Eficiência energética e espectral em redes sem fio macro-celulares : caracterização, otimização e análise de compromisso

• Main Author: Souza, Álvaro Ricieri Castro e
• Publication Date: 2024
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UEL
• Download full: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/13786
• topic: Redes de computadores; Sistemas de comunicação sem fio; Acesso múltiplo por divisão de código; Programação convexa; Teoria dos jogos; Computer networks; Wireless communication systems; Code Division Multiple Access; Convex programming; Game theory

Resumo: Dada a crescente demanda por taxa de informação e serviços distintos, a alocação eficiente de recursos em redes sem fio torna-se uma estratégia essencial Assim, os esforços de pesquisa atual têm sido direcionados principalmente para o crescimento da capacidade do sistema de comunicação, bem como de sua eficiência espectral (SE) Adicionalmente, a preocupação com o uso racional de recursos, principalmente energia, faz com que uma abordagem complementar seja considerada, trazendo à tona a necessidade de conciliar o problema do consumo de potência, ie, a métrica de eficiência energética (EE), com as necessidades em termos de capacidade e qualidade de serviço (QoS) A otimização da métrica de EE consiste na maximização da quantidade de bits transmitidos para cada unidade de energia consumida pela rede, de tal forma que o sistema utilize da maneira mais eficiente e racional possível a energia disponível De modo a atender aos requisitos de taxa e cobertura, maximizar a eficiência espectral e também considerar os requisitos dos padrões de redes sem fio macro-celulares mais recentes, este trabalho investiga o problema da alocação eficiente de potência e taxa de informação baseado no compromisso entre EE e SE, utilizando como cenário de aplicação redes de comunicações de múltiplo acesso por divisão de código (CDMA) Resultados numéricos para diversos cenários indicam que a interferência de múltiplo acesso (MAI) é um ponto crítico no uso racional dos recursos, principalmente para os usuários localizados em zonas críticas, ie, bordas da área de cobertura Deste modo, emprega-se os conceitos de canal relay e modo de transmissão cooperativo tendo em vista a maximização da EE Com a utilização de estações retransmissoras fixas, com posicionamento e quantidade otimizados, obtém-se uma redução apreciável da potência necessária para a operação da rede, reduzindo assim a MAI para os usuários críticos e conduzindo, portanto, a um aumento na eficiência energética da rede Adicionalmente, a abordagem de otimização analítica adotada na formulação do problema utiliza os recentes resultados de teoria de jogos e otimização convexa