Energy efficiency optimization in wireless networks

Optimisation de l'efficacité énergétique des réseaux de communication

Vineeth Satheeskumar Varma Satheeskumar Varma (1)

1 L2S - Laboratoire des signaux et systèmes

The main objective of the thesis was to establish a framework for energy-efficient communication by defining and justifying novel energy-efficiency metrics for various wireless systems and settings. In general, the energy-efficiency is defined as the ratio of the total data rate to the total power consumed at the transmitter. This definition implies that, when re-transmission is allowed (in the case of outage), maximizing energy-efficiency can directly lead to minimizing the energy spent in transmitting a unit of information. This work develops a framework for energy-efficiency for the general cases of power control in the physical layer with MIMO and cross-layer with a sporadic packet arrival. Both centralized and decentralized algorithms for achieving an energy-efficient working point for the systems under consideration were proposed. The results highlight the trade-off between power consumption and date rates in energy efficient wireless networks.

Le principal objectif de la thèse était d'établir un cadre d’étude des communications efficace énergétiquement en définissant et en justifiant de nouvelles mesures d'efficacité énergétique pour divers systèmes sans fils. En général, le rendement énergétique est défini comme le rapport entre le débit total et la puissance totale consommée par l'émetteur. Cette définition implique que, lorsqu’une re-transmission est autorisée (dans le cas d'une erreur sur les paquets), la maximisation de l'efficacité énergétique peut conduire directement à minimiser l'énergie dépensée lors de la transmission d'une unité d'information. Ce travail développe un cadre pour l'efficacité énergétique pour les cas généraux de contrôle de puissance dans la couche physique avec MIMO et inter-couche avec une arrivée de paquets sporadique. Des algorithmes centralisés et décentralisés pour atteindre un point de fonctionnement économe en énergie pour les systèmes à l'étude ont été proposés. Les résultats mettent en évidence le compromis entre la consommation d'énergie et les taux de date en ce qui concerne l'efficacité énergétique des réseaux sans fil. Le principal objectif de la thèse était d'établir un cadre d’étude des communications efficace énergétiquement en définissant et en justifiant de nouvelles mesures d'efficacité énergétique pour divers systèmes sans fil.

Mots clés: Energy-efficiency; Wireless Communication; Communication Networks; Game Theory; Optimization

Mots clés: Efficacité énergétique; Communication sans fil; Réseaux de communication; Théorie des jeux; Optimisation

Domaines: Autre [cond-mat.other]

Vineeth Satheeskumar Varma Satheeskumar Varma. Energy efficiency optimization in wireless networks. Other [cond-mat.other]. Université Paris Sud - Paris XI, 2014. English. ⟨NNT : 2014PA112123⟩. ⟨tel-01124376⟩