Ενεργειακά Αποδοτικές Ασύρματες Επικοινωνίες: Τεχνικές Φυσικού Στρώματος

Abstract

Τα τελευταία χρόνια η ραγδαία ανάπτυξη του τομέα των ασύρματων επικοινωνιών, εκτός από τα προφανή, πολλαπλά οφέλη της, έχει επιφέρει σημαντική αύξηση στην κατανάλωση της ενέργειας, καθιστώντας το φαινόμενο ένα από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά προβλήματα, παγκοσμίως. Μεγάλη μερίδα των ερευνών και των προσπαθειών στη βιομηχανία των ασύρματων επικοινωνιών, στοχεύει στην υλοποίηση ενεργειακά αποδοτικών λύσεων οι οποίες θα οδηγήσουν τελικώς στην εξάπλωση και την εφαρμογή των "πράσινων" ασύρματων επικοινωνιών.Ειδικότερα, στην παρούσα διπλωματική εργασία κάνουμε, αρχικά, μια συνολική παρουσίαση των σύγχρονων τεχνικών βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης, οι οποίες για πρακτικούς λόγους κατηγοριοποιούνται στους εξής τομείς σε σχέση με το σε ποιο κομμάτι του ασυρμάτου δικτύου λαμβάνουν χώρα : (α) σταθμός βάσης, (β) περιοχή της κυψέλης, (γ) τοπολογία φυσικού στρώματος. Έπειτα, αναλύουμε εκτενώς τα 4 βασικά trade-offs των τηλεπικοινωνιακών πόρων, τα οποία αποτελούν το βασικό πλαίσιο των Πράσινων Ραδιοεπικοινωνιών, "Green Radio" (GR). Αξιοποίηση των προαναφερθέντων tradeoffs γίνεται σε σημαντικό βαθμό στα σύγχρονα ασύρματα δίκτυα με δεδομένες απαιτήσεις ως προς τους πόρους τους, για τα όποια διεξάγαμε και σχετικές προσομοιώσεις και παρουσιάσαμε σχετικούς αλγορίθμους. Ακόμη, εστιάζουμε το ενδιαφέρον μας σε μια εξελιγμένη μέθοδο ενεργειακά αποδοτικής δρομολόγησης και τέλος διερευνούμε την εφαρμογή ενεργειακά αποδοτικών λύσεων στην περίπτωση της προσαρμογής ζεύξης (link adaptation)σε περιβάλλοντα σκίασης. Εξάγονται σημαντικά συμπεράσματα.