Управление передачей данных в системах мобильной связи с ограниченным энергоресурсом

• Автор: Анисимов, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Механизмы энергосбережения в современных региональных системах

передачи данных

1.1 Вводные замечания

1.2 Обзор технологий региональных систем передачи данных

1.3 Режим сбережения энергии при передаче потока данных от базовой станции

1.4 Способы сбережения энергии при передаче данных мобильной станцией.

1.5 Оценки эффективности системы передачи данных

1.6 Модели входных потоков данных

1.6.1 Подходы к построению моделей входных потоков.

1.6.2 Описание входных потоков и VI.
1.6.3 Описание входного потока .
1.6.4 Описание входных потоков с помощью .
1.6.5 Упрощенные модели входных потоков
1.7 Выводы но разделу
2. Анализ энергоэффективности работы мобильной станции при приеме
потока данных
2.1 Вводные замечания
2.2 Модель системы передачи данных.
2.3 Постановка оптимизационной задачи
2.4 Анализ режима ожидания второго типа
2.4.1 Общий подход к анализу.
2.4.2 Расчет средней задержки и энергозатрат
2.5 Учет влияния изменчивости интенсивности входного потока .
2.6 Вычисление коэффициента энергоэффективности
2.7 Решение оптимизационной задачи и численные результаты .
2.8 Выбор длительности цикла ожидания для приема потоков с
переменной интенсивностью.
2.9 Увеличение эиергоэффективиости за счет переменного цикла
ожидания
2. Выводы по разделу
3. Эффективный алгоритм управления режимом ожидания для приема
потока с переменной интенсивностью
3.1 Обзор работ по режиму ожидания.
3.2 Эффективный алгоритм управления режимом ожидания.
3.3 Анализ режима ожидания.
3.3.1 Общий подход к анализу.
3.3.2 Анализ средней задержки
3.3.3 Анализ энергоэффективности.
3.4 Численные результаты.
3.5 Сравнение режимов ожидания.
3.6 Выводы по разделу
4. Механизмы сбережения энергии при передаче данных к базовой станции
4.1 Вводные замечания
4.2 Расчет средней задержки передачи данных
4.2.1 Модель системы передачи данных.
4.2.2 Анализ средней задержки при передаче информации
4.2.3 Численные результаты.
4.3 Механизмы энергосбережения при передаче данных к базовой
станции.
4.3.1 Общие замечания
4.3.2 Конфигурация системы передачи данных.
4.3.3 Распространение радиосигнала и шумы
4.3.4 Функционирование МС
4.3.5 Описание механизмов сбережения энергии при передаче .
4.4 Сравнение механизмов сбережения энергии при передаче данных
4.5 Выводы но разделу.
Заключение
Список использованных источников


Численные результаты. Сравнение режимов ожидания. Модель системы передачи данных. Численные результаты. Конфигурация системы передачи данных. Описание механизмов сбережения энергии при передаче . Выводы но разделу. ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПРИЛОЖЕНИЕ В. Уровень УДС стандарта IEEE 2. Пример WiMAX сети . Пример OFDMA кадра. Диаграмма состояний МС. Режим ожидания стандарта IEEE 2. КСЭ первого тина) . Режим ожидания стандарта IEEE 2. Переходы между моделями источников. Пример расчета переходных вероятностей. Зависимость средней задержки при интенсивности потока 0. Зависимость средней задержки при интенсивности потока 0. Сравнение коэффициентов энергоэффективности . Пример цикла регенерации. График эпергоэффективности для VoIP потока . Модель системы при передаче данных от мобильной станции . Топология сети. Зависимость эисргоэффективиости от значения целевого SNR . Б.1 Остаточное время обслуживания. Значения параметров модели. Параметры модели. Актуальность темы. По мере того, как беспроводные сети передачи данных охватывают все большие территории и увеличивается число их пользователей, существенно возрастает сложность их проектирования и реализации. Прежде всего, это обуславливается мобильностью пользовательских устройств, требующей принципиально новых подходов к вопросам разработки и эксплуатации современных систем связи. Так как мобильные пользовательские устройства имеют ограниченный запас энергии, снижение энергопотребления мобильных устройств является одной из основополагающих исследовательских задач при. В диссертационной работе рассматривается наиболее современный протокол функционирования беспроводной системы передачи данных IEEE 2. Решается актуальная- задача энергоэффективного управления передачей данных с учетом своевременной доставки данных на пользовательское устройство. Различные аспекты управления передачей данных представлены в работах известных отечественных и зарубежных авторов (В. С. Цыбаков, В. М. Вишневский, А,- И. Ляхов, Л. Клейнрок, Ф. Тобаги, К. Блопдиа). В последнее время появилось большое число работ, посвященных алгоритмам энергоэффективного управления передачей данных. Несмотря на это, ряд вопросов остается открытым. К их числу следует отнести учет динамического характера входного потока; требований к качеству обслуживания пользователей, особенностей беспроводного канала связи и других факторов. Также в ряде работ отмечаются недостатки распространенных алгоритмов энергоэффективного управления передачей данных, но не в полной мере исследованы способы улучшения этих алгоритмов. Основные положения диссертационной работы сформулированы, в основном, на примере современного протокола региональной (городской) сети IEEE 2. Тем не менее, большинство полученных результатов может быть использовано и в других централизованных сетях связи, таких как Long term evolution (LTE). В соответствии с целью исследования были поставлены следующие конкретные задачи. Разработать модели системы передачи данных для проведения, исследований типовых режимов сбережения энергии, используемых при передаче данных па мобильную станцию, и алгоритмов управления этими режимами. Исследовать наиболее распространенные режимы сбережения энергии мобильной станции при передаче данных от базовой станции и алгоритмы управления этими режимами. Разработать способы выбора оптимальных параметров для типовых вариантов режима сбережения энергии. Предложить эффективный алгоритм управления режимом сбережения энергии и произвести его анализ. Разработать модели системы для исследования средней задержки и механизмов сбережения энергии при передаче данных от мобильной станции. Методы исследования. При получении основных результатов работы использовались общие методы системного анализа, методы теории вероятностей, теории случайных процессов, в частности регенерирующих и марковских процессов, теории систем массового обслуживания, численные методы линейной алгебры, а также методы имитационного моделирования. Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем.