Stratégies de contrôle local d'aectation

An de réduire localement la consommation énergétique des stations de base, nous proposons deux stratégies d'aectation des utilisateurs mobiles (Figures 6.1). La dié-rence entre les deux stratégies (Figure 6.1a et Figure 6.1b) est dans le type (femto ou macro) de la cellule sélectionnée et à laquelle le mobile est aecté initialement.

(a) Contrôle local basé sur un transfert

Femto-To-Macro ^{(b) Contrôle local basé sur un transfert}Macro-To-Femto

Basée sur les stratégies proposées dans le chapitre 5, la première stratégie de contrôle local attribue une priorité aux femtocellules an de contrôler l'aectation des mobiles aux femtocellules détectées. Elle est basée sur un principe de transfert de trac Femto-To-Macro. La deuxième stratégie attribue une priorité aux macrocellules et vise à contrô-ler l'aectation des mobiles aux macrocellules détectées. Elle est basée sur un transfert de trac Macro-To-Femto.

Ces stratégies sont appliquées à chaque nouvelle étape t. C'est-à-dire, qu'à chaque nouveau déplacement d'un mobile u, ces stratégies réaectent ce dernier à une cellule (femto ou macro) qui ore la meilleure économie d'énergie. Notons que dans certains cas, l'aectation du mobileu peut avoir un impact sur l'aectation initiale de certains utilisateurs présents dans la même zone de couverture.

Dans les sections suivantes nous présentons en détails le fonctionnement de chacune des stratégies ainsi que leurs algorithmes.

6.3.2.1 Contrôle local basé sur un transfert Femto-To-Macro

Cette stratégie vise à aecter, à une étape t, un mobileu dont le terminal demande un handover (voir Figure 6.1a). L'algorithme qui correspond à ce contrôle local est noté

LF T M (contrôle Local basé sur un transfert Femto-To-Macro). Il est constitué des deux phases suivantes :

Phase 1 : Cette phase sélectionne une femtocellule à laquelle le mobile u sera aecté selon le processus de sélection présenté dans la section 6.3.1.1. Si le mobile

u n'est pas aecté à une femtocellule (échec du processus de sélection) alors la macrocellule dont la station de base est la plus proche servira le mobile u si sa capacité disponible le permet. La qualité du signal est donc prise en compte lors de l'allocation des ressources pour le mobileu. Notons que si ce dernier est aecté à une macrocellule durant cette phase alors l'algorithme LF T M se termine sans exécuter la phase2qui est consacrée à l'équilibrage de la charge.

Phase 2 : Cette phase est considérée uniquement si le mobile u qui se déplace est initialement aecté à une femtocellule f durant la première phase. Comme présenté dans la section 5.4.1, tous les mobiles connectés à la station de base de la femtocellulef (mobileucompris) sont transférés aux macrocellules qui la couvrent (transfert Femto-To-Macro). Rappelons que ce transfert est réalisé si, et seulement si, une économie d'énergie peut être réalisée suite à ce transfert de trac.

Ainsi, le succès de l'algorithme LF T M dépend du résultat de la phase initiale d'af-fectation du mobileu (Phase 1).

6.3.2.2 Contrôle local basé sur un transfert Macro-To-Femto

D'une façon similaire à la stratégie précédente, ce contrôle local est basé sur un transfert de trac Macro-To-Femto et vise à gérer l'aectation des mobiles aux macro-cellules lorsqu'ils demandent un handover (voir Figure 6.1b).

Algorithme 4 LFTM

1: Procedure (mobile u)

2: - sélectionner f ∈F emto(u, t) selon le processus de sélection de la femto-cellule de connexion

3: Si échec alors

4: - aecteru à la macrocellule m ∈M acro(u, t) la plus proche

5: Si aectation à la macrocellule avec succès alors

6: - u est connecté à m

7: Sinon

8: - u n'est pas servi

9: Fin Si

10: Sinon

11: - transfert de la charge de f en FTM (si gain énergétique)

12: Si transfert réussi alors

13: - u est connecté à une macrocellule qui couvre f

14: Sinon

15: - u est servi par f

16: Fin Si

17: Fin Si

18: Fin Procedure

A une étapetet suite au déplacement d'un mobileu, l'algorithme qui correspond à ce contrôle, notéLM T F (contrôle Local basé sur un transfert Macro-To-Femto), exécute les deux phases suivantes :

Phase 1 : Cette phase sélectionne la macrocellule à laquelle le mobileuest aecté selon le processus de sélection déni dans la section 6.3.1.2. Dans le cas où ce processus se termine par un échec, la femtocellule f dont la station de base est la plus proche du mobile u est sélectionnée pour servir sa demande de ressource si elle n'est pas saturée.

Si le mobile u est aecté à une cellule (femto ou macro), l'algorithme LM T F

se termine avec succès. Cela est vrai puisque la phase suivante sert à équilibrer la charge des cellules concernées (cellule de connexion et cellules voisines). Sinon, l'algorithme se termine par un échec et le mobileune sera dénitivement pas servi durant cette étape.

Phase 2 : Elle est considérée uniquement lorsque le mobile u est aecté à une macrocellulem lors de la première phase.

Dans ce cas, la macrocellule de connexion m est considérée pour un éventuel transfert de trac Macro-To-Femto (voir Section 5.4.2, page 83). Rappelons que la station de base d'une macrocellule ne peut être désactivée. De plus, sa consom-mation énergétique dépend fortement de sa charge (voir Section 2.5, page 21). Pour cela, le but de cette phase n'est pas de vider la macrocellule des utilisateurs connectés à sa station de base. Pour chaque mobile transféré, la consommation

énergétique de la station de base est réduite. Ainsi, an d'assurer une équité entre les mobiles connectés à la macrocellulem, nous proposons de transférer le mobile

u uniquement. C'est un contrôle local. Le transfert de u vers une femtocellule f

est possible si et seulement si la condition 5.8 (page 84) est respectée, c'est-à-dire lorsquef est couverte par la macrocellule sélectionnée initialement et est détectée par le terminal du mobile u à l'étapet. De plus, la capacité de cette femtocellule

f permet de satisfaire la demande de ressources du mobile u tout en orant une meilleure économie d'énergie à cette étape. D'une façon similaire à la stratégies

SM T F présentée dans la section 5.5.2, le gain en consommation d'énergieG_f^{M T F}(t)

pour chacune des femtocellules potentielles f est estimé comme suit :

G_f^{M T F}(t) =E_{N et}⁰ (t)−E^ˆ_{N et}(t) E0

N et(t) et _Eˆ_{N et(t)} sont respectivement le coût énergétique du réseau à l'étape

t avant et après le transfert du mobile u vers la femtocellule f. Ce mobile est donc réaecté à la femtocellulef orant le meilleur gain, non nulle, si elle existe. C'est-à-dire : _   G_f^{M T F}(t) = max fi∈F0G_f^{M T F} i (t) G_f^{M T F}(t)>0

F⁰ est le sous-ensemble des femtocellules vers lesquelles le mobile u peut être transféré (voir Section 5.4.2). Ce mobile est alors connecté à la station de base de la femtocellule sélectionnéef. Les capacités disponibles des cellules concernées sont mises à jour.

Pour résumer, chacune des stratégies proposées dans cette section permet d'aecter un mobile lorsque son terminal demande un handover en sélectionnant une nouvelle cellule pour le servir. Cette sélection dépend de la priorité attribuée au type de cellule (femto ou macro) dans chacune des stratégies.

6.4 Analyse des performances

Dans le but d'évaluer l'ecacité des algorithmes de contrôle localLF T MetLM T F, nous comparons leurs performances à celles de la stratégie basiqueSB qui correspond à SB1 vue dans le chapitre 5 (page 88). Les performances des algorithmes LF T M et

LM T F sont également comparées à celles des stratégies de contrôle global SF T M et

SM T F proposées dans le chapitre 5. Nous présentons dans ce qui suit les scénarios utili-sés dans le cadre de la mobilité avant de présenter et de discuter les résultats numériques obtenus.