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Interference Characterization in Multiple Access Wireless Networks
Publication . Irio, Luís Miguel do Rosário; Oliveira, Rodolfo
Contrarily to the point to point wireless link approach adopted in several wireless networks, where
a dedicated channel is usually supporting an exclusive-use wireless link, in the last years several
wireless communication systems have followed a different approach. In the so called “multiple
access wireless networks”, multiple transmitters share the same communication channel in a
simultaneous way, supporting a shared-use of the wireless link. The deployment of multiple access
networks has also originated the emergence of various communication networks operating in the
same geographical area and spectrum space, which is usually referred to as wireless coexistence.
As a consequence of the presence of multiple networks with different technologies that share the
same spectral bands, robust methods of interference management are needed. At the same time,
the adoption of in-band Full-duplex (IBFDX) communication schemes, in which a given node
transmit and receive simultaneously over the same frequency band, is seen as a disruptive topic in
multiple access networks, capable of doubling the network’s capacity.
Motivated by the importance of the interference in multiple access networks, this thesis addresses
new approaches to characterize the interference in multiple access networks. A special
focus is given to the assumption of mobility for the multiple transmitters. The problem of coexistence
interference caused by multiple networks operating in the same band is also considered.
Moreover, given the importance of the residual self-interference (SI) in practical IBFDX multiple
access networks, we study the distribution of the residual SI power in a wireless IBFDX
communication system. In addition, different applications of the proposed interference models
are presented, including the definition of a new sensing capacity metric for cognitive radio networks,
the performance evaluation of wireless-powered coexisting networks, the computation of
an optimal carrier-sensing range in coexisting CSMA networks, and the estimation of residual
self-interference in IBFDX communication systems.
Recolha de Energia sem Fios em Redes de Rádio Cognitivo
Publication . Oliveira, Daniela Vanessa Joaquim; Oliveira, Rodolfo
A crescente utilização das redes sem fios requer que as redes futuras consigam suportar maior quantidade de tráfego e que sejam mais eficientes em termos energéticos. Este facto levanta diversos desafios, dois dos quais abordados nesta dissertação: a escassez de espetro eletromagnético, e a diversificação de fontes energéticas.
A introdução da técnica de recolha de energia eletromagnética em nós não licenciados
de uma rede de rádio cognitivo permite que os nós utilizem uma fonte de energia
não convencional. O principal desafio da caracterização deste tipo de redes está relacionado com o impacto da técnica de recolha de energia eletromagnética no débito da rede.
Para além do tempo despendido na análise da disponibilidade do espetro para efetuar
transmissões, é também necessário acumular energia a partir das ondas eletromagnéticas para efetuar a transmissão, implicando dois períodos de espera temporal que poderão ser significativos. Logo, é necessário um balanceamento entre o tempo despendido para carregar a bateria e para a análise da disponibilidade do espetro, de forma a minimizar o tempo de transmissão de um pacote, maximizando o débito de um nó.
Nesta dissertação são propostos três modelos que permitem caracterizar o comportamento de uma rede de rádio cognitivo com recolha de energia. O primeiro modelo caracteriza a potência recebida por um nó a partir de múltiplos transmissores. Este modelo permite caracterizar a energia acumulada durante um determinado intervalo de tempo, sendo utilizada pelo segundo modelo para determinar a probabilidade de um nó já ter acumulado energia suficiente para transmitir. Por fim, o terceiro modelo avalia o débito da rede de rádio cognitiva com recolha de energia. Considerando o processo de análise de espetro realizado pelos nós não licenciados, bem como o tempo necessário para acumular energia suficiente para transmitir. Através do terceiro modelo, é possível analisar quais os fatores que têm mais impacto no débito da rede. O trabalho proposto constitui uma ferramenta de análise que poderá alicerçar mecanismos futuros de otimização da rede.
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Entidade financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Programa de financiamento
3599-PPCDT
Número da atribuição
EXPL/EEI-TEL/0969/2013