We first investigate the enhanced BE-SM (binary exponential sleep mode) operations to approach the upper bound of energy efficiency while satisfying quality-of-service (QoS) requirements. To achieve the energy efficiency close to that of the conventional threshold scheme while satisfying QoS requirements, we propose both a relaxed QoS (RQ) scheme with relaxed QoS requirements and a stringent QoS (SQ) scheme with relaxed QoS requirements. Next, we consider quality-of-experience (QoE) to measure human's subjective quality as a requirement of UE as well as QoS requirements, and propose a remaining energy-aware QoE model according to LoRE and QoS factors. In addition, we propose a sleep cycle allocation algorithm to reflect energy-aware QoE based BE-SM operation while minimizing the energy consumption of the UE. Furthermore, we investigate a batch packet server instead of a single packet server in order to reflect the variable size of resource and analyze the exact DRX mechanism. The batch packet server shows high performance for energy saving under high arrival rates. As a further study, we consider the machine-to-machine (M2M) group communication in the LTE/LTE-A network, and analyze an M2M group communication scenario in terms of the consumed energy and resource utilization according to the group size and the length of uplink data. However, the adjustment of system parameters is not effective from the viewpoint of energy saving, compared with the gain achieved by the management of resource utilization. In order to reduce the delay and energy consumption of machine nodes, we propose a virtually connected state to provide low latency services and also propose an energy-efficient state transition model.
본 논문은 스마트폰과 같은 사람 통신과 센서와 같은 사물 통신에서의 에너지 절감 기술에 대한 연구이다. 사람 통신에서는 지연 조건을 만족시키면서 에너지를 절감하는 방법으로써 적응적 수면 모드를 제안한다. 또한, 주관적 품질 지표인 배터리 잔류 에너지 기반의 QoE (quality of experience) 모델을 제시하고, QoE를 만족시키는 에너지 절감 방법을 제안한다. 4 세대 무선망에서는 사용자에게 다양한 크기의 자원을 할당을 할 수 있기 때문에 기존의 개별 패킷 서비스 모델인 M/G/1 모델에서 벌크 단위 패킷 서비스 기반의 M/G(a,b)/1 모델로 확장하여 서비스 모델 및 분석을 한다. 마지막으로, 사람 통신에서 사물 통신으로 확장하여 사물 그룹 통신에서의 네트워크 자원 사용과 에너지 소모 간의 관계를 분석한다. 현재 기존 이동 통신 LTE/LTE-A 시스템은 사람 통신 중심으로 설계가 되어 있기 때문에 사람 통신에 영향을 주지 않게 사물 통신의 자원 사용량을 제한하고, 한정된 자원를 사용하면서 에너지를 절감하는 방법을 제시하고, 지연과 에너지에 민감한 단말을 위한 새로운 상태 천이 모델을 제시한다.
