La consommation en énergie des réseaux de télécommunications a suscité un intérêt grandissant au cours des dernières années et les opérateurs mobiles cherchent des solutions innovantes pour optimiser l’efficacité énergétique. Dans cette thèse, nous nous focaliserons sur les schémas d’optimisation de la consommation d’énergie des réseaux d’accès mobiles. Nous commençons par étudier la stratégie de partage de charge qui minimise la consommation d’énergie dans la cellule tout en limitant l’impact sur la Qualité de Service. Le gain obtenu par ces algorithmes de gestion des ressources radio reste cependant limité; ceci est dû au fait que la consommation d’énergie ne dépend pas que de la charge, mais comporte une importante partie constante. Pour obtenir un gain plus important, nous proposons la mise en veille de certaines ressources du réseaux aux heures creuses où le trafic est faible, ce qui mène à des gains substantiels. Nous proposons ensuite un contrôleur de gestion de la mise en veille qui choisit l’action optimale en fonction de l’état du réseau. En effet, l’activation d’une nouvelle ressource n’est pas instantanée et un effet ping-pong peut apparaitre suite aux commandes simultanées d’activation/désactivation des ressources. Nous adaptons nos contrôleurs afin de prendre en compte ces imperfections, et nous montrons comment déduire la politique optimale. Nous étudions ensuite le cas de déploiement de petites cellules dans des réseaux hétérogènes et montrons que leur efficacité énergétique est améliorée par rapport au réseau purement macro-cellulaire, pourvu que la consommation d’énergie de petites cellules reste faible. Nous proposons ensuite un contrôleur optimal qui active/désactive les petites cellules en se basant sur des informations de trafic et de localisation des usagers. Nous considérons différents cas de figure avec une information complète, partielle ou retardée et montrons que ces schémas de mise en veille permettent d’atteindre d’importants gains de consommation d’énergie / In the recent years, more importance has been given to the energy consumption issue in telecommunication networks and mobile operators are rethinking their network design for optimizing its energy efficiency. In this thesis, we propose schemes for optimizing the energy consumption of mobile access networks. We begin by proposing energy-aware Radio Resource Management (RRM) schemes and show that a load balancing between available resources gives some energy savings. However, these gains remain small as a large part of the energy consumption is load-independent. We thus propose sleep mode schemes of resources in the network (cells or carriers) and show that they give a large gain when traffic is low. We then propose optimal sleep mode controllers that give, for each traffic scenario, the best actions to take in each state of the network. We make two observations: the first is that activating a new resource is not instantaneous, leading to QoS degradation if a conservative policy is not considered, and the second is that a ping-pong effect may appear at the frontier between two capacity regions. We adapt our controllers to take into account these imperfections, and show how to derive the optimal policy using Markov decision theory. We then extend our works to the case of small cell deployment in heterogeneous networks, composed of macro and small cells base stations. We study the capacity and power consumption of these networks and show that the energy efficiency is increased for some deployment strategies when the power consumption of small cells is low. We then propose sleep mode for small cells and develop optimal sleep/wakeup schemes based on the information on traffic load and user localization in the cell, in the cases where this information is complete, partial or delayed. We show that these sleep mode schemes achieve large energy consumption gains
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2011TELE0029 |
| Date | 02 December 2011 |
| Creators | Saker, Louai |
| Contributors | Evry, Institut national des télécommunications, Chahed, Tijani |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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