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dc.creatorSilva, Lucas Jurgen Klein da-
dc.date.accessioned2025-01-09T20:14:57Z-
dc.date.available2025-01-09T20:14:57Z-
dc.date.issued2024-12-19-
dc.identifier.citationSILVA, Lucas Jurgen Klein da. Space-Division multiple access-based beamforming for multi-user batteryless machine-type communications. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35756-
dc.description.abstractMachine-Type Communication (MTC) in 5G and future 6G networks requires efficient and sustainable energy solutions to support massive deployments of IoT devices. Batteryless MTC, powered by Wireless Energy Transfer (WET) from dedicated Power Beacons (Pbs), has emerged as a promising approach to eliminate the need for frequent battery replacements and maintenance. This study focuses on the comparative analysis of different WET strategies: pure Statistical Channel State Information (SCSI), SCSI combined with Space-Division Multiple Access (SDMA), and the omnidirectional Switching Antenna (SA) technique, each having distinct advantages and limitations in various deployment scenarios. The incident power statistics and outage probabilities under realistic Rician fading channel models were defined, and an optimization algorithm was proposed to minimize the energy consumption of the PB while meeting stringent reliability and latency constraints. Numerical results reveal optimal harvesting and transmission times for each strategy and demonstrate the trade-offs between energy efficiency and system complexity. While the SDMA approach leverages multiple antennas to enhance energy delivery efficiency in dense environments, the SA technique offers a simpler, yet efficient solution for large-scale deployments. The insights gained from this study provide a comprehensive understanding of how to dynamically adapt WET strategies to optimize the performance of batteryless MTC networks.pt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectSistemas de comunicação sem fiopt_BR
dc.subjectEnergia - Transferênciapt_BR
dc.subjectProcessamento de sinaispt_BR
dc.subjectInternet das coisaspt_BR
dc.subjectAprendizado do computadorpt_BR
dc.subjectWireless communication systemspt_BR
dc.subjectEnergy transferpt_BR
dc.subjectSignal processingpt_BR
dc.subjectInternet of thingspt_BR
dc.subjectMachine learningpt_BR
dc.titleSpace-division multiple access-based beamforming for multi-user batteryless machine-type communicationspt_BR
dc.title.alternativeBeamforming baseado em acesso múltiplo por divisão de espaço para comunicações do tipo máquina sem bateria para vários usuáriospt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoA Comunicação do Tipo Máquina (MTC, em inglês Machine-Type Communication) em redes 5G e futuras redes 6G exige soluções de energia eficientes e sustentáveis para suportar a implantação em massa de dispositivos de Internet das Coisas (IoT, em inglês Internet of Things). A MTC sem bateria, alimentada por Transferência de Energia Sem Fio (WET, em inglês Wireless Energy Transfer) a partir de transmissores de energia (Pbs, em Power Beacons) dedicados, surgiu como uma abordagem promissora para eliminar a necessidade de substituições frequentes de bateria e manutenção. Este estudo foca na análise comparativa de diferentes estratégias de WET: Informação Estatística do Estado do Canal (SCSI, em inglês Statistical Channel State Information) pura, SCSI combinada com Acesso Múltiplo por Divisão de Espaço (SDMA, em inglês Space Division Multiple Access) e a técnica de Antena Comutável (SA, em inglês Switching Antenna) omnidirecional, cada uma com vantagens e limitações distintas em vários cenários de implantação. Definiram-se as estatísticas de potência incidente e as probabilidades de falha sob modelos realistas de canal com desvanecimento Rician, e um algoritmo de otimização foi proposto para minimizar o consumo de energia dos Pbs enquanto atende a rigorosas restrições de confiabilidade e latência. Resultados numéricos revelam os tempos ideais de coleta de energia e transmissão para cada estratégia e demonstram os compromissos entre eficiência energética e complexidade do sistema. Enquanto a abordagem SDMA utiliza múltiplas antenas para melhorar a eficiência da entrega de energia em ambientes densos, a técnica SA oferece uma solução mais simples, porém eficiente, para implantações em larga escala. Os insights obtidos neste estudo fornecem uma compreensão abrangente de como adaptar dinamicamente as estratégias de WET para otimizar o desempenho de redes MTC sem bateria.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0009-0005-7768-9963pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2828332778428734pt_BR
dc.contributor.advisor1Brante, Glauber Gomes de Oliveira-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6006-4274pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8347190422243353pt_BR
dc.contributor.referee1Mariano, André Augusto-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-6522-6049pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2247619809331876pt_BR
dc.contributor.referee2Brante, Glauber Gomes de Oliveira-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-6006-4274pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8347190422243353pt_BR
dc.contributor.referee3Farhat, Jamil de Araujo-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-7525-4334pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7539776887110465pt_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 ELETRICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

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