Τεχνολογίες LTE και μέθοδοι εξοικονόμησης ενέργειας

Abstract

Η τεχνολογία LTE είναι η πιο διαδεδομένη τεχνολογία αυτή την περίοδο. Η διπλωματική εργασία αρχικά κάνει μια επισκόπηση στις προηγούμενες τεχνολογίες 1G, 2G, 3G, 4G. Στο δεύτερο μέρος αναλύεται η τεχνολογία LTE. Περιγράφεται η αρχιτεκτονική του εξοπλισμού χρήστη, γίνεται αναφορά στις δυο συνιστώσες στις οποίες διαιρείται. Παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική του EPS καθώς και οι πολλαπλές λειτουργίες που μπορούν να επιτευχθούν. Αναλύονται οι δυο συνιστώσες της αρχιτεκτονικής του EPS, το δίκτυο ασύρματης πρόσβασης (access network) και το δίκτυο κορμού (core network). Το δίκτυο πρόσβασης είναι το Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) όπου γίνεται αναφορά στη αρχιτεκτονική του καθώς και στον τρόπο λειτουργίας του. Γίνεται αναφορά στα πρωτόκολλα της αρχιτεκτονικής του Ε-UTRAN και τα τρία στρώματα στα οποία χωρίζεται η ραδιο διεπαφή. Στην συνέχεια αναλύεται ο κορμός του δικτύου, γνωστός ως Evolved Packet Core (EPC) καθώς και τα λειτουργικά του στοιχεία. Παρουσιάζονται τα πρωτόκολλα επικοινωνίας και η δομή τους. Ποιο συγκεκριμένα γίνεται μια εκτενής ανάλυση των Radio Interface Πρωτοκόλλων, των Πρωτοκόλλων Επιπέδου Χρήστη (UP), το GPRS Tunneling Πρωτόκολλο (GTP), τα Signalling Πρωτόκολλα. Στην συνέχεια δίνονται παραδείγματα Ροών Σηματοδοσίας, όπως η Σηματοδοσία του Access Stratum και του Non-Access Stratum Signalling. Επιπλέον αξιολογούνται τα πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται στο περιβάλλον του αέρα, από την πλευρά της κινητής τηλεφωνίας. Στο τρίτο μέρος γίνεται αναφορά στα Λογικά, Φυσικά Κανάλια και τα Κανάλια Μεταφοράς. Στο τέταρτο μέρος αναλύονται οι λόγοι κατανάλωσης ενέργειας και οι τρόποι με τους οποίους εξασφαλίζουμε εξοικονόμηση ενέργειας. Αναλύονται τρεις μέθοδοι: η πρώτη μέθοδος είναι η DRX, η δεύτερη μέθοδος αναφέρεται στον αλγόριθμο Green" Distance-Aware Base Station Sleeping. Στην συγκεκριμένη προσέγγιση προτείνεται με μια έξυπνη στρατηγική, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η κατανάλωση ενέργειας σε ένα δεδομένο δίκτυο, χωρίς να διακυβεύεται η προσφερόμενη ποιότητα QoS. Εισάγεται ένα distance-aware αλγόριθμο που επιτυγχάνει μία σημαντική μείωση στην κατανάλωση ενέργειας. Η Τρίτη μέθοδος πραγματεύεται τεχνικές κατάσταση ύπνου και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της.