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 ;
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les autres approches proposées pour les économies d'énergie situées dans différentes couches du réseau :
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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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Respiration de cellules
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2. Différentes approches
Suite aux préoccupations précédentes sur la consommation énergétique dans les réseaux mobiles et leurs conséquences économiques et environnementales, différentes équipes scientifiques dans le monde essaient de trouver des solutions efficaces pour réduire la consommation d'énergie dans les réseaux mobiles.
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Les axes principaux d'amélioration de l'efficacité énergétique des réseaux sans fil, actuellement explorés par la recherche, sont les suivants :
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amélioration des composants utilisés (toujours selon le critère de l'énergie) ;
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nouvelles générations de points d'accès et de stations de base ;
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optimisation du lien de transmission et de la gestion des ressources radios (RRM, Radio Resource Management ) ;
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conception de nouveaux mécanismes de contrôle et coopération entre BSs pour réaliser des économies d'énergie dans le réseau d'accès (RAN) ;
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Radio intelligente ou Cognitive Radio (CR) ;
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déploiements hybrides macro/femto ;
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relais et adaptation de la couverture et activité de cellules (Cell Breathing et cell Switching).
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Un grand nombre de projets collaboratifs, tels que Opera Net, EARTH, GreenTouch, Mobile-VCE, etc. (voir le Pour en Savoir plus) affichent une approche, et utilisent souvent le terme « holistique », visant donc à traiter tous ces axes. Après vérifications des travaux respectifs, on peut constater qu'ils développent des résultats dans plus d'un des axes déjà mentionnés, sans nécessairement les inclure tous simultanément.
Nous proposons une synthèse de ces différentes propositions en partant des couches les plus basses où sont faites des économies au niveau local (exemple : les composants de la BS et optimisation du lien de transmission), pour aller vers les techniques qui affectent à un niveau global le réseau d'accès (par exemple, femtocellules et relayage) ...
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Différentes approches
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.
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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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