Energy Efficient Communication in Wireless Networks

Questa tesi indaga la comunicazione ad alta efficienza energetica nelle reti wireless. Il lavoro considera l'efficienza energetica sia da un dispositivo ed un prospettiva di rete. In primo luogo, si indaga l'efficienza energetica (EE) di un ricevitore dotato di grandi schiere di antenne. In un'architettura ricevitore, operando sia a onde millimetriche (mmWave) oa microonde (massiccia Multiple Input Multiple Output (MIMO)), l'uso di una alta risoluzione convertitore analogico-digitale (ADC) è tradizionalmente considerata come un collo di bottiglia principale ottenere un design ad alta efficienza energetica. Per risolvere questo problema, a differenza di precedenti lavori, abbiamo confrontato le prestazioni dei analogiche, ibride e beamforming digitale (ABF, HBF e DBF) architetture ricevitore based con ADC a bassa risoluzione, e mostrano che, quando il consumo di energia di tutti i componenti del ricevitore si tiene risultati considerazione DBF in una migliore efficienza spettrale, potenza ed energia rispetto ABF e HBF nella maggior parte degli scenari sia per piano di controllo e comunicazione dei dati aereo. I risultati mostrano anche che sulla base del modello di consumo energetico ADC c'è un numero ottimale di bit ADC che si traduce in un EE massimo (definito come Capacità / potenza totale assorbita). Per ridurre ulteriormente il consumo di energia di DBF, una nuova architettura di risoluzione ADC variabile viene proposto, che motiva l'uso di ADC risoluzione variabili anziché le convenzionali ADC risoluzione fissa. Per affrontare il problema del consumo energetico legato alla ricerca di cellule direzionale associato ad un grande sistema di antenne, si propone di sfruttare la disponibilità di informazioni di contesto per ridurre la Ritardo di ricerca associato con ABF e proporre un'architettura di ricevitore rete basata variatori di fase a bassa potenza che si confronta e seleziona il miglior trave in hardware analogico e richiede solo una singola catena RF. Si propone inoltre una struttura piana controllo basata banda sottoportante superiore per ridurre il consumo energetico del processo di rilevamento cellule direzionale. In secondo luogo, si studia la comunicazione ad alta efficienza energetica in una rete inondazioni multi-hop. In particolare, studiamo e analizziamo come in una rete multi-hop di un sistema ibrido automatizzato richiesta di ripetizione (HARQ) sulla base di codici a fontana in grado di ridurre la probabilità di guasto a destinazione. L'analisi viene eseguita per entrambi gli scenari di allagamento senza restrizioni e ristrette, e risultati verificare che al di sotto di un certo errore di collegamento minima probabilità inondazioni limitato esegue simile a inondazioni senza restrizioni, ma con un minor numero di trasmissioni rispetto alle inondazioni senza restrizioni. Tale riduzione del numero di trasmissioni è direttamente correlata ad un miglioramento dell'efficienza energetica di una rete complessiva. Inoltre, abbiamo anche proposto due pratiche politiche inondazioni restrizioni; 1) restrizione predeterminato, che svolge simili a inondazioni ristretta, e 2) restrizione adattivo, che adatta il suo numero di trasmissioni in base alla probabilità di guasto collegamento ed esegue simile a inondazioni senza restrizioni. Inoltre, abbiamo anche studiare le prestazioni di una rete in presenza di nodi che possono aiutare decodificare e generare pacchetti di ridondanza supplementare della rete. I risultati mostrano che l'inserimento di nodi contribuendo può ridurre ulteriormente il numero di trasmissioni rispetto al caso in cui solo la sorgente sta trasmettendo.