Alocação de potência e taxa de informação em redes sem fio de múltiplo acesso

• Main Author: Lucas Dias Hiera Sampaio
• Other Authors: Taufik Abraão .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina 2010
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000161473

Este trabalho tem por objetivo discutir os problemas de alocação de taxa de informação e potência em redes sem fio de múltiplo acesso, bem como apresentar diferentes métodos para solucioná-los. Estes dois importantes problemas são clássicos na literatura, uma vez que a alocação de potência e espectro quando otimizadas implicam em uma maior vazão do sistema e tempo de vida das baterias dos terminais móveis. Com o intuito de resolver estes problemas de otimização, três ferramentas diferentes foram empregadas: o equilíbrio de Verhulst, a otimização por enxame de partículas (particle swarm optimization, PSO) e a teoria de jogos. As contribuições deste trabalho incluem: i) extensão do algoritmo de controle de potência distribuído (distnbuted power control algorithm, DPCA) baseado no equilíbrio de Verhulst para sistemas de múltiplas taxas e com coeficiente de aceleração adaptativo; ü) resolução do problema de alocação de taxa com restrições de potência máxima e do problema de controle de potência com restrições de taxa de informação mínima utilizando o algoritmo PSO; iü) estudo e otimização dos parâmetros de entrada do PSO para ambos problemas resolvidos; iv) análise de aplicabilidade da teoria de jogos para solucionar o problema de alocação de potência com restrições de taxa de informação mínima em redes de múltiplo acesso com múltiplas portadoras em diversos cenários; v) proposta de uma solução híbrida utilizando PSO e algoritmo iterativo de water-fílHng {iterative water-fílling algorithm, IWFA), a fim de tornar a modelagem de teoria de jogos aplicável a sistemas de múltiplo acesso operando em cenários realistas. === This work aims to discuss the power and rate allocation problems in multiple access networks, as well as present different methods to solve them. These important problems are classics, since optimizing power and spectrum allocation imply in a large system throughput and increase of the mobile terminals batteries lifetime. In order to solve these problems, three tools were used: the Verhulst equilibrium, swarm intelligence and game theory. The main contributions of this work include: i) extension of the Verhulst DPCA for multirate systems and an adaptive acceleration coeficient; ii) solve the power allocation with rate constraints problem and the throughput maximization problem using the particle swarm optimization technique; in) input parameters optimization for the PSO algorithm; iv) an applicability analysis of the game theoretic approach in different scenarios to solve the power control problem in multi-carrier multiple access networks; v) proposal of a new hybrid solution combining PSO and IWFA, in order to improve the game theoretic model applicability in multiple access systems operating in realistic scenarios.