Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE 1 APERÇU DU RÉSEAU UNIVERSEL SANS FIL MOBILE ET SON AVENIR
1.1 Introduction
1.2 Contexte de cette thèse
1.3 Bref historique des réseaux sans fil cellulaires
1.3.1 Architecture d’un réseau cellulaire traditionnel
1.3.2 Architecture d’un réseau cellulaire hétérogène
1.3.3 Survol des technologies envisagées pour la 5G
1.4 Aspects pertinents de la quatrième génération de réseau mobile sans fil
1.4.1 Topologie et déploiement du réseau
1.4.1.1 Hotspot intérieur
1.4.1.2 Hotspot extérieur
1.4.2 Couverture et capacité
1.4.3 Spécifications des cellules et des éléments d’un HetNet
1.4.3.1 La macrocellule
1.4.3.2 La picocellule
1.4.3.3 La femtocellule
1.4.3.4 Les relais
1.4.3.5 Les unités de radio à distance
1.5 Caractéristiques techniques du HetNet
1.5.1 Association UE-BS
1.5.2 Mobilité
1.5.3 Allocation de ressources
1.5.4 Consommation de puissance et d’énergie
1.5.5 Relation lien ascendante-descendante
1.5.6 Liaison de raccordement
1.5.6.1 Petite cellule à liaison de raccordement filaire :
1.5.6.2 Petite cellule à liaison de raccordement sans-fil
1.6 Conclusion
1.6.1 Plan de recherche proposé
CHAPITRE 2 OPTIMISATION DE PERFORMANCE POUR HETNET
2.1 Introduction
2.2 Problèmes rencontrés dans les réseaux hétérogènes et les défis à relever
2.2.1 Gestion d’interférence
2.2.2 Sélection cellulaire
2.2.3 Équilibrage de charge
2.2.4 Transfert intercellulaire et gestion de mobilité
2.2.4.1 Quelques définitions
2.2.4.2 Aperçu du processus de transfert intercellulaire dans HetNet
2.2.4.3 Conditions de transfert intercellulaire
2.2.4.4 Conséquences du transfert intercellulaire
2.2.4.5 Métriques de performance du transfert intercellulaire
2.3 Conclusion
CHAPITRE 3 REVUE DE LITTÉRATURE : ASSOCIATION UE-BS, ÉQUILIBRAGE DE LA CHARGE, SUPRESSION D’INTERFÉRENCES, GESTION DE LA MOBILITÉ
3.1 Introduction
3.2 Techniques existantes de sélection cellulaire et d’équilibrage de charges
3.2.1 Définition et détermination de la charge d’une cellule
3.2.2 Technique de sélection cellulaire par défaut Max-SINR
3.2.3 Stratégies d’équilibrage de charge de la cellule basées sur l’emprunt de canal
3.2.3.1 Assignation hybride de canal
3.2.3.2 Emprunt de canal sans verrouillage
3.2.3.3 Équilibrage de charge avec emprunt sélectif de canal
3.2.4 Équilibrage de charge basé sur le transfert de trafic
3.2.4.1 Nouvelle tentative directe
3.2.4.2 Algorithmes d’admission d’appels assistée par le mobile
3.2.4.3 Systèmes hiérarchiques de recouvrement cellulaire
3.2.4.4 Techniques de dimensionnement cellulaire
3.2.4.5 Méthode de biaisage de puissance pour l’extension de la couverture cellulaire dans HetNets
3.2.5 Approche optimale centralisée d’équilibrage de charge
3.2.6 Algorithmes pratiques et distribués pour l’équilibrage de charge
3.2.6.1 Optimisation avec assouplissement de contraintes, solution de décomposition double
3.2.6.2 Algorithmes heuristiques
3.2.7 Processus de décision de Markov
3.2.8 Approche basée sur la théorie de jeu
3.2.9 Géométrie stochastique
3.3 Transfert intercellulaire et gestion de mobilité dans HetNets
3.3.1 Classification des algorithmes de décision de transfert intercellulaire
3.3.1.1 Basée sur la RSS
3.3.1.2 Basée sur la vitesse du mobile
3.3.1.3 Basée sur l’exploitation d’une fonction coût
3.3.1.4 Basée sur la prise en compte de l’interférence
3.3.1.5 Basée sur l’efficacité énergétique
3.3.2 Différents algorithmes pour améliorer la performance du transfert intercellulaire
3.3.2.1 Optimisation de la procédure de transfert intercellulaire basée sur l’adaptation dynamique des paramètres
3.3.2.2 Contrôleur à logique floue
3.3.2.3 Gestion de la mobilité basée sur l’apprentissage
3.3.2.4 Gestion de la mobilité basée sur une méthode hybride
3.3.2.5 Gestion de la mobilité basée sur l’équité
3.4 Discussion et conclusion
CHAPITRE 4 NOUVELLES STRATÉGIES DE SÉLECTION DE CELLULE ET D’ÉQUILIBRAGE DE LA CHARGE DANS UN ENVIRONNEMENT HETNET
4.1 Introduction
4.2 Partie 1 : nouveaux algorithmes heuristiques pour une équitabilité de charge dans un réseau cellulaire hétérogène
4.2.1 Motivation et travaux connexes
4.2.2 Contribution principale et organisation
4.2.3 Modèle du système utilisé
4.2.4 Description et formulation du problème
4.2.5 Approche DCRE
4.2.5.1 Règle d’association d’utilisateur
4.2.5.2 Calcul la charge de la cellule
4.2.6 Approche FGBLE
4.2.6.1 Mesure du gain d’équité par l’utilisateur:
4.2.6.2 Mise à jour de l’association d’utilisateur:
4.2.7 Simulation et résultats
4.2.7.1 Scénario de simulation
4.2.7.2 Paramètres de simulation
4.2.7.3 Résultats sur la performance des techniques proposées
4.3 Partie 2 : Approche de biaisage optimal pour le rééquilibrage de charge en tenant compte de la QoS et de la gestion d’interférence dans HetNet
4.3.1 Motivation et travaux connexes
4.3.2 Contribution principale et organisation
4.3.3 Extension de la couverture de la cellule dans HetNet
4.3.3.1 Biaisage conventionel de puissance d’une petite cellule
4.3.3.2 Extension coordonnée de la couverture de la cellule
4.3.4 Modèle de biaisage proposé
4.3.4.1 Description et résumé de l’approche proposé
4.3.4.2 Algorithme CCREMM
4.3.4.3 Description de la fonction objective utilisée
4.3.4.4 Paramètres utiles pour la conception de la fonction objective combinée
4.3.4.5 Conception de la COF
4.3.4.6 Conception de la fonction d’utilité de l’utilisateur de la macrocellule
4.3.4.7 Calcul optimal du biais d’extension de la macrocellule
4.3.4.8 Conception de la fonction d’utilité de l’utilisateur de la picocellule
4.3.4.9 Calcul optimal du biais d’extension de la picocellule
4.3.5 Nouvelle approche de planification à débit maximal
4.3.6 Simulation et résultats
4.3.6.1 Scenario de simulation
4.3.6.2 Paramètres de simulation
4.3.6.3 Complexité de calcul du CCREMM
4.3.6.4 Évaluation de la performance du CCREMM pour différentes valeurs de αi,m et αi,p
4.3.6.5 Évaluation de la performance du CCREMM vs plusieurs solutions de CRE proposées dans littérature
4.3.6.6 Avantages et limites du modèle propose
4.4 Conclusion
CHAPITRE 5 APPROCHE INNOVATRICE DE TRANSFERT INTERCELLULAIRE: EXPLOITATION DE NOUVELLES FONCTIONS D’UTILITÉ
5.1 Introduction
5.1.1 Motivation et travaux connexes
5.1.2 Contribution principale et organisation
5.2 Modèle du système
5.3 Modèle proposé
5.3.1 Définition du problème rencontré dans le transfert intercellulaire
5.3.1.1 Procédure conventionnelle de transfert dans un réseau cellulaire
5.3.1.2 Procédure de transfert intercellulaire basée sur l’extension de la couverture cellulaire
5.3.2 Conception de la fonction objective combinée (COF)
5.3.3 Fonction d’utilité de l’utilisateur de la macrocellule (MUE) et biais optimal wˆ m de la macrocellule
5.3.4 Fonction d’utilité de l’utilisateur de la femtocellule (FUE) et biais optimal wˆ f de la femtocellule
5.3.5 Description de l’algorithme de transfert intercellulaire proposé
5.3.6 Analyse de la performance de l’algorithme proposé
5.4 Résultats de simulation
5.4.1 Scénario de simulation
5.4.2 Résultats numériques
5.5 Conclusion
CONCLUSION GÉNÉRALE
LISTE DE RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
