Efficient offloading and load distribution based on D2D relaying and UAVs for emergent wireless networks

Résumé

Les communications d’appareil à appareil (D2D) et de véhicule aérien sans pilote (UAV) sont considérées comme des technologies habilitantes de la cinquième génération émergente de systèmes cellulaires et sans fil (5G). Par conséquent, il est important de déterminer leurs performances correspondantes par rapport aux exigences de la 5G. Nous nous attachons en particulier à améliorer les performances de déchargement et d’équilibrage de charge dans trois directions. Dans la première direction, nous étudions le débit de données pouvant être atteint du relais utilisateur assistant d’autres utilisateurs dans des réseaux à deux niveaux. Nous proposons un nouveau schéma de communication heuristique appelé appareil pour appareil (D4D). Le D4D permet aux utilisateurs en déplacement de partager leurs ressources en tirant parti d’une communication coopérative. Nous étudions la sensibilité du taux d’utilisation des utilisateurs à la sélection du relais et à la probabilité de blocage. Dans la seconde direction, nous étudions le déchargement de la macrocellule dans une petite cellule et l’équilibrage de charge entre petites cellules. En outre, nous concevons une nouvelle fonction de poids utilitaire permettant une affectation de relais équilibrée. Nous proposons un nouvel algorithme de faible complexité pour un schéma centralisé maximisant la charge des petites cellules ainsi que des utilisateurs soumis à des contraintes de seuil SINR. Les simulations montrent que les schémas proposés atteignent des performances d’équilibrage de charge comparable à celles obtenues avec la méthode précédente ou traditionnelle. Dans la troisième direction, nous étudions le déploiement 3D de plusieurs UAV pour le déchargement émergent sur demande. Nous proposons un nouveau schéma de déploiement à la demande basé sur la maximisation des bénéfices de l’opérateur et de la qualité de service. Le schéma proposé est basé sur la résolution d’un problème non convexe en combinant la mise en cluster en k-moyenne avec un modèle de recherche pour trouver l’emplacement sous-optimal des UAV. Les résultats de la simulation montrent que notre schéma proposé maximise les profits de l’opérateur et améliore l’efficacité du trafic de déchargement. Notre contribution globale a consisté à développer une approche visant à améliorer la qualité de service et la performance dans les réseaux émergents en améliorant la répartition de la charge et le partage des ressources à l’aide de D2D et d’UAV.

Date	26 nov. 2019
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Michel Kadoch (Directeur(-trice))