0 مقدمة

تحسين كفاءة استخدام الطاقة في شبكات المحمول هي واحدة من الأهداف الرئيسية ل5G. بسبب الارتفاع الكبير في خدمات الإنترنت عبر الهاتف النقال والأجهزة الأشياء، والشبكات اللاسلكية في المستقبل ربط عدد كبير من الأجهزة. في الواقع، فإن هذا المستوى الرفيع من العمل المشترك سيؤدي حتما إلى استهلاك غير مسبوق الطاقة العالمي. أظهر أحدث تحليل البيانات وشكلت أن تكنولوجيا المعلومات الطلب على الطاقة والاتصالات من أجل ما يقرب من 10 في المئة من الاستهلاك العالمي للطاقة . وبالإضافة إلى ذلك، والقضايا البيئية الرئيسية مثل انبعاثات الكربون هي أيضا مشكلة كبيرة. ولذلك، فإن الحاجة إلى تطوير حلول "الخضراء" لتحسين كفاءة الشبكة. في التكنولوجيات الناشئة، ويعتبر حصاد الطاقة ليكون حلا قابلا للتطبيق . من خلال السماح للمحطة قاعدة من الرياح الشمسية وغيرها من الطاقة حصاد الطاقة المتجددة، مثل أن شبكة لاسلكية في استهلاك الطاقة الشبكة التقليدية تقلص إلى حد كبير. قد علاوة على ذلك، محطات تتعاون الشبكة الذكية للطاقة زيادة تحسين استخدام الطاقة المتجددة .

وتقوم العديد من الدراسات على محطة شبكة متجانسة لإمدادات الطاقة المستمرة، مثل قوة المحرك الديزل التقليدية و. ومع ذلك، من الناحية العملية، لا يسمح إمدادات الطاقة المستدامة في شبكة الكهرباء التقليدية تحت أي ظرف من الظروف، وخصوصا في بعض المناطق النائية التي لا تغطيها الشبكة. في هذه الحالة، تكنولوجيا الحصول على الطاقة توفر حلا عمليا، حيث المحطة الأساسية قد تكوين جهاز توليد الطاقة الطاقة المتجددة، وبالتالي الحد بشكل كبير من تكاليف تشغيل المشغل، وزيادة نطاق تغطية الشبكة الخلوية.

ومع ذلك، فإن على الرغم من أن إمدادات الطاقة المتجددة غير محدود، ولكن على فترات متقطعة الطاقة المتجددة يؤدي إلى درجة عالية من البنية التحتية للطاقة العشوائية، والذي يحتاج إلى إمدادات مستقرة من الطاقة المكملة الأخرى. منذ الشبكات توفر إمدادات الطاقة المستمرة، والمدعوم من الطاقة الهجينة (الطاقة المتجددة وشبكة الكهرباء التقليدية في مزيج) من البنية التحتية وحدها المتجددة محطة كهرباء طاقة أكثر ويفضل . تم قبول مفهوم من مزيج الطاقة من قبل الصناعة. وقد نشرت هواوي طاقة المحطة الأساسية تحصل عليها من إمدادات ثابتة من الطاقة والطاقة المتجددة.

الباحثون أيضا إلى تحسين أداء الشبكة الخلوية وجود وظيفة الحصول على الطاقة من الطاقة المتصورة عن طريق اقتراح نظام تحديد الخلية. وثيقة ، مخطط تحديد الخلية على التكيف من أجل زيادة عدد المستخدمين دعم والتقليل من استخدام مصادر الطاقة المتجددة، والمحطة الأساسية الراديو. وثيقة يقترح خطة تحديد الخلية، لتحقيق أقصى قدر من الإنتاجية الإجمالية للوصلة الهابطة من الشبكة الخلوية مع قدرة البطارية محدودة من الطاقة المتجددة. أداء ثيقة التفكير الشبكة الخلوية غير متجانسة يقودها توزيع الطاقة خلط والعمليات في المستخدم المقترن مع محطات مختلفة، وعلى توزيع الطاقة الخضراء. وثيقة يعرض المستخدم توزيع خوارزمية ارتباط للشبكة الخلوية حصاد الطاقة، للحد من متوسط الكمون وتحسين تحميل موازنة حركة المرور. على الرغم من كل الدراسات المذكورة أعلاه قد ركزت على نظام تحديد الخلية حصاد الطاقة الشبكة الخلوية، لكنه يتجاهل إمكانية التعاون في مجال الطاقة بين المحطات وضرورة النظر في توافر مختلف مخطط تحديد الخلية الطاقة ومتطلبات المستخدم على التكيف.

وهكذا، فإن الجمع بين هذه الدراسات، قامت الطاقة حيث هنا، التعاونية للطاقة، مثل شبكة غير متجانسة في الاعتبار، اقترحت إنتاج الطاقة وسطا، واستهلاك الطاقة، والحمل، والسرعة وغيرها من مؤشرات الأداء تلقي خوارزمية تحديد الخلية. وتبين نتائج المحاكاة أن الخوارزمية يمكن أن تقلل من الطلب على الطاقة في محطات الشبكة، وزيادة للمستخدم أن يختار لتلبية الإنصاف والفعالية.

1 نموذج النظام

1.1 نموذج الأعمال

النظر في محطة قاعدة الكلي - في انخفاض عقدة السلطة اختيار المشهد مشهد على أساس تقسيم التردد المتعامد تقنية الوصول المتعدد، خلية شبكة الهابطة غير المتجانسة، والعامل تردد إعادة استخدام 1. M = {1، ...، Mmax} يمثل مجموعة من الكلي نظام المحطة الأساسية، وMmax يمثل الحد الأقصى لعدد المحطات القاعدية الكلية، وتضم المحطة الأساسية الماكرو العقدة المنخفضة للطاقة أرستها. وقد تم تجهيز كل محطة قاعدة مع الطاقة المتجددة جهاز توليد الطاقة والبطارية، والتقليدية الذكية ربط شبكة الشبكة. نموذج الأعمال هو مبين في الشكل. ضمن يتم التحكم في كل خلية من قبل محطة في موقع مركزي الأساس (محطة قاعدة الكلي أو منخفضة عقدة السلطة)، وخلايا يعد sectorized. وهكذا، فإن مفهوم الخلية والمحطة الأساسية يمكن أن تستخدم بالتبادل. نظام يرضي عرض النطاق الترددي السمة التالية هي B، يفترض أن النظام:

(1) محطة قاعدة الحد الأقصى انتقال ثابت القوة والسلطة على كل قناة فرعية متساوون.

(2) يمكن للمستخدم الحصول على مكسب قناة لكل خلية عن طريق قياس طيار.

(3) المحطة الأساسية بشكل دوري وعامل الحمولة استهلاك الطاقة الإذاعة المحمولة معامل للمستخدمين.

الوقت (4) للمستخدم لاختيار عامل خلية تحميل أسرع من البث محطة الوقت والطاقة معاملات قاعدة.

U يمثل مجموعة من المستخدمين، حيث يتم تمثيل المستخدم عن طريق ش. المستخدم macrocell م (mM) مع ك محطة قاعدة (حيث ك = {0،1، ...، أرستها}، ك = 0 يشير إلى أن المحطة الأساسية ماكرو الحالية هي المحطة الأساسية أو يشير إلى وجود خلية الكلي العقد الطاقة المنخفضة) المرتبطة ويتم التعبير عن معدل البيانات المرتبطة بها على النحو التالي:

1.2 الطاقة اقتناء نموذج

لنفترض أن المحطة الأساسية في شبكة متجانسة مجهزة جهاز إمدادات الطاقة والطاقة المتجددة، كل المدرة تم تكوين جهاز بطارية لتخزين الطاقة. ويرجع ذلك إلى الشبكة الذكية، وبالتالي دعم التنسيق في مجال الطاقة بين المحطات عندما تنسيق الطاقة والطاقة ليست كافية للحصول على قاعدة التكميلية امدادات الطاقة المحطة، يمكنك استخدام التقليدي إمدادات شبكة الكهرباء.

1.2.1 الرمز الوصف

1.2.2 القيود

(1) للبطارية، وتخزين الطاقة ينبغي أن تفي القيود التالية:

2 خلية اختيار استهلاك الطاقة

للتعويض عن زيادة استهلاك الطاقة بنسبة حصاد الطاقة والطاقة للتعويض عن تنسيق التقنية عند الوصول إلى الطاقة ومنسق الطاقة غير قادرة على تلبية استهلاك الطاقة عندما الزائد، واستخدام إمدادات الطاقة التقليدية. وحصلت على مجموع الطاقة من خلال إطار شبكة الكهرباء التقليدية والطاقة يمكن الحصول عليها على النحو التالي:

النتائج 3 العددي التحليل

في المحاكاة، فمن المفترض خلية الكلي لمحطات الكلي (محطة قاعدة ماكرو، MBS)، وثلاث عقد الطاقة المنخفضة، وانخفاض القوة الليمفاوية بيكو المحطة الأساسية (محطة قاعدة بيكو، PBS). حيث، كمركز لMBS، ويقع PBS على محيط دائرة نصف قطرها 400 متر. منذ الطاقة من كل نسبة الاستحواذ فترة القياس المحطة الأساسية دقائق أو ساعات من مستوى، ويمكن أن يؤديها قرار تحديد الخلية في بضع ثوان، وبالتالي، في عملية تحديد الخلية، على افتراض الطاقة المكتسبة غير مستمر.

لكي تعكس انخفاض العشوائية العقد السلطة في نشر متجانسة الشبكة، PBS، وعلى غرار عملية بواسون نقطة للمستخدم، وكانت كثافته 3 / ماكرو و 300 / ماكرو . فقدان مسار محسوب بين المستخدم وMBS 128.1 + 37.3log10d (كم)، وفقدان الطريق المحسوبة بين المستخدم وPBS 140.7 + 36.7log10d (كم).

منذ توزيع حصاد الطاقة من جهاز توليد الطاقة الطاقة المتجددة من محطة قاعدة يعتمد على الساحة، لبساطة، تفترض أن القوة المكتسبة وموزعة بشكل متجانس، أي،

بين

ومن يمثله المحطة الأساسية كحد أقصى واكتساب الحد الأدنى السلطة. إشارة المتبقية المعلمات محاكاة .

خوارزميات المشار إليها هنا ومقارنة الخوارزمية تحديد الخلية التقليدية. التقليدية معايير اختيار خلية اختيار خوارزمية أساسا مع الإشارة إلى أقصى إشارة مرجعية القدرة المستقبلة الواردة من محطة قاعدة إلى مستخدم، الخوارزمية تحديد الخلية التقليدية المتمثلة في FIG ماكس RSRP UA. يتم تمثيل الخوارزمية المقترحة في المحاكاة UA المقترحة.

الشكل 2 يصور مقارنة مع مجموعة خلية الخوارزمية المقترحة قاعدة خوارزمية التقليدية على نسبة UE المستقبلة. في المحطة الأساسية المرتبطة المستخدم النهائي، تستقبل المحطة الأساسية لUE لأن زيادة نسبة الحمل حيث وصل عدد من UE طلب هو انخفاض. وكما يتبين من الشكل 2، ونسبة من المحطة الأساسية تستقبل طلبات المستخدمين مع انخفاض عدد UE، الخوارزمية المقترحة متفوقة على خوارزمية تحديد الخلية التقليدية.

منذ الطاقة تشارك في الحصول على الإطار، وعند الحصول على السلطة محاكاة يتم زيادة، خوارزمية تحديد الخلية التقليدية ومقارنة الخوارزمية المقترحة في المحطة الأساسية تلقي نسبة UE من 3 في FIG. ويمكن أن تكون معروفة من هذا الرقم، عندما استحوذت على السلطة من محطة قاعدة أكبر، كلما ذكرت خوارزميات محطة قاعدية تتلقى UE ان هذه النسبة. في FIG. 4 وتحديد الخلية الخوارزمية المقترحة خوارزمية التقليدية تتم مقارنة من حيث استهلاك الطاقة من المحطة الأساسية. يتم تقليل الخوارزمية المقترحة يسمى بسبب استخدام القوة الطاقة المتجددة معدات توليد الطاقة والتنسيق إطار تكنولوجيا حصاد الطاقة، محطة قاعدية استهلاك الطاقة في شبكة الكهرباء التقليدية إلى حد كبير، وتوفير مشغلي التكلفة، ردا على البناء البيئي الوطني.

4 خاتمة

هنا، ويعرض شبكة غير متجانسة على أساس واحد من الخلايا إطار مناسبة لحصاد الطاقة الخضراء 5G اختيار خوارزمية الاتصالات حصاد الطاقة معين، والعلاقة بين الخلية المحددة وبالتعاون الطاقة والنموذج المعمول بها، خارج في حصاد الطاقة، واستهلاك الطاقة وموازنة الحمولة وغيرها من مؤشرات الأداء. وتبين نتائج المحاكاة أن الخوارزمية المقترحة متفوقة على خوارزمية تحديد الخلية التقليدية من حيث العدالة والكفاءة واستهلاك الطاقة. وتعتبر الخوارزمية المقترحة طاقة والطاقة المتجددة جهاز الجيل، تحميل موازنة وتنسيق الطاقة، والحد من استهلاك الطاقة من الطاقة، وتحسين أداء الشبكة، والتي تنطبق على الرسالة الأخضر 5G.

مراجع

JIANG D، زانغ P، LV Z، وآخرون al.Energy كفاءة multiconstraint توجيه خوارزمية مع تحميل موازنة للتطبيقات المدن الذكية .IEEE إنترنت الأشياء اليومية، 2016،3 (6): 1437-1447.

HAN T، شبكات المحمول الأنصاري N.Powering مع الطاقة الخضراء .IEEE الاتصالات اللاسلكية، 2014،21 (1): 90-96.

LIU D، تشن Y، حي K K، وآخرون al.Adaptive جمعية المستخدم في HetNets مع محطات الطاقة المتجددة بالطاقة مؤتمر .International على Telecommunications.IEEE، 2014: 93-97.

تشيان L P، Y زانغ J A، WU Y، وآخرون al.Joint محطة قاعدة تكوين الجمعيات وقوة التحكم عن طريق التحلل الشواذ " المعاملات .IEEE على الاتصالات اللاسلكية، 2013،12 (4): 1651-1665.

HAN T، ANSARI N.Network فائدة علم موازنة حركة المرور في مقيدة الجي مخبأ تمكين شبكات زنزانة صغيرة مع امدادات الطاقة الهجينة المعاملات .IEEE على الحوسبة المتنقلة، 2017، PP (99): 2819-2832.

زانغ T، XU H، LIU D، وآخرون جمعية al.User لالمفاضلات الحمل الطاقة في HetNets مع إمدادات الطاقة المتجددة .Communications رسائل IEEE، 2015،19 (12): 2214-2217.

LIU D، تشن Y، حي K K، وآخرون al.Two الأبعاد التحسين على جمعية مستخدمي وتوزيع الطاقة الخضراء لHetNets مع مصادر الطاقة الهجينة المعاملات .IEEE المعني بالبلاغات، 2015،63 (11): 4111-4124.

XU H، زانغ T، ZENG Z، وآخرون al.Distributed جمعية المستخدم المفاضلات تأخير الحمل في حصاد الطاقة تمكين هيت-نيتس .Wireless الاتصالات والشبكات المؤتمر Workshops.IEEE، 2015: 386-390.

هناك حاجة AUER G، GIANNINI V، دست C، وآخرون al.How الكثير من الطاقة لتشغيل شبكة لاسلكية؟ .IEEE الاتصالات اللاسلكية، 2012،18 (5): 40-49.

لي فنغ، قنغ لينا، وقال تشو شيهوا. ماكرو-بيكو تحديد الخلية خوارزمية تقوم على اللعب على الشبكة غير المتجانسة بحث تطبيق أجهزة الكمبيوتر، 2015 (11): 3364-3367.

LIU D، تشن Y، حي K K، وآخرون al.Joint جمعية مستخدمي وتوزيع الطاقة الخضراء في HetNets مع مصادر الطاقة الهجينة .Wireless الاتصالات والشبكات المؤتمر، 2015،11 (4): 1542-1547.

الكاتب المعلومات:

تشانغ ده مين، فو يونغلي، يانغ كانغ

(أهم مختبر جامعة تشونغتشينغ للبريد والاتصالات تشونغتشينغ موبايل تكنولوجيا الاتصالات وتشونغتشينغ 400065، الصين)