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Título: Emparelhamento de subportadoras e alocação de potência de transmissão para redes cooperativas
Título em inglês: Subcarrier pairing and transmit power allocation for cooperative networks
Autor(es): Pessoa, Alexandre Matos
Orientador(es): Lima, Francisco Rafael Marques
Palavras-chave: Emparelhamento de Subportadoras
Alocação de Potência
Comunicaçõs Cooperativasc
Qualidade de Serviço
Data do documento: Jan-2017
Editor: Universidade Federal do Ceará
Citação: Pessoa, A. M.
Resumo: Rede de repetidores e comunicação cooperativa se consolidaram como duas importantes tecnologias presentes na quarta geração das comunicações móveis devido ao seu potencial em combater o desvanecimento em pequena e larga escalas e ampliar a zona de cobertura das células. Além disso, o gerenciamento dos recursos de rádio de forma eficiente aplicado em redes de repetidores tem se mostrado como uma importante ferramenta para melhorar o desempenho dos sistemas de comunicações móveis em termos de diversidade espacial, cobertura, eficiência espectral e energética. Um dos pilares de nosso estudo foi a consideração de um mapeamento discreto entre a qualidade de canal de comunicação geralmente representada pela SNR (do inglês, Signal-to-Noise Ratio) e a taxa de dados. Essa consideração está em consonância com o uso de MCSs (do inglês, Modulation and Coding Schemes) e tem sido ignorada em grande parte dos trabalhos da área. Nesta dissertação, formulamos dois problemas. O primeiro problema consiste na maximização da taxa total em um cenário cooperativo através do emparelhamento de subportadoras e alocação adaptativa de potência de transmissão. O segundo problema consiste na maximização do número de usuário satisfeitos com o QoS (do inglês, Quality of Service) solicitado. Para ambos os problemas, provemos a solução ótima, propriedades básicas e soluções subótimas de baixo custo computacional. Através de simulações computacionais mostramos que a solução subótima para o problema de maximização de taxa apresentou erro máximo de 0.1% em relação a solução ótima. Além disso, a solução subótima para o problema de maximização do número de usuário satisfeitos foi capaz de atender a perdas de desempenho menores que 10% com relação ao ótimo, utilizando muito menos potência em ambos os saltos.
Abstract: present in the fourth generation of mobile communications due to its potential to combat fading and extend the cell coverage area. In addition, efficient radio resource management when applied to relay networks is capable of improving the performance of mobile communication systems in terms of space diversity, coverage, spectral and energy efficiencies. One of the main assumption in our work is a discrete mapping between channel quality and transmit data rate. This discrete mapping models the use of finite MCSs and has been neglected by most of the articles in the literature. In this master thesis we formulate two problems. The first problem consists in the maximization of the total data rate in a cooperative system through subcarrier pairing and transmit power allocation. The second problem aims at maximizing the number of satisfied users with the demanded QoS. For both problems we provide the optimal solution, some basic properties and suboptimal solutions with low computational complexity. By means of computational simulations, we show that the proposed solution to the total data rate maximization problem has a maximum error to the optimal solution lower than 0.1%. Furthermore, the heuristic solution proposed to the problem of maximizing the number of satisfied users is capable of attaining a performance loss in the number of satisfied users not higher than 10% to the optimal solution with much lower transmit power leading to energy efficiency gains.
Descrição: PESSOA, A. M. Emparelhamento de subportadoras e alocação de potência de transmissão para redes cooperativas. 2016. 104 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação), Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/22021
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