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Previous issue date: 2015-03-11 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesse trabalho, discutimos o uso de protocolos de coopera¸c˜ao 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 comunica¸c˜ao banda larga via rede el´etrica (PLC) de ambientes
residenciais. Para apoiar essa discuss˜ao, n´os, pela primeira vez, apresentamos uma
an´alise estat´ıstica da taxa de erro de pacote (PER) de canais PLC residenciais a partir de
dados medidos em um modelo com um ´unico relay. Adicionalmente, n´os esbo¸camos um
simples protocolo CMAC capaz de explorar a diversidade oferecida por uma rede el´etrica
dom´estica. Usando esse protocolo, nosso objetivo ´e mostrar o impacto da varia¸c˜ao da
largura de banda, da varia¸c˜ao da PER e da posi¸c˜ao relativa do relay no desempenho do
sistema. Sendo assim, n´os mostramos que a taxa de perda de pacote e o goodput melhoram
quando a largura de banda de frequˆencia aumenta. Al´em disso, resultados mostram
que a coopera¸c˜ao na camada de enlace n˜ao oferece vantagens caso os valores de PER do
enlace direto e do enlace intermediado pelo relay sejam muito altos ou muito baixos. N´os
tamb´em notamos que as melhorias estudadas dependem da posi¸c˜ao do n´o relay em rela¸c˜ao
ao n´o fonte e ao n´o destino (i.e., notamos melhoras na rede nos casos em que o relay estava
situado pr´oximo `a fonte e no meio do caminho entre a fonte e o destino). Finalmente, uma
compara¸c˜ao entre os esquemas de acesso m´ultiplo por divis˜ao de frequˆencias ortogonais
- acesso m´ultiplo por divis˜ao de tempo (OFDMA-TDMA) e acesso m´ultiplo por divis˜ao
de tempo - multiplexa¸c˜ao por divis˜ao ortogonal de frequˆencia (TDMA-OFDM) mostra
que o simples protocolo CMAC ´e mais eficaz quando usado juntamente com o primeiro
esquema do que com o ´ultimo. Em suma, a nossa contribui¸c˜ao ´e dividida em duas etapas:
primeiramente, desenvolvemos um simples protocolo MAC de coopera¸c˜ao que traz melhorias
de desempenho na rede quando comparado com um sistema sem a coopera¸c˜ao; em
segundo lugar, n´os realizamos uma an´alise sistem´atica de diferentes cen´arios, mostrando
os benef´ıcios e limita¸c˜oes da coopera¸c˜ao na camada de enlace de redes PLC. / In this work, we discuss the use of cooperative medium access control (CMAC) protocols
to reduce packet loss rate and to improve goodput of in-home broadband power
line communication (PLC) systems. To support this discussion, we, for the first time,
present a statistical packet error rate (PER) analysis of measured in-home PLC channels
by adopting a single relay model. Additionally, we outline a simple CMAC protocol that
is capable of exploiting the diversity offered by in-home electric power grids. Using this
protocol, we aim to show the impact of bandwidth variation, PER variation and of relative
relay location on system performance. Thus, we show that packet loss rate and goodput
improve when frequency bandwidth increases. Also, results show that cooperation at the
link layer does not offer advantages if the PER values of direct and relayed links are very
high or very low. Furthermore, we note that the improvements depend on the location of
the node relay in relation to the nodes source and the destination (i.e., network improves if
the relay is located near the source or in the midway between the source and the destination).
Finally, a comparison between orthogonal frequency division multiple access - time
division multiple access (OFDMA-TDMA) and time division multiple access - orthogonal
frequency division multiplexing (TDMA-OFDM) schemes show that the simple CMAC
protocol is more effective when it is used together with the former scheme than the latter.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/64 |
| Date | 11 March 2015 |
| Creators | Oliveira, Roberto Massi de |
| Contributors | Vieira, Alex Borges, Ribeiro, Moises Vidal, Moreno, Marcelo Ferreira, Rezende, José Ferreira de, Macedo, Daniel Fernandes |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora, Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação, UFJF, Brasil, Faculdade de Engenharia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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