Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
La technique de respiration de cellules est utilisée pour les réseaux à haute efficacité énergétique. Les préoccupations dues à la consommation d'énergie, aux émissions de CO2 et à la pollution électromagnétique sont toutes associées à la croissance constante du trafic de données. Pour essayer de résoudre ces problèmes, différents mécanismes ont été proposés, parmi lesquels la technique de respiration de cellules qui peut aider à réduire la consommation énergétique. Ses performances peuvent être encore améliorées en cas d'association avec d'autres approches comme celle des réseaux hybrides.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Loutfi NUAYMI : Maître de conférences Institut Mines Télécom/Télécom Bretagne
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Luis Alberto suarez rivera : Doctorant Institut Mines Télécom/Télécom Bretagne
INTRODUCTION
Dans cet article, nous proposons une synthèse du mécanisme de respiration de cellules pour les réseaux mobiles dans le cadre des réseaux de haute efficacité énergétique.
La technique dite de « respiration des cellules » a été proposée au milieu des années 1990 pour baisser le niveau moyen d'interférence dans les réseaux cellulaires, en association avec le contrôle de puissance. Dans la suite, plusieurs autres travaux de recherche sur la respiration de cellules ont été proposés incluant notamment le contrôle d'admission. Vers la fin des années 2000, elle est réapparue dans les travaux de recherche, envisagée cette fois comme une alternative très prometteuse pour la réduction des niveaux d'énergie consommée dans le réseau d'accès sans fil.
La structure de l'article traite les points suivants :
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le contexte à travers l'importance actuelle des réseaux à haute efficacité énergétique ;
-
les autres approches proposées pour les économies d'énergie situées dans différentes couches du réseau :
-
les composants et la station de base,
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les liens de transmissions,
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le réseau d'accès à grande échelle ;
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la description du mécanisme de respiration des cellules, avec les avantages que cette technique assure pour atteindre la haute efficacité énergétique ;
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les perspectives d'intégration avec d'autres techniques, telles que les femtocellules et le relayage.
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Différentes approches
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1. Contexte
Les réseaux cellulaires à haute efficacité énergétique sont souvent appelés « Green ». Cette appellation n'est pas très précise car ce terme est, selon son usage actuel, plutôt réservé aux réseaux où la notion de développement durable est prise en compte, en incluant par exemple les enjeux de la gestion des déchets et du recyclage du matériel.
La contribution actuelle des technologies de l'information et de la communication (ICT, Information and Communication Technologies) à la consommation mondiale de l'énergie et à l'émission de gaz à effet de serre est estimée entre 2 et 4 %. La référence, très souvent citée sur ces données, est celle de Gartner . Cela met les ICT au niveau de l'aéronautique, en ordre de grandeur. Mais, si une augmentation rapide du nombre de passagers aériens n'est pas prévue pour l'avenir proche, celle des débits de données, en particulier due à l'avènement des smartphones et de leur développement soutenu, semble certaine. On pourra consulter par exemple les prévisions de l'équipementier Cisco pour ces évolutions .
La compilation des différentes prévisions s'accorde sur une multiplication par 1 000 du débit de données des ICT entre 2010 et 2020 ou, au plus, 2025.
Il est donc bien évident que la consommation d'énergie ne peut pas augmenter proportionnellement au trafic pour aux moins trois raisons fondamentales :
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la disponibilité de l'énergie ;
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les effets de la consommation d'énergie (réchauffement climatique) ;
-
le coût de cette énergie !
Autrement dit, il n'y a pas d'autre choix que celui de baisser rapidement l'indicateur Joule/b/s.
La répartition...
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Contexte
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Gartner - Green IT : the new industry shockwave. - Presentation at Symposium/ITXPO conference, avr. 2007.
-
(2) - CISCO Cisco traffic forecast update - Cisco visual networking index : global mobile data - (2011).
-
(3) - CHUNG (P.J.) - Green Radio – the case for more efficient cellular base stations. - (Slides) UK-Taiwan ICT Workshop, Smart & Green Communications, University of Taiwan, mars 2010.
-
(4) - SUAREZ (L.), NUAYMI (I.), BONNIN (J.M.) - An overview and classification of research approaches in green wireless networks. - EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking 2012, 142 (2012).
-
(5) - CORREIA (L.M.), ZELLER (D.), BLUME (O.), FERLING (D.), JADING (Y.), GODOR (I.), AUER (G.), VAN DER PERRE (L.) - Challenges and enabling technologies for energy aware mobile radio networks. - Communications magazine, IEEE, vol. 48, no 11, nov. 2010.
-
(6)...
ANNEXES
• Opera-Net (CELTIC) : 10/2008-05/2011
Ce projet collaboratif a contribué notamment au développement de nouvelles architectures et améliorations pour les amplificateurs de puissance (par exemple, SMPA) mais aussi dans autres approches envisagées pour l'efficacité énergétique (modes sommeil, optimisation de lien, optimisation de la taille de cellule, etc.) http://opera-net.org
• EARTH ICT (FP7) : 01/2010-06/2012
Avec une approche holistique, ce projet collaboratif a contribué de manière importante avec des propositions comme le E3F Framework : modélisation réseau, métriques de performance, techniques RRM et dispositifs d'extension de couverture pour l'efficacité énergétique https://www.ict-earth.eu
• GreenTouch : 01/2010-01/2015
Il s'agit d'un large consortium d'entreprises, d'universités et d'instituts de recherche de niveau mondial. Ce projet aborde plusieurs domaines, tels que la photonique, les réseaux optiques, les systèmes d'antennes de large échelle et d'autres encore http://www.greentouch.org
• Mobile VCE Core 5 (Axe Green Radio) : 01/2009-01/2012
Un projet anglais pour « le green radio » avec un ensemble d'approches et de propositions diverses. Soulignons une de ces propositions : l'amplificateur Class J qui promet des efficacités nettement supérieures aux valeurs actuelles http://www.mobilevce.com
• COOL-SILICON : 09/2008
Un projet allemand avec un intérêt focalisé sur la partie micro-électronique pour l'efficacité énergétique dans les dispositifs mobiles et ceux du réseau d'accès http://www.cool-silicon.org
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