Efficacité énergétique des réseaux sans fil
Oswald Jumira
Sherali Zeadally
hermes Science
Lavoisier
Avant propos9
Oswald Jumira et Sherali Zeadally
Chapitre 1. L'efficacité énergétique dans les réseaux de téléphonie sans fil15
1.1. Présentation des réseaux de communication sans fil15
1.2. Méthodes de mesure de l'efficacité énergétique dans les systèmes de communication sans fil19
1.3. L'efficacité énergétique des stations de base20
1.3.1. Amplificateurs de puissance éco-énergétiques23
1.3.2. Gestion coopérative et éco-sensible de la puissance des stations de base24
1.3.3. Utilisation des sources d'énergie renouvelable26
1.3.4. Protocoles d'économie d'énergie27
1.3.5. Considérations architecturales à l'échelle du site28
1.4. Conception de réseaux de téléphonie sans fil éco-énergétiques29
1.5. Gestion et réduction des interférences31
1.6. Technologies habilitantes33
1.6.1. La communication éco-énergétique via radio cognitive33
1.6.2. L'utilisation des relais coopératifs au profit d'une communication plus éco-énergétique34
1.6.2.1. Mise en place d'une communication éco-énergétique via relais fixes35
1.6.2.2. Communication dans les réseaux de téléphonie sans fil via coopération inter-utilisateurs36
Chapitre 2. L'efficacité énergétique dans les réseaux sans fil ad hoc39
2.1. Présentation des réseaux sans fil ad hoc39
2.2. Mesure de l'efficacité énergétique dans les réseaux sans fil ad hoc40
2.3. Pertes d'énergie dans les réseaux sans fil ad hoc43
2.4. L'efficacité énergétique dans les réseaux de capteurs sans fil44
2.4.1. Solutions éco-énergétiques46
2.4.1.1. Cycle de service46
2.4.1.2. Réduction de données49
2.4.1.3. Réduction du dépassement de protocole53
2.4.1.4. Protocoles de routage éco-énergétiques57
2.4.1.5. Contrôle de la topologie62
2.5. Les réseaux mobiles ad hoc (MANET)63
2.5.1. L'efficacité énergétique dans les réseaux mobiles ad hoc64
Chapitre 3. L'efficacité énergétique dans les réseaux locaux sans fil71
3.1. Présentation des réseaux locaux sans fil71
3.2. Métriques de consommation d'énergie des réseaux locaux sans fil75
3.3. L'efficacité énergétique dans les réseaux locaux sans fil75
3.3.1. Systèmes éco-énergétiques basés sur la couche physique75
3.3.2. Systèmes éco-énergétiques basés sur la couche de contrôle d'accès au support (Medium Access Control ou MAC)77
3.3.3. Systèmes éco-énergétiques inter-couches81
3.4. Stratégies éco-énergétiques dans IEEE 802.11n85
Chapitre 4. Le captage d'énergie dans les réseaux de capteurs sans fil89
4.1. Le captage d'énergie89
4.1.1. Le concept de captage96
4.1.2. Modèle universel de captage d'énergie96
4.2. Techniques de captage99
4.2.1. Sources d'énergie mécanique99
4.2.1.1. Vibrations99
4.2.1.2. Sources mécaniques stables101
4.2.1.3. Sources mécaniques intermittentes101
4.2.2. Sources d'énergie thermique102
4.2.3. Sources d'énergie de rayonnement103
4.2.3.1. Solaire103
4.2.3.2. Radiofréquence (RF)104
4.2.4. Comparaison des sources de captage105
4.3. Dispositifs de stockage d'énergie captée107
4.4. Gestion de la puissance pour les noeuds du réseau de capteurs sans fil109
4.4.1. Evaluation de la gestion de puissance pour les systèmes de captage d'énergie111
4.5. Conclusion112
Chapitre 5. Futurs défis et opportunités115
5.1. L'efficacité énergétique dans les réseaux de téléphonie sans fil116
5.1.1. Détection de spectre à basse consommation d'énergie116
5.1.2. Contrôle d'accès au support axé sur l'économie d'énergie et routage éco-énergétique117
5.1.3. Gestion éco-énergétique des ressources dans les réseaux de téléphonie sans fil hétérogènes118
5.1.4. Conception et optimisation inter-couches119
5.1.5. Considérations énergétiques dans les déploiements pratiques de systèmes coopératifs et de radio cognitive120
5.2. L'efficacité énergétique dans les réseaux ad hoc121
5.2.1. Techniques d'échantillonnage122
5.2.2. Protocoles de contrôle d'accès au support122
5.2.3. Routage123
5.2.4. Défis liés à la mobilité124
5.2.5. Technologies de radio cognitive appliquées aux réseaux sans fil ad hoc125
5.3. L'efficacité énergétique dans les réseaux locaux sans fil125
5.3.1. IEEE 802.11 ac (Wi-Fi gigabit)125
5.3.2. Réseaux locaux sans fil basés sur la technologie MIMO126
5.3.3. Super Wi-Fi (IEEE 802.22)126
5.4. L'efficacité énergétique dans les réseaux de capteurs sans fil127
5.4.1. Défis de captage d'énergie en conditions difficiles127
5.4.2. Les capteurs d'énergie basés sur les radiations129
5.4.3. Sources mécaniques130
5.4.4. Sources thermiques130
5.4.5. Le captage d'énergie pour les dispositifs de capteurs sans fil dans le domaine médical131
5.5. L'efficacité énergétique des technologies sans fil pour les pays en voie de développement132
Bibliographie135
Liste des acronymes157
Index165