O Repositório Institucional da Universidade Federal Rural da Amazônia (RIUFRA) é um dispositivo de armazenamento e disseminação das obras intelectuais da UFRA, produzidas no âmbito das atividades de pesquisa, ensino e extensão da instituição. É composto de documentos em formato digital, provenientes das atividades desenvolvidas pelo corpo docente, discente e técnico-administrativo da UFRA e por obras elaboradas a partir de convênio ou colaboração entre a instituição e outros órgãos publicados em autoria e/ou coautoria.
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http://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/123456789/1186| Title: | Novo Autômato celular multicamadas para posicionamento de células voadoras em redes móveis 5G auto-organizáveis. |
| Advisor: | FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa |
| Authors: | CARDOSO, Evelin Helena Silva |
| Keywords: | Sistema de comunicação móvel Autômato celular Telecomunicações - Tráfego Dispositivos de redes sem fio |
| Issue Date: | 2021-04-12 |
| Citation: | CARDOSO, Evelin Helena Silva. Novo Autômato celular multicamadas para posicionamento de células voadoras em redes móveis 5G auto-organizáveis. 2021. 104 p. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica). Programa de pós graduação em Engenharia Elétrica. UFPA, Belém, 2021. Disponível em: http://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/123456789/1186. Acesso em: . |
| Resumo: | A quinta geração de redes móveis celulares (5G) terá um impacto profundo no desenvolvi mento de cidades inteligentes. Devem ser consideradas questões como “Como as operadoras de telecomunicações fornecerão infraestrutura de rede com eficiência", "Quando e onde os parâmetros de qualidade do serviço estão degradados ou abaixo do esperado". Nesse contexto, tem chamado a atenção o uso de estações base transportadas por Veículos Aéreos Não Tripulados (UAV) atuando como células voadoras para compensar o serviço de redes móveis em áreas onde os sistemas de telecomunicações estão sendo desafiados por condições anormais durante sua operação. Esta tese apresenta uma solução inteligente baseada em um novo Autômato Celular Multicamada para resolver o problema do posicionamento eficiente de células voadoras em redes sem fio e, consequentemente, aumentar a capacidade da rede durante situações temporárias de tráfego pesado, tais como ao longo de avenidas congestionadas durante algumas horas do dia, eventos sobrelotados, situações de desastres ou tráfego de hotspot. Nesta nova abordagem distribuída, todas as estações base transpor tadas por UAVs operam em paralelo. A auto-organização surge de um padrão emergente baseado na aplicação de regras simples em uma vizinhança local definida. A metodologia proposta considera restrições de backhaul sem fio e de recursos de rádio. O modelo é descrito para suportar múltiplos UAVs e múltiplos usuários, com diferentes características de mobilidade e requisito de qualidade de serviço. A avaliação de desempenho do método proposto é realizada por meio de simulação computacional discreta, utilizando o software MATLAB. O algoritmo proposto foi comparado com outros dois algoritmos baseados em Algoritmo Genético e um esquema de posicionamento fixo. Os resultados mostraram que o método proposto tem um desempenho favorável em comparação com os outros métodos testados em termos das métricas de desempenho consideradas. Assim, os experimentos simulados mostram os benefícios da solução proposta para o posicionamento rápido e eficiente de um enxame de UAVs para responder em tempo real a mudanças urgentes na rede. |
| Abstract: | The fifth generation of cellular mobile networks (5G) will have a profound impact on the development of smart cities. Issues such as "How telecommunications operators will efficiently provide network infrastructure", "When and where service quality parameters are degraded or below expectations" should be considered. In this context, the use of base stations carried by Unmanned Aerial Vehicles (UAV) acting as flying cells to compensate the service of mobile networks in areas where telecommunications systems are challenged by abnormal conditions during their operation has attracted attention. This thesis presents an intelligent solution based on a new Multilayer Cellular Automaton to solve the problem of efficient positioning of flying cells in wireless networks and, consequently, increase the capacity of the network during temporary situations of heavy traffic, such as in congested avenues during some hours of the day, overcrowded events, disaster situations or hotspot traffic. In this new distributed approach, all base stations carried by UAVs operate in parallel. Self-organization arises from an emerging pattern based on the application of simple rules in a defined neighborhood. The proposed methodology considers restrictions on wireless backhaul and radio resources. The model is described to support multiple UAVs and multiple users, with different mobility characteristics and quality of service requirement. The performance evaluation of the proposed method is performed by means of discrete computer simulation, using MATLAB software. The proposed algorithm was compared with two other algorithms based on Genetic Algorithm and a fixed positioning scheme. Results showed that the proposed method has a favorable performance in comparison with the other tested methods in terms of the performance metrics considered. Thus, the simulated experiments show the benefits of the proposed solution for the fast and efficient positioning of several flying base stations to respond in real time to urgent changes in the network. |
| URI: | http://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/123456789/1186 |
| Appears in Collections: | Teses - Externas a UFRA |
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