Nesta dissertação, uma análise da eficiência energética de transmissão de dados sem fio é efetuada, comparando desde a simples transmissão direta entre dois nós, passando por redes cooperativas, onde múltiplos nós possuem informações independentes para enviar para um destino em comum, chegando aos mais avançados esquemas de cooperação com codificação de rede. O objetivo é verificar os benefícios gerados pela diminuição da taxa de erro (ocasionada pela codificação de rede) e do aumento da ordem de diversidade (proporcionado pela cooperação entre os nós) em termos de diminuição do consumo energético para transmissão de uma mesma quantidade de informação. A análise é realizada considerando desvanecimento em bloco Nakagami-m, de forma que o efeito da presença de linha de visada também possa ser avaliado. Através das equações de probabilidade de outage e de um modelo de hardware, expressões que representam o consumo energético de cada cenário foram obtidas. Além disto, a partir da análise gráfica dos resultados obtidos, foi possível perceber que existe um número ótimo de nós que minimiza o consumo energético da Codificação de Rede Dinâmica Generalizada (GDNC) para uma dada distância. Uma expressão que representa esse número foi obtida, e é a maior contribuição deste trabalho, pois se no projeto da rede sem fio cooperativa conjuntos menores contendo o número ótimo de nós (chamados de clusters de cooperação) forem organizados, o consumo energético da rede será minimizado. Estes resultados também são apresentados e, para as configurações utilizadas, a economia de energia pode ser de até 10x. / In this dissertation, an energy efficiency analysis of wireless systems is performed, comparing several schemes, from the direct transmission between two nodes, going through cooperative networks, where multiple nodes have independent information to send to a common destination, and getting to the most advanced network-coded cooperative systems. It is intended to evaluate the gain generated by the error rate reduction (caused by the network coding) and by the increase in the diversity order (provided by the cooperation between the nodes) in terms of the energy consumption reduction when transmitting the same amount of information. The analysis is performed considering Nakagami-m block fading, so the influence of some line-of-sight is also evaluated. Through the outage probability equations and a hardware model, energy consumption expressions for each scenario were obtained. Furthermore, through the graphical analysis of the numeric results, it was possible to notice that exists an optimal number of nodes that minimizes the energy consumption of the Generalized Dynamic Network Coding (GDNC) scheme for a given distance. An expression that represents this number was also obtained, and is the great contribution of this work, since if in the network project smaller sets containing the optimal number of nodes (called cooperation clusters) are organized, the energy consumption will be minimized. These results are also presented, and for the considered configuration, the energy saving can reach 10x.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/569 |
| Date | 27 February 2013 |
| Creators | Rayel, Ohara Kerusauskas |
| Contributors | Rebelatto, João Luiz |
| Publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
| 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 UTFPR, instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná, instacron:UTFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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