Inteligência Swarm e Equilíbrio de Verhulst Aplicados à Alocação de Potência em Redes Ópticas CDMA Particionadas

Authors

  • Moanir Stábile Filho Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Estadual de Londrina
  • Taufik Abrão Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Estadual de Londrina
  • Lucas Dias Hiera Sampaio Departamento de Ciência da Computação, Universidade Estadual de Londrina

DOI:

https://doi.org/10.22456/2175-2745.12923

Abstract

A utilização da técnica de acesso múltiplo por divisão de códigos (CDMA) em redes puramente ópticas foi proposta levando-se em consideração sua ampla largura de banda óptica. O CDMA óptico é uma técnica que permite a múltiplos usuários compartilharem simultaneamente o mesmo canal de fibra de modo assíncrono sem \textit{delay} e sem a necessidade de gerenciamento de recursos (\textit{scheduling}). No entanto, os níveis de interferência de múltiplo acesso (MAI) são significativos nesses sistemas devido à natureza da detecção de potência incoerente. A redução desse efeito de interferência é crucial na melhoria de desempenho dos sistemas CDMA ópticos. Neste sentido, propõe-se a utilização de mecanismos de alocação de recursos, particularmente de potência, que garantam a cada usuário um desempenho mínimo aceitável em termos de taxa de erro de bit (BER). No estratégia de controle de potência centralizado é necessário que um nó central tenha informações sobre o ganho de todos os links. Por sua vez, no controle de potência particionado (rede de acesso e rede de \textit{broadcast}) verifica-se que os sinais ópticos após o acoplador estrela não contribuem na determinação da MAI e por conseguinte não afetam o balanço de potência associado a cada laser. Neste trabalho, analisa-se o problema do controle de potência para redes ópticas CDMA particionadas (p-OCDMA), sob dois pontos de vista distintos: a) modelo matemático de crescimento populacional de Verhulst, discutido em [1]; b) abordagem heurística denominada inteligência \emph{swarm} (PSO -- \textit{particle swarm optimization}). Extensivas simulações e resultados numéricos indicaram que tanto o modelo de Verhulst quanto o PSO são adequados para resolver o problema do controle de potência em redes p-OCDMA, sob o ponto de vista da otimização uni-objetivo, com resultados de convergência satisfatórios para uma variedade de cenários de operação para o sistema p-OCDMA. Finalmente, uma análise de complexidade em termos de número de operações, é realizada no sentido de obter uma quadro comparativo mais realista para as duas metodologias de otimização, indicando claramente a superioridade da abordagem analítica-iterativa da abordagem de Verhulst.

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Author Biography

Moanir Stábile Filho, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Estadual de Londrina

Taufik Abrão possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (1992), mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (1995) , doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade de São Paulo (2001) e pós-doutorado pela UPC - Universitat Politècnica de Catalunya (Radio Communication Group), Espanha (Jun-2007 a Nov-2008). Atualmente é professor Associado A da Universidade Estadual de Londrina, onde atua no ensino e pesquisa em Eng. Elétrica, desde 1996. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Sistemas de Telecomunicações, atuando principalmente nos seguintes temas: detecção multiusuário, DS-CDMA de terceira e quarta geração, detecção multiusuário sub-ótima, seqüências de espalhamento, métodos heurísticos aplicados a sistemas de comunicação, métodos de controle de potência, sistemas UWB, métodos de otimização aplicados a sistemas de comunicação, entre outros. Foi editor geral da Revista Semina Exa/Tech da UEL (2006-2007). Tem atuado como revisor dos periódicos internacionais e nacionais. Tem contribuido como membro técnico e revisor em vários congressos nacionais e internacionais na área de Telecomunicações e Processamento Digitais de Sinais. Foi membro do Comitê de Assessores de Área (CAA - Engenharias, 2007-2008) da Fundação Araucária, PR. Foi bolsista-produtividade em pesquisa da Fundação

CV-Lattes:

http://lattes.cnpq.br/8709809037223235

Published

2011-08-01

How to Cite

Stábile Filho, M., Abrão, T., & Sampaio, L. D. H. (2011). Inteligência Swarm e Equilíbrio de Verhulst Aplicados à Alocação de Potência em Redes Ópticas CDMA Particionadas. Revista De Informática Teórica E Aplicada, 18(2), 266–294. https://doi.org/10.22456/2175-2745.12923

Issue

Section

Regular Papers