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Title in Portuguese: Análise de sistema mimo-noma cooperativo com seleção de antena e retransmissão df
Title: Analysis of the cooperative mimo-nona system with selection of antenna and df transmission
Author: Lima, Joab Costa Rodrigues
Advisor(s): Costa, Daniel Benevides da
Keywords: Acesso múltiplo não-ortogonal
Cancelamento sucessivo de interferência
Codificação por superposição
Cooperação.
Issue Date: 3-Feb-2020
Publisher: Universidade Federal do Ceará
Citation: LIMA, J. C. R.
Abstract in Portuguese: Alguns dos principais desafios enfrentados pelas redes móveis de futura geração é a melhoria da eficiência espectral e conectividade massiva, exigidos pela crescente demanda de internet móvel e internet das coisas (IoT). Esses requisitos são difíceis de serem atendidos com os esquemas convencionais de acesso múltiplo ortogonal. O acesso múltiplo não ortogonal (NOMA) surgiu como um esquema de acesso múltiplo promissor para melhorar ainda mais a eficiência no uso do espectro, acomodando mais usuários por meio da alocação de recursos não ortogonais. Nesta dissertação, é apresentada uma pesquisa abrangente sobre as principais teorias do NOMA para as futuras gerações de redes móveis. Além disso, é realizada uma análise do desempenho de um sistema NOMA cooperativo com múltiplas antenas para a transmissão e recepção das informações. Em particular, uma estação base utiliza a técnica de codificação por superposição para se comunicar simultaneamente com um par de usuários através da ajuda de um relay do tipo decodifica-e-encaminha. O esquema de seleção de antena transmissora e a técnica de combinação por seleção são empregadas na estação base e nos usuários, respectivamente. Expressões em forma fechada para a probabilidade de outage são obtidas e, através delas, uma análise assintótica é realizada. Simulações numéricas são apresentadas com o intuito de investigar o efeito do número de antenas, coeficientes de alocação de potência, bem como a distância entre os terminais e a análise da taxa de dados no desempenho sistêmico, para validar os resultados analíticos. Uma rede NOMA inspirada em rádio cognitivo também é estudada, em que a QoS do usuário com piores condições de canal é garantida. A probabilidade de outage do usuário secundário é avaliada e resultados de simulação são realizados para corroborar com as análises teóricas. Os resultados demonstram a superioridade do NOMA em relação aos diferentes cenários propostos.
Abstract: Some of the main challenges faced by future generation mobile networks is the improvement of spectral efficiency and massive connectivity, required by the growing demand for mobile internet and internet of things (IoT). These requirements are difficult to meet with conventional orthogonal multiple access schemes. Non-orthogonal multiple access (NOMA) emerged as a promising multiple access scheme to further improve efficiency in the use of the spectrum, accommodating more users through the allocation of non-orthogonal resources. In this dissertation, comprehensive research is presented on the main theories of NOMA for future generations of mobile networks. In addition, an analysis of the performance of a cooperative NOMA system with multiple antennas is carried out for the transmission and reception of information. In particular, a base station uses the overlay encoding technique to communicate simultaneously with a pair of users through the collaboration of a decode-and-forward relay. The transmitting antenna selection scheme and the selection combination technique are employed at the base station and the users, respectively. Closed form expressions for the outage probability are obtained and, through them, an asymptotic analysis is performed. Numerical simulations are presented in order to investigate the effect of the number of antennas, power allocation coefficients, as well as the distance between the terminals and the analysis of the data rate on the systemic performance, to validate the analytical results. NOMA network inspired by cognitive radio is also studied, in which the QoS of the user with the worst channel conditions is guaranteed. The outage probability of the secondary user is analyzed and simulation results are performed to corroborate the theoretical analyzes. The results demonstrate the superiority of NOMA in relation to the different scenarios proposed.
Description: Lima, J. C. R. Análise do sistema MIMO - NOMA cooperativo com seleção de antena e retransmissão DF. 2020. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2020.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/50659
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:PPGEEC - Dissertações defendidas na UFC

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