Abstract:Capacity overprovisioning in mobile networks leads to underutilization of network resources and thus inefficient operation from a power consumption perspective. In addition, as operators constantly evolve their networks to denser heterogeneous layouts, with overlaying macrocellular base stations coexisting with numerous smaller cells, to cope with upcoming increase in peak mobile data traffic, the energy consumption of mobile networks will continue to grow in the next years. In this context, although backhaul … Show more
“…The impact of the backhaul transmissions to heterogeneous networking environments is also evaluated, from a power consumption perspective. The contributions of this Chapter have been included in papers [15] and [16].…”
Στα ασύρματα δίκτυα επικοινωνιών, με πλήρη ανασχεδιασμό της διάρθρωσης, λειτουργίας και κατανομής των πόρων αυτού του ιδιαιτέρως περίπλοκου μηχανισμού σε όλα τα επίπεδα λειτουργίας του, μπορεί να εξοικονομηθεί σημαντικό ποσοστό της καταναλισκόμενης ενέργειας. Κατάλληλες υποδομές ανταλλαγής και λήψης αποφάσεων, οι οποίες θα παρέχουν στο σύστημα διαχείρισης του εκάστοτε δικτύου τη δυνατότητα να γνωρίζει το βέλτιστο τρόπο με τον οποίο θα μπορεί να ανταποκριθεί στις συνεχώς μεταβαλλόμενες ανάγκες και συνθήκες του περιβάλλοντός του, κρίνονται απαραίτητες και πρέπει να υλοποιηθούν διότι θα συμβάλλουν στην επίτευξη υψηλού βαθμού βελτιστοποίησης της ενεργειακής απόδοσης των ασύρματων δικτύων τηλεπικοινωνιών. Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή εστιάζει στην ενεργειακά αποδοτική λειτουργία των δικτύων κινητής, που είναι μία εκ των δύο σημαντικότερων τεχνολογιών ασύρματης πρόσβασης. Εστιάσαμε στην αναθεώρηση του τρόπου λειτουργίας των σημείων ασύρματης πρόσβασης, τα οποία αναλίσκουν το 80% της απαιτούμενης ενέργειας για την ομαλή λειτουργία ενός δικτύου κινητής. Προτείναμε νέα προφίλ λειτουργίας, εκπομπής και εξυπηρέτησης της τηλεπικοινωνιακής κίνησης στο σύνολο των σημείων πρόσβασης, στοχεύοντας στην υψηλότερη μείωση της ενεργειακής τους κατανάλωσης, με παράλληλη παρακολούθηση και διατήρηση του επιπέδου των υπηρεσιών που προσφέρεται στον τελικό χρήστη. Από θεωρητική προσέγγιση, αποδείξαμε ότι το συγκεκριμένο μοντέλο προσέγγισης της μείωσης της ενεργειακής κατανάλωσης των δικτύων κινητής εντάσσεται στην κατηγορία προβλημάτων χωρητικότητας και χωροθέτησης που ανήκει στην κατηγορία NP-Δύσκολων προβλημάτων. Εφαρμόσαμε τεχνικές εύρεσης της μέγιστης ενεργειακής εξοικονόμησης σε καθένα από τα μοντέλα συστήματος δικτύων κινητής που εξετάσαμε, και διατυπώσαμε τα αντίστοιχα προβλήματα ενεργειακής βελτιστοποίησης. Εξετάσαμε ποικιλία παραμέτρων και εκδοχών στα ανωτέρω προβλήματα, όπως: α) ομογενή και ετερογενή μοντέλα τοπολογιών, β) διάφορες τεχνικές ραδιοπρόσβασης, γ) στατικά μοντέλα και μοντέλα κίνησης χρηστών, δ) διαφορετικής ποιότητας προσφερόμενες υπηρεσίες, καθώς και ε) εφαρμογή μοντέλων οπισθοζεύξεων, και αναδείξαμε ευριστικά σχήματα εξεύρεσης βέλτιστων ενεργειακά λύσεων, ικανά να ελαχιστοποιήσουν την ενεργειακή κατανάλωση των δικτύων κινητής ανά στιγμιότυπο ή ανά ημερήσιο κύκλο της λειτουργίας τους, διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα των υπηρεσιών στα επιθυμητά επίπεδα.
“…The impact of the backhaul transmissions to heterogeneous networking environments is also evaluated, from a power consumption perspective. The contributions of this Chapter have been included in papers [15] and [16].…”
Στα ασύρματα δίκτυα επικοινωνιών, με πλήρη ανασχεδιασμό της διάρθρωσης, λειτουργίας και κατανομής των πόρων αυτού του ιδιαιτέρως περίπλοκου μηχανισμού σε όλα τα επίπεδα λειτουργίας του, μπορεί να εξοικονομηθεί σημαντικό ποσοστό της καταναλισκόμενης ενέργειας. Κατάλληλες υποδομές ανταλλαγής και λήψης αποφάσεων, οι οποίες θα παρέχουν στο σύστημα διαχείρισης του εκάστοτε δικτύου τη δυνατότητα να γνωρίζει το βέλτιστο τρόπο με τον οποίο θα μπορεί να ανταποκριθεί στις συνεχώς μεταβαλλόμενες ανάγκες και συνθήκες του περιβάλλοντός του, κρίνονται απαραίτητες και πρέπει να υλοποιηθούν διότι θα συμβάλλουν στην επίτευξη υψηλού βαθμού βελτιστοποίησης της ενεργειακής απόδοσης των ασύρματων δικτύων τηλεπικοινωνιών. Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή εστιάζει στην ενεργειακά αποδοτική λειτουργία των δικτύων κινητής, που είναι μία εκ των δύο σημαντικότερων τεχνολογιών ασύρματης πρόσβασης. Εστιάσαμε στην αναθεώρηση του τρόπου λειτουργίας των σημείων ασύρματης πρόσβασης, τα οποία αναλίσκουν το 80% της απαιτούμενης ενέργειας για την ομαλή λειτουργία ενός δικτύου κινητής. Προτείναμε νέα προφίλ λειτουργίας, εκπομπής και εξυπηρέτησης της τηλεπικοινωνιακής κίνησης στο σύνολο των σημείων πρόσβασης, στοχεύοντας στην υψηλότερη μείωση της ενεργειακής τους κατανάλωσης, με παράλληλη παρακολούθηση και διατήρηση του επιπέδου των υπηρεσιών που προσφέρεται στον τελικό χρήστη. Από θεωρητική προσέγγιση, αποδείξαμε ότι το συγκεκριμένο μοντέλο προσέγγισης της μείωσης της ενεργειακής κατανάλωσης των δικτύων κινητής εντάσσεται στην κατηγορία προβλημάτων χωρητικότητας και χωροθέτησης που ανήκει στην κατηγορία NP-Δύσκολων προβλημάτων. Εφαρμόσαμε τεχνικές εύρεσης της μέγιστης ενεργειακής εξοικονόμησης σε καθένα από τα μοντέλα συστήματος δικτύων κινητής που εξετάσαμε, και διατυπώσαμε τα αντίστοιχα προβλήματα ενεργειακής βελτιστοποίησης. Εξετάσαμε ποικιλία παραμέτρων και εκδοχών στα ανωτέρω προβλήματα, όπως: α) ομογενή και ετερογενή μοντέλα τοπολογιών, β) διάφορες τεχνικές ραδιοπρόσβασης, γ) στατικά μοντέλα και μοντέλα κίνησης χρηστών, δ) διαφορετικής ποιότητας προσφερόμενες υπηρεσίες, καθώς και ε) εφαρμογή μοντέλων οπισθοζεύξεων, και αναδείξαμε ευριστικά σχήματα εξεύρεσης βέλτιστων ενεργειακά λύσεων, ικανά να ελαχιστοποιήσουν την ενεργειακή κατανάλωση των δικτύων κινητής ανά στιγμιότυπο ή ανά ημερήσιο κύκλο της λειτουργίας τους, διατηρώντας παράλληλα την ποιότητα των υπηρεσιών στα επιθυμητά επίπεδα.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.