A Cooperative MAC Protocol to Improve the Performance of In-Home Broadband PLC Systems

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Oliveira, Roberto Massi de lattes
Orientador(a): Vieira, Alex Borges lattes
Banca de defesa: Moreno, Marcelo Ferreira lattes, Rezende, José Ferreira de lattes, Macedo, Daniel Fernandes lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
Departamento: Faculdade de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
PLC
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/64
Resumo: Nesse trabalho, discutimos o uso de protocolos de coopera¸c˜ao na subcamada de controle de acesso ao meio (CMAC) para reduzir a taxa de perda de pacote e aumentar o goodput em um sistema de comunica¸c˜ao banda larga via rede el´etrica (PLC) de ambientes residenciais. Para apoiar essa discuss˜ao, n´os, pela primeira vez, apresentamos uma an´alise estat´ıstica da taxa de erro de pacote (PER) de canais PLC residenciais a partir de dados medidos em um modelo com um ´unico relay. Adicionalmente, n´os esbo¸camos um simples protocolo CMAC capaz de explorar a diversidade oferecida por uma rede el´etrica dom´estica. Usando esse protocolo, nosso objetivo ´e mostrar o impacto da varia¸c˜ao da largura de banda, da varia¸c˜ao da PER e da posi¸c˜ao relativa do relay no desempenho do sistema. Sendo assim, n´os mostramos que a taxa de perda de pacote e o goodput melhoram quando a largura de banda de frequˆencia aumenta. Al´em disso, resultados mostram que a coopera¸c˜ao na camada de enlace n˜ao oferece vantagens caso os valores de PER do enlace direto e do enlace intermediado pelo relay sejam muito altos ou muito baixos. N´os tamb´em notamos que as melhorias estudadas dependem da posi¸c˜ao do n´o relay em rela¸c˜ao ao n´o fonte e ao n´o destino (i.e., notamos melhoras na rede nos casos em que o relay estava situado pr´oximo `a fonte e no meio do caminho entre a fonte e o destino). Finalmente, uma compara¸c˜ao entre os esquemas de acesso m´ultiplo por divis˜ao de frequˆencias ortogonais - acesso m´ultiplo por divis˜ao de tempo (OFDMA-TDMA) e acesso m´ultiplo por divis˜ao de tempo - multiplexa¸c˜ao por divis˜ao ortogonal de frequˆencia (TDMA-OFDM) mostra que o simples protocolo CMAC ´e mais eficaz quando usado juntamente com o primeiro esquema do que com o ´ultimo. Em suma, a nossa contribui¸c˜ao ´e dividida em duas etapas: primeiramente, desenvolvemos um simples protocolo MAC de coopera¸c˜ao que traz melhorias de desempenho na rede quando comparado com um sistema sem a coopera¸c˜ao; em segundo lugar, n´os realizamos uma an´alise sistem´atica de diferentes cen´arios, mostrando os benef´ıcios e limita¸c˜oes da coopera¸c˜ao na camada de enlace de redes PLC.