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Tipo: TCC
Título: Análise de soluções heurísticas e ótimas para otimização de sistemas WPCN/NOMA com SIC imperfeito e garantias QOS
Autor(es): Paiva, Michel Bernardo de
Orientador: Lima, Francisco Rafael Marques
Palavras-chave em português: WPCN;NOMA;SIC imperfeito;EH;QoS
Palavras-chave em inglês: WPCN;imperfect SIC
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Data do documento: 2022
Citação: PAIVA, Michel Bernardo de. Análise de Soluções Heurísticas e Ótimas para Otimização de Sistema WPCN/NOMA com SIC Imperfeito e Garantias QoS, 2022. TCC (Curso de graduação em Engenharia Elétrica) – Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2022.
Resumo: Atualmente o Brasil e algumas partes do mundo vivem a chegada dos sistemas de quinta geração, ou do inglês, 5th Generation (5G), e muitos esforços têm sido desempenhado para usufruir das capacidades da rede. Neste contexto, o 5G consiste em uma rede habilitadora para implantação de sistemas do conceito de Internet das Coisas, do inglês, Internet of Things IoT, onde uma grande quantidade de dispositivos se conectarão à rede por meio sem fio. Assim, o impacto do crescimento da utilização das redes de comunicação sem fio se tornará ainda mais evidente, o que demanda o desenvolvimento de estudos para otimização do recursos da rede. Este trabalho apresenta um cenário simples de um sistema de comunicação com o objetivo de formular um problema de otimização para maximizar a taxa de dados alcançável no uplink em uma rede energizada sem fio, do inglês Wireless Powered Communication Network (WPCN) que utiliza acesso múltiplo não ortogonal, do inglês Non-Orthogonal Multiple Access NOMA, seguido de Cancelamento Sucessivo de Interferência, do inglês, Sucessive Interference Cancelation(SIC) imperfeito, com requisitos mínimos de taxas heterogêneas para cada usuário do sistema como forma de garantia qualidade de serviço, do inglês, Quality of Service (QoS). O cenário desenvolvido consiste em uma célula de comunicação com uma ERB (Estação Rádio Base) provendo uma área de cobertura circular, estabelecendo enlace com os usuários. O sistema é dividido em duas fases: A primeira ocorre no downlink e é efetuado uma colheita de energia, do inglês, Energy Harvesting (EH), aplicando conceitos de transferência de energia sem fio, do inglês, Wireless Power Transfer (WPT), para recarregar as baterias dos usuários com energia proveniente de ondas eletromagnéticas; A segunda fase ocorre no uplink onde o esquema de multiplo acesso empregado é o NOMA, sendo necessário aplicar o SIC com uma certa ordem de decodificação. Este trabalho estuda a otimização da segunda fase da rede WPCN modelada. Em simulações computacionais realizadas é feita uma análise comparativa dos resultados obtidos na solução ótima com três soluções propostas em artigos de referência, onde alguns parâmetros foram variados. Os resultados mostram que à medida que o requisito mínimo de taxa aumenta, mais soluções inviáveis são encontradas e menor a taxa de dados alcançada pelos usuários.
Abstract: Currently, Brazil and some parts of the world are experiencing the arrival of fifth generation systems, more popularly, 5th Generation (5G), and many efforts have been made to take advantage of network resources. In this context, 5G consists of a network enabled for the deployment of IoT systems (Internet of Things), where a large number of devices will connect to the network wirelessly. Thus, the impact of the growth in the use of wireless communication networks becomes even more evident, which demands the development of studies to optimize network resources. This work shows a simple scenario of a communication system with the objective to formulate a optimization problem to maximize the total data rate in uplink in a WPCN(Wireless Powered Communication Network) that use NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access) followed by imperfect SIC (Sucessive Interference Cancelation), with minimum requirements of heterogeneous rates for each user of the system as a way to guarantee QoS (Quality of Service). The scenario developed consist in a communication cell with a BS (Base Station) providing a circular coverage area, establishing link with the users. The system is divided in two fases: The first one occurs in downlink and an energy harvesting is carried out applying concepts of wireless power transfer to recharge the users’s batteries with energy from electromagnetic waves. The second phase occurs in uplink where the multiple access scheme used is NOMA, being necessary apply the SIC with a certain decoding order. This work studies the optimization of the second phase of the modeled WPCN network. In computational simulations performed, a comparative analysis of the results obtained in the optimal solution with three solutions proposed in reference articles is made, where some parameters were varied. The results show that as the minimum rate requirement increases, more infeasible solutions are found and the lower the datarate achieved by users.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77987
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/3285577838241641
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-4115-1935
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/4983411711055340
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA ELÉTRICA - SOBRAL - Monografias

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