Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A teoria dos jogos à um ramo da matemÃtica dedicado à anÃlise das interaÃÃes entre elementos concorrentes, que se encontram em situaÃÃo de conflito, e à formulaÃÃo de estratÃgias de decisÃo. O potencial de aplicaÃÃo desta teoria em sistema de comunicaÃÃo mÃvel à considerado, jà que em alguns dos problemas podem ser identificados elementos em situaÃÃo de conflito. Dois problemas sÃo aqui abordados, a saber, o controle de potencia de transmissÃo e a equalizaÃÃo adaptativa de canal. Ambos estÃo relacionados à interferÃncia, que à um dos mais importantes fatores limitantes do desempenho de sistemas de telefonia celular. O controle de potÃncia de transmissÃo consiste em um procedimento de gerenciamento da interferÃncia de mÃltiplo acesso. Uma nova abordagem deste problema, via teoria dos jogos à considerada nesta dissertaÃÃo, resultando em uma nova deduÃÃo do algoritmo clÃssico de controle de potÃncia DPC (do inglÃs Distributed Power Control). Um novo algoritmo denominado GT-DPC ( do inglÃs Game â Theoretic Distributed Power Control), à desenvolvido e se revela uma forma geral do algoritmo DPC. O algoritmo GT-DPC se mostra mais eficiente em termos de energia do que os algritmos convencionais para serviÃos de qualidade flexÃvel( melhor esforÃo), isto Ã, para um mesmo nÃvel de potÃncia de transmissÃo mais altas do que o DPC. AlÃm disso, este algoritmo permite o gerenciamento dos recursos de potÃncia em cenÃrios de coexistÃncia de serviÃos com diferentes caracterÃsticas. Neste caso, o Lgoritmo à denominado GT-MSDPC ( do inglÃs Game-Theoretic Multi- Service Distributed Power Control).O desempenho dos algoritmos propostos para sistemas de serviÃos à avaliado atravÃs de simulaÃÃes computacionais que emulam os sistemas celulares TDMA( do inglÃs Time Division Multiple Acess) e CDMA(do inglÃs Code Division Multiple Acess). A aplicaÃÃo da teoria dos jogos à equalizaÃÃo adaptativa de canal, que à o procedimento de combate à interferÃncia entre sÃmbolos, està relacionada a situaÃÃes de pior caso. O filtro H( filtro robusto) à derivado atravÃs da aplicaÃÃo de conceitos da teoria dos jogos. AlÃm disso, suas interrelaÃÃes com o filtro de Kalman(RLS) sÃo apresentadas. Por meio de simulaÃÃes computacionais que emulam o sitema de telefonia celular GSM(do inglÃs Global System for Mobile Communications), ambos os fltros tÃm se desempenho como equalizador adaptativo de canal avaliado em dois diferentes cenÃrios. No primeiro deles, diferentes velocidades sÃo atribuÃdas ao usuÃrio, e os resultados mostram que o Rls e o equalizador H apresentam desempenhos comparÃveis. No segundo, considera-se a presenÃa de ruÃdo impulsivo, que pode ser uma consequÃncia do assincronismo de interferÃncia d mÃltiplo acesso, ou que pode ter fontes externas ao sistema de comunicaÃÃo, como a igniÃÃo de motores, llinhas de transmissÃo de energia, fornos de microondas, entre outros. Neste segundo cenÃrio, a robustez do equalizador H fica demonstrda, assim como a degradaÃÃo do desempenho do RLS. Um equalizador hÃbrido RLS-H à proposto, com a obtenÃÃo de ganhos expressivos com respeito ao equalizador RLS convencional. / Game theory is a branch of the Mathematics concerned with the analysis of interactions between competing elements, which are found in conflicting situations, and concerned with the formulation of decision strtegies. This theory is potentially applicable to communications systems problems, since elements in conflicting situations can be identified in some of such problems.Two problems are here considered: the transmit power control and the adaptive channel equalization. Both problems are related to interference, which is one of the most important limiting factors for the cellular system perfomance. Transmit power control consist of a procedure for multi-acess interference management. A new game theoretical approach to power control problem is considered, resulting in a new way to deduce the classical power control algorithm DPC(Distributed Power Con trol). A new algorithm, denoted GT-DPC(Game-theoretic Distributed Power Control), is developed and can be seen as a general form of DPC algorithms for best effort services, since for a unique transmit power level it provides data rates higher than DPC. Furthermore, it allows the power resource management in the presence of services, since for a unique transmit power level it provides data rates higher than DPC. Furthermore, it allows the power resource management in the presence of services with different characteristics. In this case, the algorithm is denoted GT-MSDPC(Game-Theoretic Multi-Service Distributed Power Control). The perfomace of the proposed algorithms for single-service and multi-service systems is demostrated through computational experiments whch simulate TDMA(Time Division Multiple Acess) and CDMA(Code Division Multiple Acess) cellular Systems. The game theory application to adaptive equalization, which is the procedure to combat the intersymbol interference, is related to worst case situations. The H filter(robust filter) is deduced by applying game-theoretic concepts. Furthermore, their relations with the Kalman filter are presented. Through computational experiments wihch simulate GSM(Global System for Mobile Communications) cellular system, both filters have their perfomance as adaptive channel equalizers valued in two different scenarios. In the first one,different speeds are attributed to the user, and results show that both RLS and H equalizer present similar perfomances. In the secon scenario, impulsive noise is considered. Impulsive noise may have external sources, as motors ignition, energy transmission lines or microwaves ovens. In this scenario, the H equalizer robustness is demontrated, so as the RLS perfomance degradation. A hybrid RLS-H equalizer is proposed, obtaining expressive gains with respect to conventional RLS equalizer.

Ericsson Brasil / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Em um mundo onde as pessoas contam com smartphone, smartwatch, tablet e outros dispositivos para mantÃ-las conectadas onde quer que vÃo, t odos esperam que seus aplicativos sejam executados sem problemas, tais como cham adas abandonadas, download lento e vÃdeos com saltos. Neste contexto, comunicaÃÃo dispositivo-a-dispositivo ( do inglÃs, Device-to-Device (D2D)) constitui uma tecnologia promissora, pois à um tipo de comun icaÃÃo direta e utiliza baixa potÃncia entre dispositivos prÃximos, permitindo-se desv iar o trÃfego da rede mÃvel, aumentar a eficiÃncia espectral e de potÃncia. Do ponto de vista do assi nante, D2D significa usar aplicaÃÃo sem problemas e aumentar o tempo de vida da bateria do celular. No entanto, a fim de realizar os ganhos potenciais das comunic aÃÃes D2D, algumas questÃes-chave devem ser abordadas, pois as comunicaÃÃes D 2D podem aumentar a interferÃncia co-canal e comprometer a qualidade do enlace das comunicaÃÃes celulares. Esta dissertaÃÃo foca em tÃcnicas de Gerenciamento de Recur sos de RÃdio (do inglÃs, Radio Resource Management (RRM)) para mitigar a interferÃncia co -canal para comunicaÃÃes D2D que se baseiam na EvoluÃÃo de Longo Prazo (do inglÃs, Long Ter m Evolution (LTE)), visando a reduÃÃo da interferÃncia intra- e inter-celular e na melho ria da eficiÃncia energÃtica. Os principais esquemas de Controle de PotÃncia (do inglÃs, Pow er Control (PC)) (e.g. OLPC,CLPC e SDPC) e um esquema hÃbrido (CLSD) sÃo calibrados e utilizad os no cenÃrio macro ou micro multicelular, usando diferentes cargas e InformaÃÃo do Est ado do Canal (do inglÃs, Channel State Information (CSI)) perfeita ou imperfeita. AlÃm diss o, o impacto da inclinaÃÃo da antena ( downtilt ) à analisado, que à usada para ajustar o raio de cobertura de u ma Evolved Node B (eNB) e reduzir a interferÃncia co-canal, aumentando o iso lamento de cÃlulas. Os resultados numÃricos indicam que os regimes de controle d e potÃncia e inclinaÃÃo da antena, devidamente calibrados, podem fornecer ganhos p ara a comunicaÃÃo celular e D2D. Em outras palavras, a tecnologia D2D pode ser utilizada para aumentar ainda mais a eficiÃncia de espectro e a eficiÃncia energÃtica se algoritm os de RRM forem utilizados adequadamente / In a world where people count on their smartphone, smartwatch, tablet and other devices to keep them connected wherever they go, they expect its application to run without problems, such as dropped calls, slow download and choppy videos. In this context, Device-to-Device (D2D) communication represents a promising technology, because it is a direct and low-power communication between devices close, allowing to offload the data transport network, increase spectral and power efficiency. From the subscriber point of view, D2D means to use applications without problem and increase battery life. However, in order to realize the potential gains of D2D communications, some key issues must be tackled, because D2D communications may increase the co-channel interference and compromise the link quality of cellular communications. This masterâs thesis focuses on Radio Resource Management (RRM) techniques, especially Power Control (PC) schemes, to mitigate the co-channel interference for D2D communications underlaying a Long Term Evolution (LTE) network, aiming at the reduction of the intra- and inter- cell interference and at the improvement of energy efficiency. The main PC schemes (e.g. OLPC, CLPC and SDPC) and a hybrid scheme (CLSD) are calibrated and used in macro- or micro- multicell scenario, using different loads and imperfect Channel State Information (CSI). In addition, the impact of downtilt is analyzed, which is used to adjust the coverage radius of an Evolved Node B (eNB) and reduce co-channel interference by increasing cell isolation. The numerical results indicate that PC schemes and downtilt, duly calibrated, can provide gains to cellular and D2D communications. In other words, D2D technology can be used to further increase the spectral and energy efficiency if RRM algorithms are used suitably.