division Multiplexing (IM-OCDM). The proposed waveform, referred to as ZC-IM-OCDM, assigns communication symbols to the active subchirps and uses the complementary support to map radar coefficients obtained by applying a local Discrete Fresnel Transform (DFnT) to a temporal Zadoff–Chu sequence. This construction enables a structured radar component to be incorporated into the transmitted block while preserving the support structure of index modulation. The power balance between the communication and radar components is controlled by the power ratio (PR). The analysis is organized into two complementary parts. In Part I, the radar sensing performance is investigated through the autocorrelation of the transmitted waveform, using the Expected Integrated Sidelobe Level (EISL) and the Peak Sidelobe Level Ratio (PSLR) as the main metrics. The results show that the proposed hybrid waveform reduces the sidelobe energy with respect to both Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Payload Matched (OFDM-PM) and zero-padded IM-OCDM references, especially when the ZC-derived radar coefficients are favored by the PR setting. In Part II, the communication performance is evaluated by means of a Convolutional Neural Network (CNN)–Transformer neural receiver, formulated as a per-subchirp five-class classifier with auxiliary communication/radar supervision and Maximum a Posteriori (MAP)-restricted decoding. The results over Rayleigh and Rician channels show that performance depends systematically on the structural regime k, on PR, and on the propagation channel. The final formulation preserves the structural constraints of index modulation and achieves competitive communication performance while supporting the dual communication–radar operation of the proposed waveform. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41329 |
| Aparece nas coleções: | CP - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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