Eficiência energética de seleção de relays em um sistema cooperativo MIMO com codificação de rede

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Chiodi Junior, Marco Antonio
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Antenas (Eletrônica) - Consumo de energia
Redes de sensores sem fio
Internet das coisas
Energia elétrica - Consumo
Protocolo de aplicação sem fio (Protocolo de rede de computador)
Sistemas de transmissão de dados
Antennas (Electronics) - Energy consumption
Wireless sensor networks
Internet of things
Electric power consumption
Wireless Aplication Protocol (Computer network protocol)
Data transmission systems
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
Engenharia Elétrica
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25397
Resumo: In this work, we evaluate the energy efficiency of a recently proposed network-coded cooperative scheme with multiple relay selection, in a scenario with multiple sources and a single common destination. By considering that all the nodes and also the destination are equipped with multiple antennas, we compare the EE of the network when operating under two different combination techniques at the receiver side, namely selection combining (SC) and maximum ratio combining (MRC) techniques. Our analysis, which also encompasses the circuitry consumption of all the nodes in the network, shows that the MRC scheme, which is optimal from a reliability perspective, may be outperformed by the SC scheme when the EE is adopted as the performance metric. Based on insights about the number of relays that must be used to optimize EE, an improvement in the system is proposed in order to raise network energetic efficiency, the incremental multiple relay selection (INC-MRS). Finally, numerical results are presented in order to support all the mathematical analyses.
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spelling Eficiência energética de seleção de relays em um sistema cooperativo MIMO com codificação de redeOn the energy-efficiency of selective relaying in a MIMO network-coded cooperative systemAntenas (Eletrônica) - Consumo de energiaRedes de sensores sem fioInternet das coisasEnergia elétrica - ConsumoProtocolo de aplicação sem fio (Protocolo de rede de computador)Sistemas de transmissão de dadosAntennas (Electronics) - Energy consumptionWireless sensor networksInternet of thingsElectric power consumptionWireless Aplication Protocol (Computer network protocol)Data transmission systemsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESEngenharia ElétricaIn this work, we evaluate the energy efficiency of a recently proposed network-coded cooperative scheme with multiple relay selection, in a scenario with multiple sources and a single common destination. By considering that all the nodes and also the destination are equipped with multiple antennas, we compare the EE of the network when operating under two different combination techniques at the receiver side, namely selection combining (SC) and maximum ratio combining (MRC) techniques. Our analysis, which also encompasses the circuitry consumption of all the nodes in the network, shows that the MRC scheme, which is optimal from a reliability perspective, may be outperformed by the SC scheme when the EE is adopted as the performance metric. Based on insights about the number of relays that must be used to optimize EE, an improvement in the system is proposed in order to raise network energetic efficiency, the incremental multiple relay selection (INC-MRS). Finally, numerical results are presented in order to support all the mathematical analyses.Neste trabalho, avalia-se a eficiência energética de um esquema cooperativo recentemente proposto com seleção de múltiplos relays, em um cenário com múltiplas fontes e apenas um Destino em comum. Por considerar que todos os nós e também o Destino são equipados com múltiplas antenas, compara-se a eficiência energética de uma rede operando sob dois esquemas de recepção, a combinação de seleção, do inglês Selection Combining (SC), e a combinação de razão máxima, do inglês Maximal Ratio Combining (MRC). A análise realizada, a qual engloba os consumos dos circuitos internos dos nós da rede, demonstra que o esquema MRC, o qual é ótimo a partir de uma perspectiva de confiabilidade, pode ser superado em termos de desempenho pela SC em relação à eficiência energética. Também é apresentada uma investigação sobre o número de relays que deve ser utilizado na otimização da Eficiência Energética, propõe-se uma melhoria no sistema com o intuito de aumentar a eficiência da rede, a seleção incremental de múltiplos relays (INC-MRS). Finalmente, os resultados numéricos são apresentados a fim de validar as análises matemáticas.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRRebelatto, João Luizhttps://orcid.org/0000-0002-1682-2215http://lattes.cnpq.br/8633387185514637Souza, Richard Demohttps://orcid.org/0000-0002-7389-6245http://lattes.cnpq.br/6825512654223870Brante, Glauber Gomes de Oliveirahttps://orcid.org/0000-0001-6006-4274http://lattes.cnpq.br/8347190422243353Rebelatto, João Luizhttps://orcid.org/0000-0002-1682-2215http://lattes.cnpq.br/8633387185514637Pellenz, Marcelo Eduardohttps://orcid.org/0000-0001-6108-6272http://lattes.cnpq.br/6834497622047154Rayel, Ohara Kerusauskashttps://orcid.org/0000-0002-9543-9811http://lattes.cnpq.br/3075119518945729Pereira, Zaqueu Cabralhttp://lattes.cnpq.br/8640312962246203Chiodi Junior, Marco Antonio2021-06-27T01:26:19Z2021-06-27T01:26:19Z2021-03-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCHIODI JUNIOR, Marco Antonio. Eficiência energética de seleção de relays em um sistema cooperativo MIMO com codificação de rede. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25397porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2021-12-16T00:15:41Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/25397Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2021-12-16T00:15:41Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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