Avaliação do
Você é humano?
8
5
=
Denunciar conteúdo impróprio
Atenção: Todas as denúncias são sigilosas e sua identidade será preservada.
Os campos nome e e-mail são de preenchimento opcional
An Agent-Based Communication Architecture to hybrid NOMA-OMA decisions
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/909024
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Marotta, Marcelo Antonio | - |
| Autor(es): dc.creator | Eichler, Gustavo Caltabiano | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2024-10-23T16:27:37Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2024-10-23T16:27:37Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2022-08-17 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2022-08-17 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2022-08-17 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2022-05-09 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://repositorio.unb.br/handle/10482/44553 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/909024 | - |
| Descrição: dc.description | Dissertação (Mestrado em Informática) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, Brasília, 2022. | - |
| Descrição: dc.description | O avanço das tecnologias relacionadas a Internet das Coisas, Industria 4.0 e as novas formas de consumo de dados móveis intenisficaram problemas já existentes em redes de comunicação móvel e criaram novos desafios para que redes futuras possam operar e prover qualidade aos usuários no serviço prestado. Os problemas enfrentados pelas redes móveis são derivados do aumento do número de dispositivos que se conectam a rede, principalmente quanto a densificação das conexões em pequenos espaços, como fábricas, praças públicas, estádios, entre outros, resultando em uma falta de recursos espectrais disponíveis para atender todos os dispositivos. O espectro é um recurso finito e com um custo elevado que deve ser utilizado de maneira eficiente, contudo, as técnicas de comunicação empregadas atualmente estão atingindo o seu limite de capacidade, sendo necessário a busca por novas formas de transmissão que utilizem os recursos espectrais de forma mais eficiente. Para atender os requisitos de redes 6G e as novas demandas de consumo de dados móveis, uma nova técnica de transmissão, com o potencial de atender novas demandas, conhecida como Acesso Múltiplo Não Ortogonal, é estudada e aprimorada para a sua utilização em redes de comunicação móvel. A técnica utiliza a multiplexação de usuários no domínio do tempo e da frequência, assim como as técnicas atuais, que são baseadas no Acesso Múltiplo Ortogonal, além disso, um novo domínio é adicionado a multiplexação de usuários, aumentando a capacidade e eficiência da rede. O Acesso Multiplo Não Ortogonal permite que usuários compartilhem o mesmo recurso de tempo e frequência sendo diferenciados pela potência que é destinada a cada usuário que compartilha o recurso. Devido a quantidade limitada de recursos de tempo e frequencia para a transmissão de dados, a multiplexação de usuários pela potência permite um aumento da capacidade da rede e uma utilização mais eficiente dos recursos em troca da adição de interferência entre os usuários que compartilham os mesmos recursos. Em contraste, as técnicas baseadas no Acesso Múltiplo Ortogonal visam utilizar os recursos de forma exclusiva para cada usuário, minimizando a interferência entre usuários, por outro lado, os recursos não são utilizados com a máxima eficiência e a capacidade se limita a quantidade de espectro disponível. As duas técnicas citadas apresentam problemas que não podem ser evitados e a utilização individual de uma das técnicas pode não ser suficiente para atender os requisitos. Para o Acesso Multiplo Não Ortogonal, a adição de interferência, se não for controlada, pode inviabilizar a transmissão de dados. Para o Acesso Multiplo Ortogonal, a capacidade limitada pode não atender o aumento da densidade de conexões em redes 6G. Para evitar problemas individuais inerentes as duas técnicas, a utilização conjunta de ambas em uma única rede, pode trazer os benefícios do aumento da capacidade pelo Acesso Multiplo Não Ortogonal e quando necessária, uma comunicação livre de interferência para os dispositivos. Esse trabalho propõe o desenvolvimento de uma nova arquitetura de comunicação, baseada em Sistemas Multi Agentes para a operação e gerenciamento de uma rede móvel em relação aos recursos espectrais e decisões entre técnicas de transmissão com o objetivo de aumentar a Eficiência Espectral da rede. Chamada de Adaptive Hybrid Non Orthogonal Multiple Access (AH-NOMA), a arquitetura foi desenvolvida para ser implementada na unidade de processamento de uma antena. A arquitetura proposta, implementa dois tipos de agentes que executam suas funções diferentes granularidades de tempo. Essas granularidades são da ordem de segundos, para um gerenciamento de pares e alocação de potência, e milissegundos para a tomada de decisões entre utilizar o Acesso Multiplo Não Ortogonal para o compartilhamento de espectro entre os usuários e o escalonamento de usuários em recursos ortogonais. Os agentes implementados pela aequitetura são responsáveis pela decisão de qual técnica de transmissão deve ser utilizada para cada usuário presente na rede. Caso dois usuários possam compartilhar o mesmo recurso em uma transmissão não ortogonal, os agentes são responsáveis por realizar o pareamento de usuários e definir a potência necessária para cada usuário que compartilha o recurso. A decisão de compartilhar o mesmo recurso é baseada na demanda de cada usuário, ou seja, se os usuários puderem ter suas demandas satisfeitas compartilhando um mesmo recurso, sem que a comunicação sofra algum tipo de prejuízo, então utiliza-se o Acesso Multiplo Não Ortogonal. Caso os usuários possuam demandas que não possam ser atendidas através do compartilhamento de recursos, os usuários são alocados em recursos de forma ortogonal, consequentemente provendo uma comunicação livre de interferência. A existência de uma relação inversa entre as duas técnicas, a adição de interferência reduzindo a qualidade do sinal transmitidos e a limitação de capacidade de atender usuários pela utilização individual de recursos, permite o desenvolvimento de uma otimização para maximizar a eficiência utilizando as duas técnicas para um conjunto de usuários. A otimização é utilizada pelos agentes para parear usuários e definir o modo de transmissão, alem de definir a potência necessária para cada usuário pareado. O funcionamento da arquitetura é baseada no Contract Net Protocol, um protocolo de comunicação entre agentes. O agente que opera na ordem de segundos colhe informações dos usuários a respeito da qualidade de canal e demandas de taxa de dados que devem ser cumpridas. Essas informações são armazenadas e utilizadas como variáveis na otimização. O agente então escolhe aqueles usuários mais adequados a compartilharem recursos espectrais e repassa ao agente que opera na ordem de milissegundos. Por vez, sua função é definir se os usuários pareados pelo outro agente podem ser alocados nos recursos não ortogonais ou devem ser escalonados para recursos ortogonais. Os agentes visam reduzir a complexidade do pareamento, alocação de recursos e as decisões tomadas a respeito da técnia de transmissão utilizada. Diversas simulações foram realizadas para o estudo da relação entre os dois modos de transmissão e para a operação da arquitetura proposta. Os resultados foram comparados com outras abordagens propostas na literatura, a arquitetura se mostrou capaz de aumentar o número de usuários pareados para transmissões não ortogonais, reduzindo o número de recursos utilizados e aumentando a eficiência espectral da rede. Em termos numéricos, a arquitetura é capaz de parear mais de 60% dos usuários para recursos não ortogonais aumentando a eficiência espectral em mais de 20% quando comparado a abordagens que utilizam o Acesso Multiplo Não Ortogonal e aumentando em mais de 50% a eficiência espectral quando comparado com uma abordagem que apenas utiliza o Acesso Multiplo Ortgonal. Um aumento na quantidade de usuários pareados significa prover o serviço demandado por cada usuário, utilizando uma quantidade menor de recurso se comparado com a utilização ortogonal destes recursos. Dessa forma a relação entre a quantidade de usuários que podem compartilhar o mesmo recurso e a eficiência espectral da rede é diretamente proporcional. A arquitetura ainda pode ser utilizada com diferentes objetivos além de buscar maximizar a eficiência espectral da rede como apresentado neste trabalho. Por exemplo, a utilização de métricas de eficiência energética, que buscam maximizar a quantidade de informação transmitida por unidade de energia consumida, ou objetivos como maximizar a justiça entre os serviços providos a cada usuário na rede, onde o pareamento e a alocação de potência para cada usuário busca padronizar o serviço que cada usuário recebe, assim a rede consegue fornecer um serviço mínimo comum a todos os usuários independente da qualidade de canal que cada usuário possui na rede. Além da flexibilidade na utilização de diferentes métricas, que também podem ser exploradas de forma adaptativa e dinâmica devido as características de agentes inteligentes que são implementados em cada antena. Existe ainda, a possibilidade de extensão da arquitetura para a utilização de outras tecnologias complementares as tecnologias de Acesso Múltiplo como ondas milimétricas, Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (MIMO) e Superfícies refletoras inteligentes (IRS). A cooperação entre diversas arquiteturas implementadas também pode ser desenvolvida futuramente de forma a tornar o autônomo e eficiente, o gerenciamento e operação de um cenário composto por diversas estações de transmissão. | - |
| Descrição: dc.description | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). | - |
| Descrição: dc.description | The emerging of Internet of Things (IoT) and Industry 4.0, will massively increase the demand for connectivity and raise Quality of Service (QoS) requirements. New demands on data rates, latency, reliability, and other requirements push the limits of current mobile communication systems, making the spectrum scarcity problem even deeper. To overcome these limits, new techniques can be explored to provide an enhanced Spectral Efficiency (SE) and improve the capacity of users in the network. The current transmission techniques are based on the Orthogonal Multiple Access (OMA) schemes, which minimize the interference between users by allocating each user individually in one resource. This leads to underutilized resources and a limited capacity of users since the spectrum resources are limited. To overcome these drawbacks Non Orthogonal Multiple Access (NOMA) adds a new degree of freedom to multiplex users by different power allocation while sharing the same resource. The sharing of resources between users can enhance the capacity and reduce the number of underutilized resources, but it comes with a price to pay regarding the inter-user interference between devices sharing the same resources. Although both techniques are often considered in concurrent networks by the literature, both NOMA and OMA technologies present individual benefits and drawbacks. The interchange between both techniques can compensate the individual drawbacks, creating communication opportunities to enhance SE and improve capacity. To turn feasible such an interchanging technique, this work models a spectrum sharing problem and proposes a Multi Agent-Based Communication Architecture to make decisions in order to take advantage of the trade-off between a limited connectivity provided by OMA and the inter-user interference that is inherited from NOMA. Through our simulations, our results highlight opportunities to interchange NOMA and OMA meeting QoS requirements with enhanced SE. Named as AH-NOMA, the proposed architecture is based on the Contract Net protocol to dynamically allocates power and users. AH-NOMA is able to effectively improve the number of paired users and enhance the total spectral efficiency by more than 20% when compared to conventional NOMA scheme and over 50% comparing with OMA scheme. The architecture can still be used for different purposes in addition to seeking the spectral efficiency of the network in this work. Maximize the use of energy efficiency services, in order to enhance the transmitted information for each unit of energy. The use of fairness services to provide a minimum common service to all users regardless of the quality of the channel that each user has on the network is also a different approach to AH-NOMA. In addition to the flexibility in the use of differentiated metrics, which can also be explored adaptively and due to the characteristics of intelligent agents that are implemented in each antenna. There is also the possibility of extending the architecture to the use of other complementary technologies such as milimeter Waves (mmWaves), Multiple Input Multiple Output (MIMO) and Intelligent Reflecting Surfaces (IRS). The operation between several architectures can also be developed in the future in order to become autonomous and more efficient in scenarios composed by small cells and numerous antennas. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
| Direitos: dc.rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Non Orthogonal Multiple Access (NOMA) | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Multi Agent, Beyond 5G (B5G) | - |
| Título: dc.title | An Agent-Based Communication Architecture to hybrid NOMA-OMA decisions | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB | |
Não existem arquivos associados a este item.
O Portal eduCAPES é oferecido ao usuário, condicionado à aceitação dos termos, condições e avisos contidos aqui e sem modificações. A CAPES poderá modificar o conteúdo ou formato deste site ou acabar com a sua operação ou suas ferramentas a seu critério único e sem aviso prévio. Ao acessar este portal, você, usuário pessoa física ou jurídica, se declara compreender e aceitar as condições aqui estabelecidas, da seguinte forma:
- O Termo de Uso pode ser modificado pela CAPES a qualquer tempo, sem necessidade de notificação prévia, sendo que tais modificações serão válidas a partir da data de sua veiculação neste portal;
- Para aprovação de cadastro do usuário ao sistema, a CAPES pode requisitar o fornecimento de informações, haja vista a política de segurança adotada, objetivando resguardar a segurança dos usuários nesse ambiente virtual;
- O usuário aceita e declara compreender que, em razão do peculiar ambiente da Internet, a CAPES não poderá garantir que o acesso ao site seja livre de erros ou problemas decorrentes de casos fortuitos, internos ou externos, casos de força maior ou ainda de outros casos não inteiramente sujeitos a controle direto dos administradores do site e, portanto o usuário se obriga a isentar a CAPES de quaisquer reclamações ou indenizações. A CAPES também não se responsabiliza por interrupções, interceptações, invasões, disseminação de vírus ou outros atos ilícitos, típicos e atípicos de ambiente virtual, e de web, dos quais a CAPES não tenha tido intenção deliberada de participar ou praticar;
- O usuário aceita e declara compreender que qualquer texto, marca, áudio, imagem, ou conteúdo veiculados no site são protegidos por direitos de propriedade intelectual o qual deve ser respeitado de acordo com a licença concedida pelo respectivo detentor dos referidos direitos, sob pena de apuração das responsabilidades cabíveis;
-
Desta forma a CAPES se exime de toda e qualquer responsabilidade por eventuais perdas, danos e prejuízos de qualquer natureza decorrentes:
- Do descumprimento da lei, da moral e dos bons costumes, como consequência da transmissão, difusão, armazenamento, disponibilização, recepção, obtenção ou acesso aos conteúdos;
- Da infração aos direitos de propriedade intelectual e industrial, segredos empresariais, compromissos contratuais de qualquer tipo, direitos à honra, à intimidade pessoal e familiar, à imagem das pessoas, direitos de propriedade e de toda e qualquer natureza pertencentes a um terceiro por consequência da transmissão, difusão, armazenamento, disponibilização, recepção, obtenção ou acesso aos conteúdos;
- Da falta de veracidade, precisão, exatidão, pertinência e/ou atualidade dos conteúdos;
- Da inadequação para qual seja o propósito, ou da frustração, das expectativas geradas pelos conteúdos;
- Exceto quando mencionado explicitamente, ou quando se tratar de citação de material alheio ou ilustração, nos limites estabelecidos pela Lei 9.610/98, todo o Conteúdo textual original do Portal eduCAPES está disponível livremente para leitura, entre outros direitos, conforme definido na licença Creative Commons;
- A CAPES não se responsabiliza pelos comentários, opiniões, informações, depoimentos, mensagens, vídeos, textos, imagens, áudios ou qualquer outro tipo de conteúdo que sejam, postados, publicados e disponibilizados através do Portal eduCAPES pelos usuários, sendo a responsabilidade civil e criminal atribuída única e exclusivamente ao autor dos comentários, opiniões, informações, ou mensagens. Todo o conteúdo publicado por usuários são de responsabilidade exclusiva dos mesmos e de caráter completamente independente, sendo que todo e qualquer tipo de opinião, ideal e/ou posição expressados não refletem necessariamente o ponto de vista e a posição do Portal eduCAPES e/ou da CAPES. A CAPES se reserva o direito de armazenar as informações destes autores e/ou Usuários, a fim de viabilizar sua identificação;
- O usuário aceita e declara compreender que a CAPES poderá disponibilizar no Portal eduCAPES, links de acesso para outros sites e endereços virtuais administrados, controlados ou operados por terceiros. Qualquer site conectado a partir do eduCAPES não está sob o controle da CAPES;
- A CAPES não assume nenhuma responsabilidade ou obrigação por qualquer informação, comunicação ou material encontrado em tais sites, ou em qualquer site conectado a tais sites. A CAPES não assume qualquer responsabilidade pelos serviços ou funcionalidades ali dispostos, sendo a decisão de utilização e a forma de relacionamento com os mesmos de exclusiva responsabilidade do usuário, que inclusive isenta a CAPES de fiscalizar o conteúdo ou zelar pela integridade de tais sites ou endereços virtuais.
- O usuário aceita e declara compreender que o acesso a determinadas áreas do site será restrito. Para acessá-las, o usuário deverá fazer o login e cadastrar uma senha de acesso. A senha é individual, sigilosa e intransferível, sendo o usuário o único responsável pela guarda da mesma. O usuário assume toda e qualquer responsabilidade pelo mau uso ou pela utilização da senha por terceiros;
- A CAPES reserva o direito de excluir o cadastro, de excluir o material submetido ou proibir o acesso do usuário ao portal eduCAPES no caso de qualquer abuso ou indício de prática ilícita no uso do site ou de qualquer uso não autorizado ou proibido pelo usuário, nos termos da legislação brasileira;
- As condições estabelecidas no Termo de Aceite e Uso do Site são regidas pela lei brasileira. Sob nenhuma circunstância o usuário deverá violar qualquer lei usando o portal eduCAPES para propósitos que incluam, mas não limitados a isso, difamação ou perturbação de outros, violação de direitos de propriedade intelectual ou de terceiros, envio de material obsceno ou ofensivo, vírus, arquivos corrompidos, ou outros programas que poderiam danificar ou alterar este site ou os computadores de empresa ou de terceiros;
- A CAPES reserva o direito de retirar qualquer conteúdo que infrinja a lei, a moral e os bons costumes nos termos da legislação vigente e também na hipótese de o conteúdo não se coadunar com as finalidades educativas do Portal. A CAPES garante o direito de defesa e contraditório dos usuários. O usuário reconhece que o material enviado por terceiros, que não a CAPES, não é endossado pela mesma.
Concordo e desejo baixar o arquivo
Não concordo e não irei baixar o arquivo
Não concordo e não irei baixar o arquivo