Energy efficient radio resource management for heterogeneous networks
- Autores: Joaquim Manuel Camoes Sobral Bastos
- Directores de la Tesis: Christos Verikoukis (dir. tes.), Jonathan Rodríguez González (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Luis Gonzaga Alonso Zarate (presid.), Ferrán Adelantado Freixer (secret.), Nikolaos Passas (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas por la Universidad de Barcelona
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
La continua y rápida evolución de los sistemas de comunicación actuales presenta diversas líneas de actuación, con aspectos muy diversos como el despliegue e implementación eficiente de redes celulares. En este ámbito, el mayor desafío se presenta en cómo aprovechar los recursos disponibles, principalmente en cuanto al espectro RF, para satisfacer los requisitos asociados a los servicios o aplicaciones específicas ofrecidas al usuario final. La eficiencia energética también se ha convertido en un aspecto importante, dentro de los mencionados requisitos, debido al impacto que tiene para los operadores con respecto al coste operacional de las redes, y para el usuario final, debido al efecto en la autonomía de los dispositivos móviles.
Esta tesis aborda las crecientes preocupaciones con respecto a la eficiencia energética en la industria de las TIC, centrándose específicamente en las redes inalámbricas celulares. Además, teniendo en cuenta el panorama actual y los desarrollos en este campo, es decir, en relación con los sistemas y redes de comunicación 5G emergentes, el concepto de red heterogénea (HetNet) también es parte del núcleo del trabajo que se ha llevado a cabo y se presenta en esta tesis. Este trabajo toma en consideración los dos extremos del sistema de redes considerado. Los primeros son los usuarios finales nómadas que deberían poder moverse libremente en dicho sistema, siempre con un servicio continuo, ininterrumpido y proporcionado de manera fluida, y el segundo es la red central administrada por el operador de telecomunicaciones. Para lograr esto, el trabajo realizado se centró en abordar dos desafíos clave en HetNets, específicamente, optimizar la eficiencia energética asociada a los traspasos verticales (VHO) y los mecanismos y enfoques de gestión de recursos de radio (RRM) para permitir una comunicación eficiente desde un punto de vista energético.
El trabajo aborda la eficiencia energética en dos perspectivas diferentes, cada una utilizando una solución diferente que explota los distintos mecanismos disponibles especificados de las redes inalámbricas celulares. Uno considera que los dispositivos móviles integran múltiples interfaces RAT e involucran una solución basada en VHO que explota el estándar IEEE 802.21, y el otro apunta a las redes de acceso radio y núcleo de red, explotando una solución basada en RRM.
La primera solución de eficiencia energética propuesta aprovecha las características proporcionadas por IEEE 802.21 (MIH / MIIS) y VHO para obtener un ahorro de energía en los dispositivos móviles modernos multi-RAT, y puede eventualmente reducir el consumo de energía en sus interfaces RAT en aproximadamente un 30% en promedio, con una sencilla implementación, de acuerdo con los resultados de la simulación. Sin embargo, el esquema propuesto actualmente también conlleva una pérdida de paquetes adicional vinculada a la velocidad de los UE, que es causada principalmente por la latencia en la re-asociación de la red.
En la segunda solución, para el sistema OFDMA HetNet de enlace descendente, el algoritmo de optimización de eficiencia energética propuesto para la asignación de recursos de radio, teniendo en cuenta un dado requisito de velocidad de datos, asociado a QoS, presentó una convergencia rápida, lo cual es clave en el diseño de sistemas EE HetNet. El algoritmo considera no solo la potencia radiada, sino también los dos tipos de potencia del circuito. Los resultados de la simulación pueden aprovecharse para diseñar redes de consumo de energía óptimas basadas en el método HetNet orientado a QoS con una potencia total fija.
