Đồ án Viễn thông : tối ưu hoá chia năng lượng trong mạng HETEROGENEOUS NETWORKS Ktầng

Tối ưu hoá chia năng lượng trong mạng HETEROGENEOUS NETWORKS Ktầng .Tương lai được dự kiến sẽ được tiết kiệm năng lượng và sử dụng công nghệ xanh. một giải pháp đầy hứa hẹn là sử dụng kỹ thuật khai thác năng lượng tự động, chẳng hạn như chia năng lượng (Power Splitting) mà thu hoạch năng lượng từ môi trường xung quanh phát thanh tần (RF) tín hiệu trong các hệ thống truyền thông hiện đại. Tối ưu hóa trên thiết kế tỷ lệ PS được điều tra để tối đa hóa năng lượng trung bình thu hoạch được trong bối cảnh của Ktầng mạng di động không đồng nhất mô lớn nói chung (HCNs). Đặc biệt, xác suất phủ sóng và các biểu thức thu hoạch năng lượng trung bình có nguồn gốc với các giá trị hình học ngẫu nhiên, để làm sáng tỏ hiệu suất của mạng xanh trong tương lai. Sau đó, tối ưu cố địnhtỷ lệ PS cho mỗi cấp được thu được theo hiệu suất phủ song hạn chế. Hơn nữa, với vị trí thông tin thu ‘dễ dàng’ cung cấp trong mạng lưới trong tương lai, một vị trí động dựa trên PS theo thiết kế tỷ lệ (DLPS) được đề xuất để nâng cao hơn nữa hiệu suất năng lượng thu hoạch. Kết quả mô phỏng được đưa ra để chứng minh rằng năng lượng thu hoạch bình quân tăng hiệu quả của hơn 30% khi yêu cầu khả năng phủ sóng lớn hơn 0,7 bởi DLPS đề xuất của chúng tôi so với tối ưu cố định tỷ lệ PS trong khi duy trì việc thực hiện phủ sóng. Hơn nữa, chứ không phải là vẽ ra kết luận về giá trị của chiến lược PS của chúng tôi, công việc này là để cung cấp dể làm khung phân tích để giải quyết các vấn đề thu hoạch năng lượng trong HCNs.Code matlab trong file đính kèm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THƠNG ĐỒ ÁN HETEROGENEOUS NETWORKS Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông Sinh viên: Trương Thành Đạt MSSV: 14141064 Lã Phương Duy MSSV: 14141038 Hướng dẫn: TS PHẠM NGỌC SƠN TP HỒ CHÍ MINH – 1/2018 LỜI CÁM ƠN Nhóm thực đề tài xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Ngọc Sơn tận tình hướng dẫn, bảo kinh nghiệm, kiến thức quý báu suốt trình tìm hiểu, nghiên cứu đề tài Đồng thời, nhóm thực đề tài xin cảm ơn thầy cô khoa Điện - Điện Tử tạo điều kiện, cung cấp kiến thức bản, cần thiết giúp người thực đề tài có đủ điều kiện kiến thức để thực q trình nghiên cứu đề tài Ngồi ra, nhóm thực đề tài xin cám ơn thành viên lớp 14141VT2 có ý kiến đóng góp, bổ sung, giúp hồn thiện tốt đề tài Cuối cùng, nhóm thực đề tài xin cám ơn bảo anh chị trước Các anh chị hướng dẫn giới thiệu tài liệu tham khảo thêm việc thực nghiên cứu đề tài Trân trọng Người thực đề tài Trương Thành Đạt Lã Phương Duy PHIẾU THÔNG TIN ĐỒ ÁN Thông tin sinh viên Họ tên: 1.Lã Phương Duy MSSV: 14141038 Mail: 14141038@student.hcmute.edu.vn SĐT: 0905452796 2.Trương Thành Đạt MSSV: 14141064 Mail: 14141064@student.hcmute.edu.vn SĐT: 01626348789 Thông tin đề tài Tên đề tài: Heterogenoeus Networks Đồ án môn học thực tại: Bộ môn Kỹ Thuật Máy Tính- Viễn Thơng, Khoa Điện - Điện Tử, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Thời gian thực hiện: Từ 10/2017 đến 1/2018 Các nhiệm vụ cụ thể đề tài  Tìm hiểu báo  Phân tích mơ kết Lời cam đoan sinh viên Tơi xin cam đoan lí thuyết trình bày tham khảo tài liệu sách, tài liệu mạng có nguồn gốc rõ ràng Và việc thiết kế, thi cơng mạch tơi thực hiện, khơng có chép nguồn Tp.HCM, ngày tháng năm 2018 SV thực đồ án Lã Phương Duy Trương Thành Đạt Giáo viên hướng dẫn xác nhận mức độ hoàn thành cho phép bảo vệ: …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Xác nhận Bộ Môn Tp.HCM, ngày tháng năm 201 Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên học hàm học vị) BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN (Dùng cho giảng viên phản biện) Đề tài: Heterogenoeus Networks Sinh viên thực hiện: 1.Lã Phương Duy 2.Trương Thành Đạt MSSV: 14141038 MSSV: 14141064 Giảng viên hướng dẫn: Ts Phạm Ngọc Sơn Nhận xét bao gồm nội dung sau đây: Tính hợp lý cách đặt vấn đề giải vấn đề; ý nghĩa khoa học thực tiễn: Phương pháp thực hiện/ phân tích/ thiết kế: Kết thực hiện/ phân tích đánh giá kết quả/ kiểm định thiết kế: Kết luận đề xuất: Hình thức trình bày, bố cục chất lượng báo cáo: Tài liệu trích dẫn: Đánh giá trùng lặp đề tài: Những nhược điểm thiếu sót, điểm cần bổ sung chỉnh sửa* Câu hỏi sinh viên phải trả lời trước hội đồng* Đánh giá chung - Điểm (Quy thang điểm 10 khơng làm tròn): …………./10 - Xếp loại chung (Xuất sắc, Giỏi, Khá, Trung bình, Yếu, Kém): …………………………………………………… …………………………………… Đề nghị giảng viên phản biện Tp HCM, ngày … tháng … năm 20… Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………….I PHIẾU THÔNG TIN ĐỒ ÁN……………………………………………………II BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN….………………………………………………… III MỤC LỤC….………………………………………………………………… V DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ ………… ………………… …………VI DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT……………………………………………VI LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………………………1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU………………………………………………………2 CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH HỆ THỐNG………………………………………… A Giả định………………………………………………………………… B Định Nghĩa……………………………………………………………… CHƯƠNG 3: HIỆU SUẤT THU HOẠCH NĂNG LƯỢNG TRONG HCNS KTẦNG VỚI CHƯƠNG TRÌNH PS DƯỚI SỰ HẠN CHẾ HIỆU SUẤT PHỦ SÓNG……………………………………………………………………………7 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TỶ SỐ PHÂN CHIA CÔNG SUẤT ĐỘNG……… 12 CHƯƠNG 5: THÔNG SỐ VÀ KẾT QUẢ THẢO LUẬN…………………… 10 PHỤ LỤC……………………………………………………………………….14 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………16 DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 3.1: Mơ hình hệ thống đường downlink HCNs với tầng BSs Thuê bao lắp đặt với thiết bị hỗ trợ PS Hình3.2: Sơ đồ luồng ứng dụng thực tiễn lượng thu hoạch với kế hoạch DLPS Hình 3.3 : Xác suất bao phủ mạng HCNs 2- tầng tỷ số PS thay đổi Hình 3.4: Năng lượng trung bình mạng HCNs 2- tầng tỷ số PS thay đổi Bảng: Các ký hiệu thông số DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT PS: Power splitting RF: Radio frequency HCNs: Heterogeneous cellular networks DLPS: Dynamic location-based PS ratio design SWIPT: Simultaneous wireless information and power transfer UDNs: Ultra dense networks BSs: Base stations PPP: Poisson point process MIMO: Multipleinput multiple-output SINR: Signal to Interference Plus Noise Ratio MLRP: Maximum long-term received power LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển công nghệ lên tiện nghi đời sống, công nghệ phát triển để hướng tới việc giúp người có sống ngày tốt đẹp tiện nghi với việc tối ưu hóa lượng sử dụng công nghệ xanh Tương lai dự kiến tiết kiệm lượng sử dụng công nghệ xanh Một giải pháp đầy hứa hẹn sử dụng kỹ thuật khai thác lượng tự động, chẳng hạn chia lượng PS (Power Splitting) khai thác từ môi trường xung quanh tần số vô tuyến (RF) Tối ưu hóa thiết kế tỷ số PS khảo sát để tối đa lượng trung bình thu hoạch bối cảnh mạng di động không đồng K-tầng (HCNs) Đặc biệt, xác suất vùng phủ sóng biểu thức thu hoạch lượng trung bình có nguồn gốc với giá trị hình học ngẫu nhiên Sau đó, tối ưu tỷ lệ PS cố định cho tầng Hơn nữa, với vị trí thu thơng tin ‘dễ dàng’ vị trí thay đổi dựa PS theo thiết kế tỷ lệ (DLPS) đề xuất để nâng cao hiệu suất lượng thu hoạch Kết mô đưa chứng minh lượng thu hoạch bình quân tăng 30% yêu cầu khả phủ sóng lớn 0,7 đề xuất DLPS so với tỷ lệ PS tối ưu cố định trì việc thực phủ sóng CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU Tần số vơ tuyến (RF) trở thành nguồn tài nguyên áp dụng việc thu hoạch lượng, chuyển giao lượng truyền thông không dây đồng thời (SWIPT) trở thành giải pháp khả thi để thu hoạch lượng cách thu hoạch lượng từ tín hiệu RF, dẫn đến việc sử dụng hiệu lượng có sẵn, kéo dài tuổi thọ hệ thống làm giảm chi phí vận hành Tuy nhiên, có hai thách thức việc thực q trình SWIPT bối cảnh mạng có quy mơ lớn Một là: Để cho phép mạng giao tiếp với khả thu hoạch lượng RF, phân tích lý thuyết xác hiệu thiếu Các nguồn lượng tín hiệu RF có số đặc điểm bao gồm vô tận không đáng tin cậy, đủ không ổn định Hơn nữa, cell khai thác nhỏ hơn, dày đặc hơn, nhiều tính ngẫu nhiên hỗn loạn mạng tương lai dày đặc (UDNs) trạm gốc (BSs) chí hỗ trợ triển khai "drop and play " Kết là, cách áp dụng nhiều mơ hình vị trí BS ngẫu nhiên rút từ xử lý ngẫu nhiên khơng gian, chẳng hạn q trình Poisson điểm (PPP) Các lý thuyết ngẫu nhiên hình học có lợi cho phân tích xác dễ kiểm soát mạng di động hội không theo quy luật Hai là: làm để thiết lập cấu hình thu hoạch lượng vấn đề khó khăn Một chế RF thiết thực cho SWIPT giới thiệu, đặt tên chia tách lượng (PS), phần tín hiệu nhận sử dụng để giải mã thông tin, phần khác sử dụng để thu hoạch lượng RF Rất nhiều đóng góp thực để đối phó với vấn đề nghiên cứu PS, hầu hết nghiên cứu tập trung vào kênh điểm-điểm nhiều ngõ vào nhiều ngõ (MIMO) cố định trước mạng đơn tầng với người dùng cụ thể, bỏ qua nhiễu liên cell đơn giản hóa mơ hình mạng Bài báo cáo phân tích hiệu suất mạng di động K-tầng chung mạng di động với việc thực PS thu tỷ số thiết kế PS mong muốn Những đóng góp báo cáo : Bài viết phân tích hiệu suất mạng di động K-tầng với chương trình PS thu PS mong muốn theo thiết kế tỷ lệ Những đóng góp viết sau: Xác suất phủ sóng biểu thức lượng thu hoạch trung bình với chương trình PS cho mạng lưới di động K-tầng thu khung hình ngẫu nhiên, tính hiệu số lượng Một tối ưu cố định tỷ lệ PS cho tầng đưa theo hiệu suất phủ sóng hạn chế Với vị trí thơng tin thu ‘dễ dàng’ cung cấp mạng lưới tương lai, tỷ lệ PS dựa địa điểm thay đổi động theo thiết kế (DLPS) đề xuất để nâng cao hiệu suất lượng thu hoạch Kết lý thuyết mơ trình bày: chứng thực mạnh mẽ tính xác chúng tơi phân tích Tuy nhiên, thay trình bày kết luận giá trị chiến lược PS chúng tôi, viết để cung cấp khung phân tích dễ làm hướng dẫn để giải vấn đề thu lượng mạng di động quy mơ lớn Phần lại, viết tổ chức sau Trong Phần II, chúng tơi giới thiệu mơ hình hệ thống, sau cung cấp xác suất phủ sóng định nghĩa lượng thu hoạch trung bình Trong phần III, xác suất phủ sóng biểu thức lượng thu hoạch trung bình với chương trình PS nguồn gốc, PS cố định tối ưu tỷ lệ trình bày Hơn chương trình DLPS đề xuất Phần III Phần IV mô tả lý thuyết mô kết Cuối cùng, phần V kết luận CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH HỆ THỐNG A.Giả định: Chúng ta xem xét mơ hình mạng không dây quy mô lớn gồm Ktầng BSs phân biệt mật độ không gian công suất truyền dẫn, chẳng hạn macro-cells, femto-cell pico-cells Các BS tầng thứ k xếp theo PPP đồng  k với cường độ k tương ứng mặt phẳng Euclide, BS phân bố tầng độc lập BS hoạt động công suất truyền tải cố định Pk Hình 1: Mơ hình hệ thống đường downlink HCNs với tầng BSs Thuê bao lắp đặt với thiết bị hỗ trợ PS Trong mơ hình này, BS có nguồn cung cấp lương liên tục người sử dụng trang bị với thiết bị thu hoạch lượng để có khả thu lượng RF từ xạ điện từ nhận Dựa kỹ thuật PS, người nhận tổng hợp chia tín hiệu nhận thành hai phần, cụ thể phần ρ lượng nhận được sử dụng để xử lý tín hiệu giải mã thơng tin, phần lại   chuyển thành điện áp DC cho lưu trữ lượng,  � 0,1 ,  k sử dụng người nhận kết nối với tầng thứ k Đối với mơ hình truyền dẫn suy hao lượng, ký hiệu α suy hao đường truyền hàm mũ fading quy mô lớn Fading Rayleigh với công suất trung bình đơn vị tạo nên kênh ngẫu nhiên fading nhanh, ký hiệu h ~ exp (1), cụ thể kênh ngẫu nhiên theo biến h sau phân phối mũ với trung bình 1.Hãy xem xét thuê bao ngẫu nhiên điển hình đặt nguồn gốc tọa độ mặt phẳng Do đó, cơng suất tín hiệu nhận thuê bao điển hình ngẫu nhiên từ BS phục vụ điểm Pk hxk xk  xk (thuộc k-th tầng) Và nhiễu nhiệt cộng vào có số lượng  A khơng có phân phối cụ thể giả định Các trình xử lý nhiễu suốt giai đoạn chuyển đổi băng tầng mơ Gaussian có trị trung bình phương sai  P Tỷ số tín hiệu nhiễu cộng can nhiễu (SINR) xác định công thức đây: SINR ( xk )  I  �k 1 �y� K j \ xk Pj hy || y ||  k Pk hxk || xk ||  k ( I   A2 )   2p (1) biểu thị can nhiễu liên cell Lưu ý  A bỏ qua mạng giới hạn can nhiễu mạng điển hình giới hạn can nhiễu nhiễu nhiệt có ảnh hưởng hạn chế phân bố SINR, nhiên,  P cần thiết trở thành nhiễu chi phối  đủ nhỏ Chúng ta xem xét mơ hình kết nối cơng suất dài hạn cực đại nhận (MLRP): Một thuê bao di động kết hợp với BS mạnh giới hạn công suất dài hạn cực đại nhận thuê bao B.Định nghĩa: Dưới cung cấp cho định nghĩa số liệu chính, tức xác suất phủ sóng thu hoạch lượng trung bình Chúng tơi xác định xác suất phủ sóng biện pháp chủ yếu HCNs downlink Xác suất phủ sóng xác suất mà SINR tức thời thuê bao lớn giá trị ngưỡng quy định cho tầng Ck  P(( SINR( xk )   k ) (2) Trong Ak biểu thị xác suất th bao điển hình có liên kết với tầng thứ k sử dụng luật tổng xác suất, xác suất bao phủ đưa sau: K C  �Ck Ak k 1 (3) Tiếp theo định nghĩa thu hoạch lượng trung bình Bởi phần 1- ρ lượng nhận được sử dụng để lưu trữ lượng nên lượng thu hoạch trung bình thuê bao điển hình, có BS phục vụ thuộc tầng k (được thể Sk ) thể sau: K � � EH k   E � (1   k )��Pj hx j || x j || S k � j 1 x j � j � � (4) Trong đó,   (0,1] biểu thị hiệu suất chuyển đổi từ tín hiệu RF sang điện áp DC Và lượng thu hoạch trung bình tồn mạng là: K EH k  �EH k Ak k 1 (5) CHƯƠNG 3: HIỆU SUẤT THU HOẠCH NĂNG LƯỢNG TRONG HCNS K-TẦNG VỚI CHƯƠNG TRÌNH PS DƯỚI SỰ HẠN CHẾ HIỆU SUẤT PHỦ SĨNG Phần trình bày biểu thức xác suất phủ sóng với chương trình PS Trong trường hợp tất tầng có ngưỡng SINR định trước  k xác suất phủ sóng cho xác Bởi lượng can thiệp dễ dàng chiếm ưu trước nhiễu nhiệt nên bỏ qua cho tác dụng khơng đáng kể phân phối SINR để phân tích dể làm Với giả thuyết này, tìm xác suất phủ sóng cho thuê bao di động đặt vị trí ngẫu nhiên Một thuê bao di động đặt vị trí ngẫu nhiên bao phủ tầng BSs tầng khác phân phối độc lập Đề xuất 1: Trong mạng K-tầng, xác suất phủ sóng C ({  k }) với chương trình PS cho bởi: K � � K � � k p2 r  C ({ k })  �2k �r exp �  r �W j � exp � � k 1 j  � � � Pk  k � dr � � � (6) Trong đó: 2/ �P � W j    k F1[1, 0.5;1.5; k ]  1  j � j � �Pk � Với F1[.] biểu thị hàm hypergeometric Gauss Các kết biểu thức xác suất tính tốn cách hiệu số lượng, cho thấy tỷ lệ  k PS có ảnh hưởng đáng kể đến khả phủ sóng Các biểu thức thu hoạch lượng trung bình Trong phần này, sửa đổi mơ hình suy hao đường truyền để tránh yếu tố đặc biệt để đảm bảo tính xác mơ hình suy hao khoảng cách ngắn Cho thuê bao đặt ví trí ngẫu nhiên điểm gốc, cơng suất tính hiệu nhận từ BS x cho bởi: Px , k hx ,k  Pk [max(|| x ||, r0 )] hx ,k (7) Trong r0 >1 đề làm tối thiểu suy hao đường truyền Bên cạnh đó, sửa đổi khơng ảnh hưởng đến phân tích xác suất phủ sóng cho mạng lưới mà khơng phải dày đặc k đủ nhỏ so với 1/ r0 [12] Đề xuất 2: Trong mạng K-tầng, cơng suất lượng trung bình thu hoạch với chương trình PS cho bởi: K K � � EH   �E � (1   k )��Px , j hx , j Sk � Ak k 1 j 1 x� j � � K K k 1 j 1 K K (8)   �(1   k ) Ak � j � Pj [max(|| x ||, r0 )] dx �   �(1   k ) Ak �2 j Pj k 1 j 1  �xr r0 �  P (1   � � P K  r0   2 j j 1 K j 1 j j  0 K 2/ k 1 j k � dx  �x1 dx r0  )k Pk2/ Để theo đuổi nghiên cứu thống hiệu suất phủ sóng hiệu suất thu hoạch lượng, vấn đề lý thuyết giải tỷ lệ tối ưu PS {ρk} để tối đa hóa lượng trung bình thu hoạch đảm bảo xác suất phủ sóng hạn chế, tức là, cao giá trị  dự kiến đưa sau (kí hiệu P1): P1 max EH  k  K s.t �� � k 1 k �k  �'k  Ck' (1) �γ k, ' k (9) Để giải vấn đề này, viết lại � K sang k 1 EH k' � K sang k 1 Ck' (  k ) , EH mục tổng bao gồm biến  k Nếu vấn đề giải pháp khả thi  thể Đáng ý C (  k  ) Ck (  k  ) � K �k k 1 / � k �Ck (1) hàm tăng  k từ đề xuất EH k / giảm đều  k từ đề xuất cho  k định, Ck (  k ) bị hạn chế / * Ck (  k )   k  k tối ưu (ký hiệu  k ) tìm thấy điều kiện biên, tức là: Ck' (  k* ) �k (10) * / 1 Hoặc  k  Ck ( k ) đơn điệu, dễ dàng giải * bisection method số định  k Các giải pháp tối ưu toàn {  k / } thu Ck (  k ) đạt đến  k Giới thiệu thay đổi đơn giản để tiếp tục chuyển đổi ràng buộc vào tiêu chuẩn tuyến tính, vấn đề tối ưu hóa có định dạng đây:  r0  EH   {�k }  2 � P �  C  P � K j j 1 K j 1 j j K 2/ k 1 j ' 1 k (�k )  k Pk2/ K s.t �� � k 1 k �k  �'k  Ck' (1) �γ k, ' k (11) / Trong đó,  k , k ∈ {1, 2, , K} biểu thị biến đơn giản Từ vến đề tối ưu có ràng buộc tuyến tính, sử dụng số thuật tốn tìm kiếm, chẳng hạn phương pháp Zoutendijks, để có giải pháp tối ưu cách dễ dàng Thực theo hướng khả thi, lập trình tuyến tính thực nhanh chóng máy tính Do đó, giải pháp tối ưu P1 thu CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TỶ SỐ PHÂN CHIA CÔNG SUẤT ĐỘNG Trong phần trên, thu tối ưu  k cho tầng để tối đa hóa lượng thu hoạch trung bình thuộc phạm vi hạn chế hiệu suất Tuy nhiên, tỷ lệ cố định PS cho tất th bao dường khơng phải thích hợp dễ dàng để đạt u cầu SINR thuê bao gần BS phục vụ nhiều cơng suất lượng nhận được lưu trữ để sử dụng tương lai thời gian tồn hệ thống kéo dài Vì vậy, đề xuất kế hoạch DLPS để nâng cao hiệu suất thu hoạch lượng 2/ �� � K �Pj � �  k ( r )   exp � � *  1�  � j � � r � ��  k j 1 � �Pk � � � � (17) Với r biểu thị khoảng cách người sử dụng BS phục vụ Thiết kế lấy cảm hứng từ: � � E [  ]   k (r ) f Rk (r )dr   k* , k � � �   k ( r )  1, � � �  ( r )   k ( r2 ) for r1  r2  (0, �k Trong đó, f Rk (r ) ), (18) hàm mật độ xác suất khoảng cách thuê bao BS phục vụ (thuộc thứ k-tầng) 10 *  Phương trình (13a) trì mong đợi ρk (r) để tối ưu  k cố định  Phương trình (13b) đảm bảo ρk (r) khả thi  Phương trình (13c) đảm bảo đơn điệu mong muốn r Hạn chế điều kiện này, đề xuất biểu thức thỏa mãn  k (r ) , cụ thể phương trình (12), mà hiệu đạt tốt hiệu suất thu hoạch lượng hiệu suất bảo hiểm giữ gần để giải pháp tối ưu cho trường hợp cố định tỷ lệ PS Hình 2: Sơ đồ luồng ứng dụng thực tiễn lượng thu hoạch với kế hoạch DLPS Như hình rằng, biểu đồ để mô tả ứng dụng thực tế việc khai thác lượng với chương trình DLPS đề xuất Điều bao gồm bước sau: Tương tác thông tin BS: Mỗi BS nhận thông tin theo chu kỳ từ BS xung quanh hoạt động BS mật độ tầng k (Lưu ý số BSs hoạt động chế độ ngủ hỗ trợ "drop and play".) Thơng tin phản hồi thuê bao: Các thuê bao nên phản hồi lại thông tin mà chủ yếu bao gồm ước lượng vị trí thơng tin trạng thái kênh (CSI), etc Thiết kế tỷ lệ phân chia công suất động: Tính  k cố định tối ưu sau coi  k tham số để nâng cao tỷ lệ PS chương trình DLPS đề xuất Chỉ định phân chia công suất: BSs định phía nhận làm để cấu hình chia công suất theo kết từ bước Deyployment symbol Default Values 1 105 m 2 Deyployment symbol Default Values 1 1.5 x10 4 m 2 11 2 5 2 4X 10 m 2 P1 41dBm P1 P2 33dBm P2 1 2  8dB 1 2   A  P2 8dB 174dBm / Hz  107 W  P2 A x104 m 2 32dBm 20dBm 6dBm 6dBm 174dBm / Hz 10 7 W Bảng: Các ký hiệu thông số CHƯƠNG 5: THÔNG SỐ VÀ KẾT QUẢ THẢO LUẬN Sau đây, chúng tơi trình bày so sánh mơ Monte Carlo kết phân tích để đánh giá vùng phủ sóng lượng hiệu suất thu hoạch với chương trình PS Chúng tơi sử dụng giá trị mặc định Bảng trừ có quy định khác mô mạng hai tầng 10km × 10km vng khu vực có thu chuẩn gốc Chúng lấy mẫu 10000 xác suất mơ tính (SINR ≥ ngưỡng) / 10000 trung bình lượng thu trung bình 10000 kết sử dụng phương trình (4) Mơ trình bày khác loại triển khai ký hiệu D1 D2 Hình mơ tả xac suất phủ sóng lượng trung bình hiệu suất thu hoạch HCN 2-tầng Trong hình 3, PS tỷ lệ khác giống tầng Hình cho thấy làm biến tác dụng trung bình lượng thu hoạch trường hợp xác suất phủ sóng bên yêu cầu in màu xanh đậm Trước hết, kết cho thấy kết lý thuyết kết hợp chặt chẽ tương ứng kết mơ Với mơ hình kết nối MLPR, hai số liệu cho thấy tỷ lệ PS đóng vai trò quan trọng q trình thu lượng Cụ thể, lưu ý xác suất phủ sóng tăng với tăng ρ lượng thu hoạch bình quân lại giảm với gia tăng ρ, thay đổi xác suất phủ sóng phẳng 12 biến đổi lượng thu hoạch trung bình giữ tuyến tính Giá trị tối đa có nguồn gốc xác bảo hiểm có khả đáp ứng yêu cầu Kết thu Coverage Probability in 2­tier HCNs 0.8   Cov erage P robability 0.7 0.6 0.5 D1 theoretical C 0.4 D2 theoretical C 0.3 0.2 0.1 0  0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6  p = p1 = p2  0.7 0.8 0.9 Hình : Xác suất bao phủ mạng HCNs 2- tầng tỷ số PS thay đổi 13 ­4 Average Harvested Energy in 2­tier HCNs x 10   Average Harvested Energy (W) D1 theoretical EH D2 theoretical EH 0  0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6  p = p1 = p2 0.7 0.8 0.9 Hình 4: Năng lượng trung bình mạng HCNs 2- tầng tỷ số PS thay đổi PHỤ LỤC Chứng minh đề xuất Hãy xem xét người sử dụng điển hình nguồn gốc gắn liền với thứ k tầng Ký hiệu khoảng cách người sử dụng phục vụ mìnhBS Hàm mật độ xác suất (x) khoảng cách xác suất mà người dùng kết hợp với tầng thứ k tương ứng cho [15]: 2/ � �Pj � � 2k � K � f Rk ( r )  r exp �  � j � � r �, Ak P � j 1 � k � � k Pk2/ Ak  K �j 1 k Pk2/ Sự biến đổi dựa khoảng cách Rk: K C  �Ak ERk P(( SINR   k ) | Rk k 1 K �  �Ak �P (( SINR   k ) | r ) f Rk (r )dr k 1 14 Dựa vào P (( SINR   k ) | r ) ta � � Pk hxk r  � Pk  P � k r � K  � � ��j 1 �y� \ x Pj hy || y ||  p /  k � j k � � � � �� � K  p2 �   E� exp �  k Pk1r  � P h || y ||  �r � � � � j y � j 1 y� j \ xk � � ��  � k � � �� � � (a) �K E� exp   k Pk1r  Pj hy || y ||  � � �j 1 y� j \ xk � � k p2 r  r� exp � � � � Pk  k � � � � Với (a) sau từ việc phân phối hulk Và người nhân kết giao thoa tế bào, biểu thị có �K � Ik  E � exp   k Pk1r  Pj hy || y ||  r � � � � �j 1 y� j \ xk �K �  E� r� � � 1   � �j 1 y� j \ xk   k Pk r Pj || y || (b ) � � � y  �exp �  j � dy �     � 1 P r P y � j 1 k k j � � (c) K 2/ K � �Pj � �  exp �  r  k F1[1, 0.5;1.5;  k ]� j � � � , � Pk � � j 1 � � � (d ) Với (b) Phân phối kể từ mờ độc lập theo cấp số nhân phân phối với đơn vị trung bình (C) sau từ tạo khả (PGFL) củaPPP [16] (D) kết việc sử dụng số tính chất Gauss chức hypergeometric số thao tác đại số Không-điều kiện , thay (14), (17) (18) vào(16), chúng tơi có Dự Luật 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Yongce Chen, Ying Wang, Ran Zhang, Xuemin (Sherman) Shen, “Optimization on Power Splitting Ratio Design for K-tier HCNs with Opportunistic Energy Harvesting” State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, P.R China Department of Electrical and Computer Engineering, University of Waterloo, 200 University Avenue West Waterloo, Ontario, Canada, N2L 3G1 16 17