Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade
| Ano de defesa: | 2019 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4776 |
Resumo: | Multi-User (MU) MIMO schemes introduced to IEEE 802.11ac/ax amendments can achieve high throughput by means of beamforming techniques, which enables transmission of different data streams to multiple users simultaneously. However, it requires the user Channel State Information (CSI), which is not trivial to obtain in practice. Alternatively, the access point can balance the expected rate with the CSI processing overhead by choosing an appropriate number of transmitting and receiving antennas, as well as the number of users according to client channel and backlog. We propose the application of a user selection algorithm based on MU-MIMO theoretical properties and user omnidirectional SNR named PUMA (Pre-sounding User and Mode selection Algorithm), and its application on a diversity scenario. The data rate of the proposed scheme with traditional fixed-mode and exaustive search user selection and the equivalent effects on energy efficiency are compared. Results show that the PUMA advantages are enhanced in a diversity scenario when client grouping causes dramatic changes in the sum rate. In addition, by using different diversity schemes on the same WLAN configuration, different rates and consumption are obtained. Despite MRC consuming more energy during frame reception, it is the most energy-efficient receive diversity scheme, mainly because of SNR improvement. |
| id |
UTFPR-12_020b60b2461bbcc63279c703b3f7db71 |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4776 |
| network_acronym_str |
UTFPR-12 |
| network_name_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| repository_id_str |
|
| spelling |
Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidadePerformance of MU-MIMO WLAN systems with user selection and receive diversityRedes locais sem fioAmbientes virtuais compartilhadosSistemas de transmissão de dadosSistemas de comunicação sem fioAlgoritmos - DesenvolvimentoProcessamento de sinais - Técnicas digitaisAnálise NuméricaWireless LANsShared virtual environmentsData transmission systemsWireless communication systemsAlgorithms - DevelopmentSignal processing - Digital techniqueNumerical analysisCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOESEngenharia ElétricaMulti-User (MU) MIMO schemes introduced to IEEE 802.11ac/ax amendments can achieve high throughput by means of beamforming techniques, which enables transmission of different data streams to multiple users simultaneously. However, it requires the user Channel State Information (CSI), which is not trivial to obtain in practice. Alternatively, the access point can balance the expected rate with the CSI processing overhead by choosing an appropriate number of transmitting and receiving antennas, as well as the number of users according to client channel and backlog. We propose the application of a user selection algorithm based on MU-MIMO theoretical properties and user omnidirectional SNR named PUMA (Pre-sounding User and Mode selection Algorithm), and its application on a diversity scenario. The data rate of the proposed scheme with traditional fixed-mode and exaustive search user selection and the equivalent effects on energy efficiency are compared. Results show that the PUMA advantages are enhanced in a diversity scenario when client grouping causes dramatic changes in the sum rate. In addition, by using different diversity schemes on the same WLAN configuration, different rates and consumption are obtained. Despite MRC consuming more energy during frame reception, it is the most energy-efficient receive diversity scheme, mainly because of SNR improvement.Esquemas utilizando a técnica Multi-User MIMO adicionados aos padrões 802.11ac/ax podem atingir altas taxas por meio de técnicas de beamforming, que permitem a transmissão de streams de dados para múltiplos usuários de forma simultânea. Porém isso requer o conhecimento do canal do usuário (CSI), que é um processo complexo de ser obtido na prática. Alternativamente, o access point pode balancear a taxa estimada com o overhead para processamento da CSI, escolhendo um número de antenas de transmissão e recepção apropriado, assim como o número de usuários de acordo com o canal do cliente e sua fila de pacotes. O presente trabalho propõe a aplicação de um algoritmo de seleção de usuário baseado nas propriedades da teoria MU-MIMO e a SNR omnidirecional do usuário chamado PUMA (Pre-sounding User and Mode selection Algorithm), e sua aplicação em um cenário de diversidade. A taxa do esquema proposto com métodos tradicionais de seleção fixa e busca exaustiva e os efeitos equivalentes na eficiência energética são comparados. Os resultados apresentam que as vantagens do PUMA são ampliadas em um cenário de diversidade, onde o agrupamento de usuários causa mudanças drásticas na taxa. Ainda, utilizando diferentes esquemas de diversidade na mesma configuração de rede, diferentes taxas e consumo são obtidos. Apesar de o esquema MRC consumir mais energia durante a recepção do frame, é o modelo mais eficiente de diversidade na recepção, principalmente pelo ganho de SNR.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Sistemas de EnergiaUTFPRMoritz, Guilherme Luizhttp://lattes.cnpq.br/0736175449254807Brante, Glauber Gomes de Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/8347190422243353Moritz, Guilherme Luizhttp://lattes.cnpq.br/0736175449254807Rebelatto, Joao Luizhttp://lattes.cnpq.br/8633387185514637Souza, Richard Demohttp://lattes.cnpq.br/6825512654223870Grybosi, Jorge Felipe2020-03-13T18:56:35Z2020-03-13T18:56:35Z2019-11-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfGRYBOSI, Jorge Felipe. Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade. 2019. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4776porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2020-03-14T06:00:57Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/4776Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2020-03-14T06:00:57Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade Performance of MU-MIMO WLAN systems with user selection and receive diversity |
| title |
Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade |
| spellingShingle |
Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade Grybosi, Jorge Felipe Redes locais sem fio Ambientes virtuais compartilhados Sistemas de transmissão de dados Sistemas de comunicação sem fio Algoritmos - Desenvolvimento Processamento de sinais - Técnicas digitais Análise Numérica Wireless LANs Shared virtual environments Data transmission systems Wireless communication systems Algorithms - Development Signal processing - Digital technique Numerical analysis CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES Engenharia Elétrica |
| title_short |
Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade |
| title_full |
Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade |
| title_fullStr |
Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade |
| title_full_unstemmed |
Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade |
| title_sort |
Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade |
| author |
Grybosi, Jorge Felipe |
| author_facet |
Grybosi, Jorge Felipe |
| author_role |
author |
| dc.contributor.none.fl_str_mv |
Moritz, Guilherme Luiz http://lattes.cnpq.br/0736175449254807 Brante, Glauber Gomes de Oliveira http://lattes.cnpq.br/8347190422243353 Moritz, Guilherme Luiz http://lattes.cnpq.br/0736175449254807 Rebelatto, Joao Luiz http://lattes.cnpq.br/8633387185514637 Souza, Richard Demo http://lattes.cnpq.br/6825512654223870 |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Grybosi, Jorge Felipe |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Redes locais sem fio Ambientes virtuais compartilhados Sistemas de transmissão de dados Sistemas de comunicação sem fio Algoritmos - Desenvolvimento Processamento de sinais - Técnicas digitais Análise Numérica Wireless LANs Shared virtual environments Data transmission systems Wireless communication systems Algorithms - Development Signal processing - Digital technique Numerical analysis CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES Engenharia Elétrica |
| topic |
Redes locais sem fio Ambientes virtuais compartilhados Sistemas de transmissão de dados Sistemas de comunicação sem fio Algoritmos - Desenvolvimento Processamento de sinais - Técnicas digitais Análise Numérica Wireless LANs Shared virtual environments Data transmission systems Wireless communication systems Algorithms - Development Signal processing - Digital technique Numerical analysis CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES Engenharia Elétrica |
| description |
Multi-User (MU) MIMO schemes introduced to IEEE 802.11ac/ax amendments can achieve high throughput by means of beamforming techniques, which enables transmission of different data streams to multiple users simultaneously. However, it requires the user Channel State Information (CSI), which is not trivial to obtain in practice. Alternatively, the access point can balance the expected rate with the CSI processing overhead by choosing an appropriate number of transmitting and receiving antennas, as well as the number of users according to client channel and backlog. We propose the application of a user selection algorithm based on MU-MIMO theoretical properties and user omnidirectional SNR named PUMA (Pre-sounding User and Mode selection Algorithm), and its application on a diversity scenario. The data rate of the proposed scheme with traditional fixed-mode and exaustive search user selection and the equivalent effects on energy efficiency are compared. Results show that the PUMA advantages are enhanced in a diversity scenario when client grouping causes dramatic changes in the sum rate. In addition, by using different diversity schemes on the same WLAN configuration, different rates and consumption are obtained. Despite MRC consuming more energy during frame reception, it is the most energy-efficient receive diversity scheme, mainly because of SNR improvement. |
| publishDate |
2019 |
| dc.date.none.fl_str_mv |
2019-11-21 2020-03-13T18:56:35Z 2020-03-13T18:56:35Z |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| format |
masterThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
GRYBOSI, Jorge Felipe. Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade. 2019. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4776 |
| identifier_str_mv |
GRYBOSI, Jorge Felipe. Desempenho em redes WLAN MU-MIMO com seleção de usuário e diversidade. 2019. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. |
| url |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4776 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
| language |
por |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia UTFPR |
| publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Energia UTFPR |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
| instname_str |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
| instacron_str |
UTFPR |
| institution |
UTFPR |
| reponame_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| collection |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
| repository.mail.fl_str_mv |
riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br |
| _version_ |
1850498268419588096 |