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Resumo .-Neste artigo utiliza-se o modelo dinâmico contínuo de Verhulst, que foi elaborado inicialmente para descrever o crescimento populacional de espécies biológicas com restrição de alimento e espaço físico, para sintetizar um novo algoritmo de controle de potência distribuído (DPCA, Distributed Power Control Algorithm) aplicável em sistemas de múltiplo acesso por divisão de código (DS-CDMA, Direct Sequence-Code Division Multiple Access). Realiza-se a discretização da equação diferencial correspondente através da aplicação do método de Euler de integração numérica (NIE, Numerical Integration Euler Method). Estabelecem-se analiticamente as condições de convergência do DPCA proposto. As propriedades do algoritmo recursivo assim obtido, como distância Euclidiana do vetor ótimo em regime permanente, velocidade de convergência, erro quadrático médio normalizado (NSE, Mean Normalized Squared Error) na condição de regime permanente, consumo médio de potência por usuário e complexidade de implementação são investigados via simulações. Os resultados são confrontados com simulações análogas para o algoritmo clássico de Foschini e Miljanic e o sigmoidal de Uykan e Koivo. Na presença de erros de estimação, o DPCA proposto apresentou menor discrepância em regime permanente do vetor ótimo e maior velocidade de convergência. Adicionalmente, aplica-se a teoria dos Círculos de Gerschgorin (GC) na determinação de condições suficientes para que o problema de alocação seja factível.

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An energy-efficient design is proposed under specific statistical quality-of-service (QoS) guarantees for delay-sensitive traffic in the downlink orthogonal frequency-division multiple-access networks. This design is based on Wu's effective capacity (EC) concept, which characterizes the maximum throughput of a system subject to statistical delay-QoS requirements at the data-link layer. In the particular context considered, our main contributions consist of quantifying the effective energy-efficiency (EEE)versus-EC tradeoff and characterizing the delay-sensitive traffic as a function of the QoS-exponent θ, which expresses the exponential decay rate of the delay-QoS violation probabilities. Upon exploiting the properties of fractional programming, the originally quasi-concave EEE optimization problem having a fractional form is transformed into a subtractive optimization problem by applying Dinkelbach's method. As a result, an iterative inner-outer loop-based resource allocation algorithm is conceived for efficiently solving the transformed EEE optimization problem. Our simulation results demonstrate that the proposed scheme converges within a few Dinkelbach algorithm's iterations to the desired solution accuracy. Furthermore, the impact of the circuitry power, the QoS-exponent, and the power amplifier inefficiency is characterized numerically. These results reveal that the optimally allocated power maximizing the EEE decays exponentially with respect to both the circuitry power and the QoS-exponent, while decaying linearly with respect to the power amplifier inefficiency.INDEX TERMS 5G, effective energy-efficiency (EEE), statistical quality-of-service (QoS), delay-sensitive traffic, Dinkelbach's method, effective capacity, orthogonal frequency-division multiple-access (OFDMA).