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dc.creatorFritsche, Giovanna Garcia Basilio-
dc.date.accessioned2021-04-12T16:33:34Z-
dc.date.available2021-04-12T16:33:34Z-
dc.date.issued2020-10-08-
dc.identifier.citationFRITSCHE, Giovanna Garcia Basilio. Lopofly: técnica de otimização de localização e posicionamento para redes aéreas. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/24727-
dc.description.abstractIn areas that require short-term and sporadic connectivity, such as events and mobile offices, it is impossible to maintain a permanent network infrastructure to provide broadband Internet access to temporary customers. The use of flying nodes to build flyingnetworks has aroused great interest from both the scientific community and the industry in general. However, these networks need to be carefully managed, mainly due to the limited power capacity of the flying nodes. Despite the different existing solutions, until the present moment, we found no research that proposes models that jointly consider all the restrictive aspects of using flying nodes: communication, mobility, energy restriction, and turnover. Considering these problems, we present a new technique Location and Positioning Optimization Technique for Flying Networks (LoPoFly). It consists of two modules: (i) location and (ii) positioning. The first (location) aims to find a place where a flying node is needed, based on the clients’ distribution. The second (positioning) is responsible for managing the relocation and exchange of flying nodes, considering energy consumption. These modules use the Deterministic Annealing meta-heuristic (DA). DA emulates a physical process (annealing), in which a solid is heated up to its melting point and cooled to reach its minimum energy configuration. It is used for clustering, compression, and classification problems. To the best of our knowledge, this is the first approach to manage flying networks covering constraints related to energy, replacement, communication, and mobility. Through simulations, we analyzed the performance of LoPoFly in two scenarios. The ability of the location module to identify new locations allowed an increase of more than 214 % in the number of connected customers, in both scenarios, compared to a random solution. The results also show that in both scenarios, LoPoFly reduces the number of nodes needed to supply the event, reducing 40 % for the first scenario and 60 % for the second.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectConectividade (Computadores)pt_BR
dc.subjectRedes de computadorespt_BR
dc.subjectTecnologia de detecção de localização (sistemas de comunicação sem fio)pt_BR
dc.subjectVeículos aéreos não tripuladospt_BR
dc.subjectRedes ad hoc (redes de computadores)pt_BR
dc.subjectMétodos de simulaçãopt_BR
dc.subjectOtimização matemáticapt_BR
dc.subjectProgramação heurísticapt_BR
dc.subjectConnection machinespt_BR
dc.subjectComputer networkspt_BR
dc.subjectLocation awareness technology (Wireless communication systems)pt_BR
dc.subjectUnmanned aerial vehiclespt_BR
dc.subjectAd hoc networks (Computer networks)pt_BR
dc.subjectSimulation methodspt_BR
dc.subjectMathematical optimizationpt_BR
dc.subjectHeuristic programmingpt_BR
dc.titleLopofly: técnica de otimização de localização e posicionamento para redes aéreaspt_BR
dc.title.alternativeLopofly: location and positioning optimization technique for flying networkspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoEm áreas que exigem conectividade de curto prazo e esporádicas, como eventos e escritórios móveis, torna-se inviável manter uma infraestrutura permanente de rede somente para fornecer acesso à Internet de banda larga a clientes temporários. A utilização de nós aéreos para construir redes aéreas tem despertado grande interesse tanto da comunidade científica quanto da indústria de um modo geral. No entanto, estas redes necessitam ser gerenciadas com cuidado, principalmente devido à limitação da capacidade de energia dos nós aéreos. Diferentes soluções são encontradas, contudo, até o presente momento não foram encontradas pesquisas que propõem modelos os quais consideram, de forma conjunta, todos os aspectos restritivos de se utilizar nós aéreos: comunicação, mobilidade, restrição de energia e rotatividade. Considerando esses problemas, apresentase uma nova técnica de otimização de localização e posicionamento para redes aéreas (Location and Positioning Optimization Technique for Flying Networks – LoPoFly). O LoPoFly consiste de dois módulos: (i) localização, que tem o objetivo de encontrar um local em que um nó aéreo é necessário, tomando como base a distribuição dos clientes; e, (ii) seleção ou posicionamento, que é responsável por gerir a realocação e troca de nós aéreos, considerando o consumo energético. Estes módulos se utilizam da meta-heurística de Recozimento Determinístico (Deterministic Annealing – DA), a qual emula um processo físico (recozimento) onde um sólido é aquecido até seu ponto de fusão e arrefecido até atingir sua configuração mínima de energia. Ela é utilizada para problemas da agrupamento, compressão e classificação. Até onde se sabe, esta é a primeira abordagem para gerenciar as redes aéreas cobrindo restrições relacionadas à energia, substituição, comunicação e mobilidade em conjunto. Através de simulações, foi analisado o desempenho do LoPoFly em dois cenários. A habilidade do módulo de localização em identificar novas localizações permitiu um aumento superior a 214% no número de clientes conectados, em ambos os cenários, quando comparado a uma solução aleatória. Os resultados também mostram que em ambos os cenários, o LoPoFly reduz o número de nós aéreos necessários para suprir o evento, alcançando uma redução de 40% para o primeiro cenário e 60% para o segundo.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0003-1345-512Xpt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4132574362387803pt_BR
dc.contributor.advisor1Fonseca, Anelise Munaretto-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0182-7128pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4992303457891284pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Monego, Hermes Irineu Del-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1296-7625pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8607494162641950pt_BR
dc.contributor.referee1Vendramin, Ana Cristina Barreiras Kochem-
dc.contributor.referee1Vendramin, Ana Cristina Barreiras Kochem-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-1234-0884pt_BR
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-1234-0884pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3005557336605080pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3005557336605080pt_BR
dc.contributor.referee2Fonseca, Anelise Munaretto-
dc.contributor.referee2Fonseca, Anelise Munaretto-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-0182-7128pt_BR
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-0182-7128pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4992303457891284pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4992303457891284pt_BR
dc.contributor.referee3Pigatto, Daniel Fernando-
dc.contributor.referee3Pigatto, Daniel Fernando-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-8528-7407pt_BR
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-8528-7407pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4624030380501998pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4624030380501998pt_BR
dc.contributor.referee4Monego, Hermes Irineu Del-
dc.contributor.referee4Monego, Hermes Irineu Del-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-1296-7625pt_BR
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-1296-7625pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8607494162641950pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8607494162641950pt_BR
dc.contributor.referee5Pellenz, Marcelo Eduardo-
dc.contributor.referee5Pellenz, Marcelo Eduardo-
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0001-6108-6272pt_BR
dc.contributor.referee5IDhttps://orcid.org/0000-0001-6108-6272pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/6834497622047154pt_BR
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/6834497622047154pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOESpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

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