Ενεργειακά Αποδοτική Κατανομή Πόρων Σε Δίκτυα Επικοινωνιών Ασύρματης Φόρτισης

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της ενεργειακάαποδοτικής κατανομής των πόρων σε Δίκτυα Επικοινωνιών Ασύρματης Φόρτισης της 5ης γενιάς.Τα δίκτυα αυτά υποστηρίζουν πολλαπλά είδη υπηρεσιών με ποικίλους περιορισμούς ως προς τηνποιότητα των αιτούμενων υπηρεσιών και τις απαιτήσεις τους σε διαθεσιμότητα πόρων.Τα Δίκτυα Επικοινωνιών Ασύρματης Φόρτισης αποτελούν μία πολλά υποσχόμενη λύση στιςολοένα αυξανόμενες ενεργειακές απαιτήσεις των ασύρματων επικοινωνιών στις μέρες μας. Τοκυριότερο πλεονέκτημά τους είναι η δυνατότητα της ασύρματης μεταφοράς ενέργειας στουςχρήστες του δικτύου την οποία εκείνοι εκμεταλλεύονται στην ασύρματη μετάδοση των δεδομένωντους. Πριν την εφαρμογή τους σε πρακτικά συστήματα όμως είναι απαραίτητη η διεξοδικήεπιστημονική μελέτη των διάφορων πτυχών τους.Στο πλαίσιο της παρούσας μελέτης, χρησιμοποιείται η συνάρτηση χρησιμότητας τωνχρηστών του υπό μελέτη δικτύου, η οποία πηγάζει από τον κλάδο των Οικονομικών Επιστημών.Η συνάρτηση αυτή παρουσιάζει μεγάλη ευελιξία και αποτελεί σημαντικό εργαλείο πολλώνεπιστημονικών ερευνών του πεδίου. Στην παρούσα εργασία η συνάρτηση χρησιμότηταςπροσαρμόζεται με τέτοιο τρόπο ώστε να εκφράζει την ενεργειακή απόδοση του χρήστη και μέσωμαθηματικής ανάλυσης επιλύεται το πρόβλημα της μεγιστοποίησής της με σκοπό την εύρεση τηςβέλτιστης ισχύος εκπομπής των χρηστών και της βέλτιστης ισχύος φόρτισης από το ΣταθμόΦόρτισης. Το πρόβλημα είναι διαμορφωμένο κατάλληλα ώστε να μην απαιτείται συνεργασίαμεταξύ χρηστών, αντίθετα ο κάθε χρήστης μεγιστοποιεί ανεξάρτητα την απόδοσή του με βάσητους επιβληθέντες περιορισμούς και επιλέγεται το σενάριο που ικανοποιεί όλους τους χρήστες.Εν κατακλείδι, η θεωρητική αυτή σκέψη μοντελοποιείται σε έναν αλγόριθμο για τη βέλτιστηκατανομή των πόρων, ο οποίος αξιολογείται μετά από μία σειρά προσομοιώσεων.