Tesis doctoral de Angelos Antonopoulos
La introducción de la tecnología de tercera generación (3g) ha provocado un incremento considerable del numero de dispositivos y redes inalámbricas, que a su vez requieren una calidad de servicio (qos) alta. La popularización de las aplicaciones móviles ha acentuado las necesidades de comunicación, motivando la cooperación y la difusión de datos entre usuarios. Sin embargo, esta tendencia hacia el intercambio continuo de información está inherentemente limitada por los elevados requisitos energéticos de los dispositivos modernos. Estas limitaciones, junto con la presión ejercida sobre la industria de las tecnologías de la información y de las comunicaciones para la reducción del consumo energético, han motivado el diseño de nuevos esquemas y algoritmos energéticamente eficientes. En este contexto, la capa de control de acceso al medio (mac) juega un papel fundamental, ya que es responsable de la regulación de acceso al canal, de la programación de la transmisión y de la gestión de recursos, lo que constituye un punto apropiado para abordar eficazmente las cuestiones de eficiencia energética que surgen debido al creciente numero de usuarios. La presente tesis doctoral contribuye al diseño, análisis y evaluación de nuevos protocolos mac cooperativos para redes inalámbricas. La introducción de nuevas técnicas, tales como la codificación de red (nc), que intrínsecamente llevan un considerable aumento en el rendimiento del sistema, nos ayudó ampliamente durante el diseño de protocolos mac energéticamente eficientes. Las principales contribuciones de esta tesis se dividen en dos partes. La primera parte presenta el nccarq, un protocolo cooperativo de retransmisión automática (arq), asistido por nc para redes inalámbricas. El protocolo nccarq introduce un nuevo paradigma de acceso para los sistemas cooperativos arq, dado que aprovecha los beneficios del nc en la comunicación bidireccional entre usuarios inalámbricos. El rendimiento del protocolo nccarq se evalúa en función de la qos y de la eficiencia energética mediante modelos probabilísticos analíticos y simulaciones por ordenador, lo cual revela una mejora con respeto a los protocolos mac estándar. Además, el hecho de considerar condiciones de canal realistas supone un impacto sobre la funcionalidad de los protocolos mac, lo que nos motivó a estudiar el rendimiento del nccarq en enlaces inalámbricos que están afectados por «shadowing» correlado. Este estudio demuestra que la correlación del canal puede tener un efecto negativo sobre los beneficios obtenidos de la utilización de cooperación descentralizada. La segunda parte de la tesis se centra en el diseño de protocolos de capa mac en escenarios inalámbricos de difusión de datos. En particular, la existencia de múltiples transmisores genera situaciones conflictivas, debido a el comportamiento egoísta de los dispositivos inalámbricos que desean maximizar su vida útil. Teniendo en cuenta la importancia de la eficiencia energética, se proponen técnicas de acceso al medio basadas en teoría de juegos dónde las funciones objetivo están motivadas por el consumo energético. Además, se adopta la codificación de red lineal y aleatoria (rlnc) para eliminar la necesidad de un intercambio excesivo de paquetes de control y se utiliza la codificación de red analógica (anc) para cancelar el impacto de las colisiones de paquetes. De la realización de esta tesis se extraen dos conclusiones principales. En primer lugar, existe la necesidad del diseño e implementación de nuevos protocolos mac para explotar técnicas de comunicación modernas que permiten mejorar el rendimiento y la eficiencia energética de la red. En segundo lugar, se destaca la importancia de diseñar nuevos protocolos mac de eficiencia energética, dado que los enfoques tradicionales, que han sido diseñados principalmente para la prevención de colisiones en redes inalámbricas, podrían quedar obsoletos.
Datos académicos de la tesis doctoral «Network coding-aided mac protocols for cooperative wireless networks«
- Título de la tesis: Network coding-aided mac protocols for cooperative wireless networks
- Autor: Angelos Antonopoulos
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 17/12/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Christos Verikoukis
- Tribunal
- Presidente del tribunal: josep Paradells aspas
- Antonio Valdovinos bardaji (vocal)
- jonathan Rodríguez gonzá (vocal)
- vasilis Friderikos (vocal)