Multichirp code division multiple access for smart grids and internet of things

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Dib, Leonardo de Mello Brandão Abdo lattes
Orientador(a): Ribeiro, Moisés Vidal lattes
Banca de defesa: Suyama, Ricardo lattes, Santos, Alexandre Bessa dos lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Faculdade de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/6687
Resumo: Este trabalho descreve características importantes de um sistema híbrido power line communication (PLC)/comunicação sem fio para aplicações smart grid (SG) e Internet das coisas (IoT). Além disso, discute as vantagens dos sistemas híbridos em comparação com os sistemas não híbridos. Estas vantagens são demonstradas não somente do ponto de vista técnico, mas também pela perspectiva de infraestrutura. Além disso, esta dissertação destaca uma conexão entre a capilaridade do IoT e a infraestrutura de comunicação fornecida pelo SG, bem como os aspectos de segurança que relacionam o contexto SG e IoT. Além disso, este trabalho aborda a influência do meio ambiente nas comunicações de rede elétrica e sem fio. Por outro lado, existe um enorme esforço de pesquisa em relação às tecnologias avançadas de comunicação de dados, considerando tanto as aplicações IoT de baixa taxa de bits quanto as aplicações SG, de modo a cumprir os requisitos de projeto para sistemas de telecomunicações. Com o objetivo de maximizar o uso da largura de banda disponível para aplicações PLC, esta dissertação faz uso do esquema orthogonal chirp division multiplexing (OCDM) que usa a transformada discreta de Fresnel de forma análoga à transformada discreta de Fourier. Trabalhos anteriores mostraram resultados de desempenho interessantes para esse esquema em aplicações de banda passante (por exemplo, comunicação sem fio, fibra óptica e mídia acústica subaquática). Este trabalho aborda a construção de versões do esquema OCDM que permitem a comunicação de dados usando sinais banda base, possibilitando a aplicação do esquema OCDM em sistemas PLC. Além disso, ele introduz um esquema baseado em vários usuários denominado multichirp code division multiple access (MCp-CDMA), que é uma combinação de CDMA e OCDM com o objetivo de acomodar um grande número de nós e endpoints para PLC de banda estreita e que também seja adequado para aplicações SG e IoT. Finalmente, os resultados numéricos apontam que, para um ambiente difícil e ruidoso, o esquema OCDM é capaz de suavizar o efeito do ruído impulsivo. Além disso, o esquema OCDM demonstrou resultados excepcionais quando o comprimento do canal é desconhecido comparativamente aos esquemas Hermitian symmetric orthogonal frequency division multiplexing e monoportadora com prefixo cíclico. As simulações usando o esquema MCp-CDMA demonstraram grande estabilidade e consistência de desempenho entre os diferentes cenários analisados.