Mecanismos de Identificação de Proximidade e Alocação de Recursos para uma Comunicação D2D Energeticamente Eficiente em Redes LTE-A

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: SANTOS, Marcos Graciano
• Orientador(a): DIAS, Kelvin Lopes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Consumo eficiente de energia; Device-to-device; LTE; Quarta geração de redes celulares; LTE-Advanced; Redução de consumo; Duplex por divisão de tempo (TDD); Serviços de proximidade
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/11573

Atualmente, mais de 200 milhões de usuários utilizam as redes 3G/LTE (Long Term Evolution). Com este aumento crescente de usuários com acesso sem fio, muitas pesquisas se concentram no esforço de desenvolvimento de soluções que permitam atender às demandas de redes com alta disponibilidade e altas taxas de transmissão sem considerar, em geral, as limitações de bateria dos dispositivos. Como requisito do LTE Advanced (especificações para a Quarta Geração de comunicações móveis) incluem-se os Serviços de Proximidade, comunicação denominada de dispositivo a dispositivo (D2D, do inglês: device-to-device) para atender ao desenvolvimento de novas demandas de serviços, como jogos e vídeos on-line ou transferência de conteúdos, aplicações que, a cada dia, requerem maiores consumos de energia. Neste trabalho, realizamos medições que avaliam o consumo da comunicação dispositivo-estação base e propomos primeiramente um algoritmo de identificação de pares de dispositivos e definição de limiares de referência, diferentemente de outros trabalhos, com base nas características de consumo dos dispositivos, que viabilize comunicação direta D2D energeticamente mais eficiente que a comunicação convencional via estação rádio base. Em seguida, para cenários de grande aglomeração de pessoas, uma alternativa de serviço de disponibilização de conteúdos ou transferência de arquivos através de um novo padrão de alocação de recursos, utilizando o modo duplex por divisão no tempo (TDD – Time Duplex Division). Foram considerados cinco modelos de propagação distintos para comparação do desempenho, tomando como base uma situação real num parque do Recife considerando a transmissão de um vídeo em alta definição. Por fim, tratamos a questão da segurança com uma criptografia específica entre os dispositivos próximos. Os resultados são avaliados via simulação utilizando-se o Matlab, demonstrando a eficácia da solução com reduções de até 43% no consumo de energia da bateria do dispositivo.