Eficiência e desempenho de sistemas de múltiplo acesso não-ortogonal MIMO massivo e ultra massivo

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dc.contributor.advisorAbrão, Taufik
dc.contributor.authorAlves, Thiago Augusto Bruza
dc.contributor.bancaAraújo, Daniel Costa
dc.contributor.bancaCasella, Ivan Roberto Santana
dc.contributor.bancaRebelatto, João Luiz
dc.contributor.bancaMarinello Filho, José Carlos
dc.coverage.extent148 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-09-15T19:36:00Z
dc.date.available2026-09-15T19:36:00Z
dc.date.issued2023-09-06
dc.description.abstractA demanda por recursos de rede de comunicações cresce em escala exponencial. A sociedade vive um momento de grande necessidade de acesso rápido aos serviços de internet, controle da informação e entretenimento. A evolução das técnicas de telecomunicação e fundamental para atender as demandas crescentes da sociedade e permitir o desenvolvimento de novas aplicações e serviços. E importante garantir que essa evolução seja sustentável, focada em segurança e privacidade dos dados, para permitir a comunicação eficiente e segura. Nesta Tese de Doutorado, as técnicas de múltiplas-entradas e múltiplas-saídas massiva (mMIMO – multiple-input multiple-output) e suas variações, juntamente com a aplicação de técnicas de acesso múltiplo não ortogonal (NOMA – non-orthogonal multiple access), são investigadas visando atender aos desafios e as necessidades de evolução das redes sem fio de quinta geração (5G – fifth generation). Desenvolvemos uma análise comparativa para a eficiência energética (EE – energy efficiency) e a eficiência espectral (SE – spectral efficiency) em termos de bits recebidos por antena, comparando as duas técnicas, com destaque aos resultados superiores obtidos pelo esquema de transmissão NOMA no domínio das potências (PD-NOMA – power domain NOMA) com 0 < ? = 2, sendo ? = K/M , K o número de dispositivos e M o número de antenas na estação rádio-base (BS – base station).Na segunda parte da Tese, propomos um método de acesso aleatório baseado em concessão apropriado para operar em sistemas MIMO ultra massivos (XL-MIMO – extra-large scale massive MIMO) NOMA. As figuras de mérito analisadas incluem número de tentativas de acesso e soma das taxas de dados alcançada pelo sistema quando o número de sub-arranjos de antenas (SA – subarrays) é incrementado. Por fim, apresentamos o estágio atual do desenvolvimento envolvendo as técnicas MIMO, NOMA, protocolos de acesso aleatórios e destacamos as oportunidades de trabalhos futuros.
dc.description.abstractother1The demand for communication network resources is increasing at an exponential rate.Society is in desperate need of speedy access to internet services, information control,and entertainment. The growth of telecommunication technology is critical to meeting society’s expanding needs and enabling the creation of new applications and services. To enable efficient and secure communication, it is critical to guarantee that this progression is sustainable and focuses on data security and privacy.In this Doctoral thesis, the massive multiple-input and multiple-output (mMIMO) techniquesand their variations, together with the application of non-orthogonal multiple access(NOMA) techniques, are investigated in order to meet the challenges and evolution needsof fifth generation wireless networks fifth generation (5G). We developed a comparativeanalysis for energy efficiency (EE) and spectral efficiency (SE) in terms of bits received perantenna, comparing the two techniques, highlighting the superior results obtained by the NOMA transmission scheme in the power domain NOMA (PD-NOMA) with 0 < ? < 2,where ? = KM , K the number of devices and M the number of antennas in the basestation (BS). In the second part of the thesis, we propose a grant-based random access method suitable for operating in extra-large scale massive MIMO (XL-MIMO) NOMA systems. Figures of merit analyzed include number of access attempts and sum of data rates achieved by the system when the number of antenna subarrays (SA – subarrays) is increased.Finally, we present the current stage of development involving MIMO, NOMA, randomaccess protocols and highlight opportunities for future work.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19953
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCTU - Departamento de Engenharia Elétrica
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.subjectmMIMO
dc.subjectXL-MIMO
dc.subjectNOMA
dc.subjectEficiência energética
dc.subjectEficiência espectral
dc.subjectAcesso aleatório
dc.subjectRedes sem fio
dc.subject.capesEngenharias - Engenharia Elétrica
dc.subject.cnpqEngenharias - Engenharia Elétrica
dc.subject.keywordsmMIMO
dc.subject.keywordsXL-MIMO
dc.subject.keywordsNOMA
dc.subject.keywordsEnergy efficiency
dc.subject.keywordsSpectral efficiency
dc.subject.keywordsRandom access
dc.subject.keywordsWireless networks
dc.titleEficiência e desempenho de sistemas de múltiplo acesso não-ortogonal MIMO massivo e ultra massivo
dc.title.alternativeEfficiency and performance of massive and ultra-massive MIMO non-orthogonal multiple Access Systems
dc.typeTese
dcterms.educationLevelDoutorado
dcterms.provenanceCentro de Tecnologia e Urbanismo

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