Métodos de otimização para alocação de recursos em redes ópticas OCDMA - Martinez, Cristiane Aparecida Pendeza (2020)
Esta Tese trata de um estudo sobre alocação de recursos em redes de acesso múltiplo por divisão de código óptico e tem por objetivo analisar técnicas de otimização para resolução de três problemas de alocação de recursos: o problema de alocação de potência mínima, o problema de maximização da eficiência energética e o problema do compromisso entre eficiência energética e eficiência espectral. Para o problema de alocação de potência mínima, propomos a implementação da abordagem da rede neural artificial de Hopfield modificada e também o uso de métodos de programação não linear como programação quadrática sequencial e o método Lagrangiano aumentado, os quais são comparados em desempenho-complexidade, robustez algorítmica e qualidade da solução. Para o problema de maximização da eficiência energética em redes de acesso múltiplo por divisão de código óptico, foram propostos e analisados quatro métodos de programação não linear: o método Lagrangiano aumentado, o método de programação quadrática sequencial, a técnica de majoração-minimização e o método de Dinkelbach. Todos os métodos utilizados foram capazes de alcançar convergência para a solução adequada do problema. No entanto, em algumas configurações específicas, porém realistas, do sistema de comunicação de acesso múltiplo por divisão de código óptico com número elevado de usuários, o método Dinkelbach é ineficiente em termos de convergência total. Outra estratégia para a resolução do problema de maximização da eficiência energética propõe a combinação do método Lagrangiano aumentado com métodos heurísticos evolutivos, a saber otimização por enxame de partículas e uma hibridação do enxame de partículas com o algoritmo de busca gravitacional e com um método de otimização do tipo Quase-Newton. A estrutura do método do Lagrangiano aumentado permite um melhor ajuste ao problema e, por fim, fornece mais informações sobre a solução. Para o problema do compromisso entre eficiência energética e eficiência espectral denominada eficiência de recursos, duas técnicas de otimização multiobjetivo foram utilizadas, o método da soma de pesos e método Є-restrito, ambas associadas ao método do Lagrangiano aumentado, o qual foi empregado na resolução dos subproblemas gerados. Como resultado, a qualidade da solução no sentido do limite de Pareto foi verificada.