Resource allocation and finite block length regime

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Coutinho, Yan Furtado
• Orientador(a): Ribeiro, Moisés Vidal
• Banca de defesa: Martins, Wallace Alves , Bessa dos Santos, Alexandre
• 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: Comunicação via rede de energia elétrica; Alocação de recursos; Blocos de comprimento finito; Probabilidade de erro de símbolo; Power line communication; Resource allocation; Finite block length; Symbol error probability
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2021/00071; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12782

Essa dissertação tem como objetivo introduzir versões melhoradas da técnica Temporal Compressive Resource Allocation, a qual é utilizada para alocação de recursos (bits e potência de transmissão) em sistemas de comunicação de dados multiportadora para aplicação em comunicação via rede de energia elétrica e discutir o regime de blocos de comprimento finito em sistemas de comunicação digital de dados monoportadora, quando o receptor não tem conhecimento da potência de transmissão e pode não conhecer o canal de comunicação. Nesse sentido, primeiramente é formulado o problema de alocação de recursos e é feita uma revisão da técnica original, ressaltando os pontos favoráveis da técnica e as melhorias sugeridas. As melhorias propostas são realizadas através da introdução de duas mudanças que aumentam a eficácia do processo de alocação de recursos quando a maximização da taxa de dados é almejada. A primeira mudança refere-se ao uso da razão sinal-ruído mínima de cada grupo de microslots para evitar picos na taxa de erro de símbolo em alguns microslots associados à componente fundamental nas redes de energia elétrica. A segunda mudança impõe o uso da matriz de razão sinal-ruído normalizada para estimar a correlação entre os microslots, uma vez que é considerado um parâmetro mais confiável para fornecer esse tipo de informação por ser resultado de menor processamento. Resultados numéricos, baseados em uma comparação entre a versão melhorada parcial, uma versão melhorada completa e a técnica original, mostram que ambas as versões aprimoradas são capazes de atender o limite superior da taxa de erro de símbolo com penalidade de perda de taxa de dados reduzida em comparação com a técnica original. Além disso, é possível perceber que o uso da matriz de razão sinal-ruído normalizada resulta em maior redução da complexidade computacional. Em seguida, é formulado o problema da transmissão de dados por blocos de comprimento finito em sistemas de comunicação digital de dados monoportadora em um cenário no qual o receptor deve estimar as potências de transmissão e do ruído aditivo considerando blocos de símbolos de comprimento finito, o que gera aleatoriedade no cálculo da razão sinal-ruído no receptor. Para contornar este problema, é proposto o uso de um fator de gap extra para minimizar o impacto de tal aleatoriedade e avaliar estatisticamente as consequências do uso de blocos de comprimento finito modelando uma variável aleatória quando são consideradas as constelações 푀-QAM e 푀-PAM. Análises numéricas mostram que, quando o receptor conhece o canal de comunicação, valores elevados do fator de gap extra são necessários para garantir a comunicação de dados confiável. Por outro lado, quando o canal de comunicação é desconhecido pelo receptor, blocos de comprimentos maiores ou maiores valores do fator de gap extra são cruciais para garantir a confiabilidade da comunicação de dados, especialmente na presença de um dispositivo malicioso, o qual é capaz de ouvir o sinal transmitido entre dois nós legítimos pertencentes à rede de dados.