Codificação de rede baseada em códigos corretores de erros clássicos

Abstract

Nesta tese, codificação de rede é utilizada para melhorar o desempenho de erro de uma rede em que múltiplos usuários possuem informações independentes para enviar para uma estação-rádio-base (ERB) em comum através de canais sujeitos a desvanecimento em bloco (quase-estático). Considerando que os usuários são aptos a cooperar entre si, o objetivo é aumentar a ordem de diversidade do sistema sem que a taxa de transmissão precise ser reduzida. O esquema proposto nesse trabalho, denominado codificação de rede dinâmica e generalizada (GDNC), é uma generalização dos códigos de rede dinâmicos (DNC) recentemente propostos por Xiao e Skoglund. O projeto dos códigos de rede que maximizam a ordem de diversidade é reconhecido como equivalente ao projeto de códigos de bloco lineares sobre um campo finito não-binário sob a métrica de Hamming. Prova-se que adotar uma matriz geradora sistemática de um código com máxima distância mínima (código MDS) sobre um campo finito suficientemente grande como matriz de transferência da rede é uma condição suficiente para atingir diversidade completa em um modelo em que os enlaces estão sujeitos a falhas. A generalização proposta oferece uma solução de compromisso entre taxa de transmissão e ordem de diversidade, sendo que ambos podem ser selecionados para serem maiores que no esquema DNC. A influência de um canal de retorno entre a ERB e os usuários é também avaliada, e mostra-se que se a ERB for capaz de transmitir uma pequena quantidade de informação para os usuários, pode-se aumentar a taxa de transmissão ainda mais, sem que a ordem de diversidade seja reduzida. Uma análise da probabilidade de outage mostrando o melhor desempenho dos esquemas propostos é efetuada, a qual é suportada por resultados de simulações computacionais.