Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-04-06T17:23:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Andson_M_Balieiro_PhDThesis_ComputerScience_2015.pdf: 2709720 bytes, checksum: 2432ca198603426dffdf0ce2f34f3162 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T17:23:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Andson_M_Balieiro_PhDThesis_ComputerScience_2015.pdf: 2709720 bytes, checksum: 2432ca198603426dffdf0ce2f34f3162 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / FACEPE / The wireless technologies are progressing at a rapid pace such that the future of digital communication will be dominated by a dense, ubiquitous and heterogeneous wireless network. Along with this, there is a growing demand for wireless services with different requirements. In this respect, the management of this complex wireless ecosystem becomes challenging, and the wireless virtualization is pointed as an efficient solution to perform it, where different virtual wireless networks can be created, sharing and running on the same wireless infrastructure, and providing differentiated services to users. However, to satisfy the high demand for mobile communications, it is necessary the availability of a natural and scarce resource, the electromagnetic spectrum. Although the insertion of virtualization in wireless networks provides better resources utilization, the current approaches to employ the wireless virtualization can cause resource underutilization. To overcome this underutilization and enable that new wireless virtual networks can be deployed, the wireless virtualization can be combined with the cognitive radio technology and dynamic spectrum access (DSA) techniques in order to achieve the deepest level of wireless virtualization and to improve the resource utilization through the deployment of opportunistic resource sharing. Thus, virtual wireless networks with different access priorities to the resources (e.g. primary and secondary) can be deployed in an overlay form, sharing the same substrate wireless network, where the secondary virtual network (SVN) accesses the resources only when the primary one (PVN) is not using them. However, this new scenario brings new challenges: from the mapping to operation of these networks. The SVN mapping is a NP-hard problem and presents some constraints and objectives related to both PVNs and SVNs. Achieving all objectives simultaneously is a challenging process. This thesis addresses the SVNs mapping problem onto substrate network considering the existence of the PVNs on the same substrate network. It discloses the environment composed by these networks, denoted as cognitive radio virtual network environment (CRVNE), models this environment by using a M/M/N/N queue with preemptive and priority service, and delineates a multi-objective problem formulation for the SVNs mapping. Moreover, a scheme based on Genetic Algorithms to solve the SVNs mapping problem is proposed and evaluated in terms of collision, secondary user (SU) dropping, and SU blocking probabilities, and joint utilization, achieving better results than other based on the First-Fit strategy. / Recentemente, as tecnologias sem fio estão progredindo rapidamente de modo que o futuro da comunicação digital será dominado por uma rede sem fio densa, ubíqua e heterogênea. Adicionado a isso, existe uma demanda crescente por serviços sem fio com diferentes requisitos. Neste aspecto, o gerenciamento deste ecossistema complexo se tona desafiador e a virtualização sem fio é apontada como uma solução eficiente para realizá-lo, onde redes virtuais sem fio diferentes podem ser criadas, compartilhando e executando sobre a mesma infraestrutura de rede sem fio e provendo serviços diferenciados aos usuários. Entretanto, para satisfazer à alta demanda por comunicação móvel é necessária a disponibilidade de um recurso natural e escasso, o espectro eletromagnético. Embora a inserção de virtualização em redes sem fio forneça maior utilização dos recursos, as abordagens atuais para empregar a virtualização sem fio podem causar subutilização de recursos. Para superar esta subutilização, a virtualização sem fio pode ser combinada com a tecnologia de rádio cognitivo e técnicas de acesso dinâmico ao espectro (DSA) para alcançar o mais profundo nível de virtualização sem fio e melhorar a utilização de recursos através do compartilhamento oportunista deles. Assim, redes virtuais sem fio com diferentes prioridades de acesso aos recursos (ex. primária e secundária) podem ser implantadas sobrepostas, compartilhando a mesma infraestrutura de rede sem fio, onde as redes virtuais secundárias (SVNs) acessam os recursos somente quando as redes virtuais primárias (PVNs) não os estiverem utilizando. Entretanto, este novo cenário traz novos desafios, desde o mapeamento até a operação destas redes. O mapeamento de SVNs é um problema NP-difícil e apresenta restrições e objetivos relacionados tanto às PVNs quanto às SVNs. Alcançar todos os objetivos simultaneamente é um processo desafiador. Esta tese aborda o problema de mapeamento de SVNs em redes de substrato considerando a existência de PVNs na mesma rede de substrato. Ela apresenta o ambiente de redes virtuais de rádio cognitivo (CRVNE), modela este ambiente utilizando uma fila M/M/N/N preemptiva e com prioridade e delineia uma formulação multiobjetivo para o mapeamento de SVNs. Além disso, um esquema baseado em Algoritmos Genéticos (GA) para resolver o problema de mapeamento de SVNs é proposto e avaliado em termos das probabilidades de colisão, descarte de usuário secundário (US), bloqueio de US e utilização conjunta, alcançando melhores resultados do que um esquema baseado na estratégia First-Fit.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-20T18:23:07Z No. of bitstreams: 1 laryssaramosamado.pdf: 2344885 bytes, checksum: 4328135ddbd0305fc11aa0bf0f8f8b61 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-24T16:50:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 laryssaramosamado.pdf: 2344885 bytes, checksum: 4328135ddbd0305fc11aa0bf0f8f8b61 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T16:50:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 laryssaramosamado.pdf: 2344885 bytes, checksum: 4328135ddbd0305fc11aa0bf0f8f8b61 (MD5) Previous issue date: 2011-08-29 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A presente dissertação tem como objetivos principais a discussão e a análise do uso de técnicas de monitoramento de espectro aplicadas a sistemas PLC, para que a ocupação deste espectro seja explicitada. Neste contexto, diversas técnicas de processamento de sinais e inteligência computacional são utilizadas para extrair e selecionar o menor número de características que sejam mais representativas para detecção, a fim de projetar o melhor e menos complexo detector de sinais a ser utilizado inicialmente na faixa de frequência entre 1,705 e 100 MHz, mas que permita futuras modificações para aplicações na faixa entre 1,705 e 250 MHz. Além disso, o problema de monitoramento de espectro para sistemas PLC é formalizado, e questões de investigação são analisadas tanto para dados simulados em MATLAB quanto para dados medidos em campo. O processo de medição destes dados é descrito e suas características são explicitadas. Finalmente, a análise dos resultados obtidos indica a adequabilidade das técnicas aplicadas ao problema em questão, porém indicam necessidade do aprofundamento desta investigação. Desta maneira, este trabalho consiste em um estudo inicial sobre importantes questões pertinentes ao monitoramento de espectro de sistemas PLC. / This master thesis aims to discuss and analyze the use of spectrum sensing techniques applied to PLC systems, in order to explicit the spectrum occupation. These techniques extract and select the least quantity of the most representative signal features in order to project the best detector that presents the lowest computational complexity. In addition to that, the spectrum sensing problem is formalized, and a few investigation questions are analyzed for both synthetic and measured data. The measurement of PLC signals and their characterization is also exposed. Although the analysis of the attained results indicate that the techniques used are suitable for the examined problems, their further investigation is necessary, in order to better understand the PLC environment and the spectrum sensing issues related to it. This work is, therefore, an initial study about the mentioned matters.