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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Random-access accelerator (RAA): A framework to Speed up the random-access procedure in 5G new radio for IoT mMTC by enabling device-to-device communications
???metadata.dc.creator???: Medel, Abel Rodriguez
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Brito, José Marcos Camara
???metadata.dc.contributor.referee1???: Loureiro , Antonio Alfredo Ferreira
???metadata.dc.contributor.referee2???: Alberti, Antônio Marcos
???metadata.dc.description.resumo???: As redes móveis têm um grande desafio atendendo aos esperados bilhões de dispositivos de Internet of Things (IoT) nos próximos anos. Devido ao acesso simultâneo limitado nas redes móveis, os dispositivos devem competir entre si pela alocação de recursos durante um procedimento de acesso aleatório. Esta contenção provoca um atraso não depreciável durante o registro dos dispositivos devido ao grande número de colisões experimentadas. Para contornar tal problema, um framework denominado Random-Access Accelerator (RAA) é proposto neste trabalho, a fim de agilizar o acesso à rede em massive Machine Type Communication (mMTC). O RAA explora as comunicações Device-To-Device (D2D), onde os dispositivos com recursos já atribuídos atuam como relés para o restante dos dispositivos que tentam obter acesso à rede. Os resultados da simulação mostram uma aceleração no procedimento de registro de 99%, e uma liberação de espaço do espectro alocado de até 68% em comparação com o procedimento de acesso aleatório convencional. Além disso, preserva quase o mesmo consumo de energia dos dispositivos em comparação com redes legadas usando Bluetooth Low Energy (BLE) como tecnologia sem fio para comunicações D2D. O framework proposto pode ser levado em consideração para a padronização do mMTC na Fifth-Generation-New Radio (5G NR).
Abstract: Mobile networks have a great challenge by serving the expected billions of Internet of Things (IoT) devices in the upcoming years. Due to the limited simultaneous access in the mobile networks, the devices should compete one another for resource allocation during a Random-Access procedure. This contention provokes a non-depreciable delay during the devices’ registration because of the great number of collisions experienced. To overcome such a problem, a framework called Random-Access Accelerator (RAA) is proposed in this work, in order to speed up network access in massive Machine Type Communication (mMTC). RAA exploits Device-To-Device (D2D) communications, where devices with already assigned resources act like relays for the rest of devices trying to gain access in the network. The simulation results show an acceleration in the registration procedure of 99%, and a freed space of the allocated spectrum until 68% in comparison with the conventional Random-Access procedure. Besides, it preserves almost the same devices’ energy consumption compared with legacy networks by using Bluetooth Low Energy (BLE) as the wireless technology for D2D communications. The proposed framework can be taken into account for the standardization of mMTC in Fifth-Generation-New Radio (5G NR).
Keywords: IoT; mMTC; Random-Access procedure; D2D; NR
IoT; mMTC; Random-Access procedure; D2D; NR.
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia - Telecomunicações
Language: eng
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Instituto Nacional de Telecomunicações
???metadata.dc.publisher.initials???: INATEL
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto Nacional de Telecomunicações
???metadata.dc.publisher.program???: Mestrado em Engenharia de Telecomunicações
Citation: Medel, Abel Rodriguez. Random-access accelerator (RAA): A framework to Speed up the random-access procedure in 5G new radio for IoT mMTC by enabling device-to-device communications. 2020. [ 91]. dissertação( Mestrado em Engenharia de Telecomunicações) - Instituto Nacional de Telecomunicações, [Santa Rita do Sapucai] .
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
???metadata.dc.rights.uri???: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
URI: https://tede.inatel.br:8080/tede/handle/tede/211
Issue Date: 17-Dec-2020
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