A cooperative MAC protocol to improve the performance of in-home broadband PLC systems

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Oliveira, Roberto Massi de
• Orientador(a): Vieira, Alex Borges
• Banca de defesa: Moreno, Marcelo Ferreira , Rezende, José Ferreira de , Macedo, Daniel Fernandes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: PLC; Protocolo CMAC; OFDMA-TDMA; TDMA-OFDM; Taxa de perda de pacotes; Goodput; CMAC protocol; Packet Loss rate
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4836

Nesse trabalho, discutimos o uso de protocolos de cooperação na subcamada de controle de acesso ao meio (CMAC) para reduzir a taxa de perda de pacote e aumentar o goodput em um sistema de comunicação banda larga via rede elétrica (PLC) de ambientes residenciais. Para apoiar essa discussão, nós, pela primeira vez, apresentamos uma análise estatística da taxa de erro de pacote (PER) de canais PLC residenciais a partir de dados medidos em um modelo com um único relay. Adicionalmente, nós esboçamos um simples protocolo CMAC capaz de explorar a diversidade oferecida por uma rede elétrica doméstica. Usando esse protocolo, nosso objetivo é mostrar o impacto da variação da largura de banda, da variação da PER e da posição relativa do relay no desempenho do sistema. Sendo assim, nós mostramos que a taxa de perda de pacote e o goodput melhoram quando a largura de banda de frequência aumenta. Além disso, resultados mostram que a cooperação na camada de enlace não oferece vantagens caso os valores de PER do enlace direto e do enlace intermediado pelo relay sejam muito altos ou muito baixos. Nós também notamos que as melhorias estudadas dependem da posição do nó relay em relação ao nó fonte e ao nó destino (i.e., notamos melhoras na rede nos casos em que o relay estava situado próximo à fonte e no meio do caminho entre a fonte e o destino). Finalmente, uma comparação entre os esquemas de acesso múltiplo por divisão de frequências ortogonais - acesso múltiplo por divisão de tempo (OFDMA-TDMA) e acesso múltiplo por divisão de tempo - multiplexação por divisão ortogonal de frequência (TDMA-OFDM) mostra que o simples protocolo CMAC é mais eficaz quando usado juntamente com o primeiro esquema do que com o último. Em suma, a nossa contribuição é dividida em duas etapas: primeiramente, desenvolvemos um simples protocolo MAC de cooperação que traz melhorias de desempenho na rede quando comparado com um sistema sem a cooperação; em segundo lugar, nós realizamos uma análise sistemática de diferentes cenários, mostrando os benefícios e limitações da cooperação na camada de enlace de redes PLC.