Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bergamo, Rubem Toledo, 1968-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639592
Resumo: Orientador: Paulo Cardieri
id UNICAMP-30_b8dfbefa24cf35052d939da36e18c880
oai_identifier_str oai::1149077
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladasThroughput and delay analysis in wireless networks with channel sharing using coupled queues modelsSistemas de comunicação sem fioTelecomunicações - TráfegoDigital and Wireless CommunicationTelecommunication - TrafficOrientador: Paulo CardieriTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: O presente trabalho busca contribuir para uma melhor compreensão dos mecanismos que regulam os compromissos entre vazão e atraso médio em uma rede sem fio com compartilhamento de canal. Para isso, serão apresentados resultados de análises de três diferentes cenários de uma rede de comunicação sem fio, todos empregando modelagem por meio de duas filas. No primeiro cenário considera-se uma rede de rádios cognitivos, onde um usuário secundário acessa de forma oportunista um canal licenciado (primário). Nesta análise foi utilizada uma métrica, chamada Power, que relaciona a vazão de um enlace e o atraso médio observado pelos pacotes transmitidos neste enlace. Os resultados mostram que ordens de modulação elevadas diminuem o atraso médio, mas levam a enlaces pouco robustos, aumentando o número de retransmissões. Portanto, o desempenho da rede secundária, levando-se em conta vazão e atraso médio, pode ser maximizado pelo ajuste apropriado da ordem da modulação. No segundo cenário estudado existe uma interação (acoplamento) entre as duas filas que modelam os enlaces, onde o desempenho de uma fila depende do comportamento da outra. Mais especificamente, o atraso médio de um usuário com prioridade depende da probabilidade de acesso do outro usuário (sem prioridade), uma vez que essa probabilidade controla o nível de interferência mútua na rede. Nesse sentido, o atraso médio do usuário com prioridade pode ser limitado ajustando-se adequadamente a probabilidade de acesso do outro usuário na rede. Desta forma, consegue-se estabelecer as condições para as quais vale a pena fazer transmissões simultâneas entre os usuários que compartilham o mesmo canal. No último cenário considerado, os dois enlaces compartilham o canal sem o estabelecimento de prioridade a um deles. Observa-se que quando os níveis de potência de transmissão e as ordens de modulação dos usuários são ajustados para maximizar a Power média da rede, emergem dois regimes de transmissão, identificadas aqui como regime de prioridade e regime de transmissão concorrente. Quando se tem um forte grau de acoplamento entre as filas, mas o tráfego é baixo, haverá muitas oportunidades para transmissões não simultâneas. É mostrado então que a melhor estratégia é priorizar um usuário sobre o outro por meio de um ajuste de potência de transmissão apropriado e usar a ordem de modulação mais alta disponível. Por outro lado, para um tráfego alto, nenhum dos usuários deve ser priorizado (regime de transmissões concorrentes) e há uma combinação ótima que relaciona as ordens de modulação e a relação de potências de transmissão entre usuários para obter um melhor desempenho da rede levando em consideração a razão entre a vazão e o atraso médioAbstract: The present work seeks to contribute to a better understanding of the mechanisms that regulate the compromises between throughput and the average delay in a wireless network with channel sharing. For this, the results of the analysis of three different scenarios arepresented. In all scenarios investigated, two links sharing a channel are considered and modeled as queues. In the scenario, a cognitive radio network is considered, in which a secondary user accesses the licensed channel opportunistically. The analysis is based onthe metric power, which relates throughput and the average delay of a link. The results show that high modulation orders decrease the average delay, but lead to less robust links, increasing the number of retransmissions. Therefore, the power of the secondary network can be maximized by the appropriate adjustment of the modulation order. In the seconds cenario investigated, one of the users has priority to access the channel, but the other user may transmit concurrently with a given probability. This leads to interaction (coupling) between the two queues, in the sense that the performance of one of the queues depends on the behavior of the other queue. More specifically, the average delay of one user with priority depends on the probability of access of the other user (with lower priority), since this probability controls the level of mutual interference in the network. In this sense, the average delay of the user with priority can be limited by adequately adjusting the access probability of the other user in the network. In this way, it is possible to establish the conditions for which it is worth making simultaneous transmissions from both users. In the third scenario considered, both users can access the channel with the same priority.The analysis showed that, when the transmit power levels and the modulation orders are adjusted to maximize the average power of the network, two transmission regimes emerge: priority regime and concurrent transmissions regime. When there is a Strong degree of coupling between the queues, due to interference, but the traffic level is low, there will be many opportunities for non-simultaneous transmissions. It is shown that the best strategy in this case is to prioritize one user over the other (priority regime) through an appropriate transmission power adjustment and to use the highest available modulation order. On the other hand, for the high traffic scenario, none of the users should be prioritized (concurrent transmissions regime) and there is an optimal combination that relates the modulation orders and the ratio of transmission powers that leads to a better performance of the network in term of the average power metricDoutoradoTelecomunicações e TelemáticaDoutor em Engenharia ElétricaCAPES001[s.n.]Cardieri, Paulo, 1964-Yacoub, Michel DaoudSantos Filho, José Cândido SilveiraBrito, Jose Marcos CamaraShinoda, Ailton AkiraUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBergamo, Rubem Toledo, 1968-20202020-07-23T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (85 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639592BERGAMO, Rubem Toledo. Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas. 2020. 1 recurso online (85 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639592. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1149077Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-08-31T12:32:17Zoai::1149077Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2020-08-31T12:32:17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas
Throughput and delay analysis in wireless networks with channel sharing using coupled queues models
title Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas
spellingShingle Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas
Bergamo, Rubem Toledo, 1968-
Sistemas de comunicação sem fio
Telecomunicações - Tráfego
Digital and Wireless Communication
Telecommunication - Traffic
title_short Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas
title_full Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas
title_fullStr Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas
title_full_unstemmed Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas
title_sort Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas
author Bergamo, Rubem Toledo, 1968-
author_facet Bergamo, Rubem Toledo, 1968-
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Cardieri, Paulo, 1964-
Yacoub, Michel Daoud
Santos Filho, José Cândido Silveira
Brito, Jose Marcos Camara
Shinoda, Ailton Akira
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Bergamo, Rubem Toledo, 1968-
dc.subject.por.fl_str_mv Sistemas de comunicação sem fio
Telecomunicações - Tráfego
Digital and Wireless Communication
Telecommunication - Traffic
topic Sistemas de comunicação sem fio
Telecomunicações - Tráfego
Digital and Wireless Communication
Telecommunication - Traffic
description Orientador: Paulo Cardieri
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020
2020-07-23T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639592
BERGAMO, Rubem Toledo. Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas. 2020. 1 recurso online (85 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639592. Acesso em: 3 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639592
identifier_str_mv BERGAMO, Rubem Toledo. Análise da vazão e do atraso em redes sem fio com compartilhamento de canal através de modelos de filas acopladas. 2020. 1 recurso online (85 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639592. Acesso em: 3 set. 2024.
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1149077
Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
1 recurso online (85 p.) : il., digital, arquivo PDF.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809189164815482880

Registros relacionados