تخصیص منابع با هدف برقراری عدالت در بهره‌وری انرژی کاربران در شبکه‌های مخابراتی با قابلیت برداشت انرژی بی‌سیم

Abstract

در این پژوهش سعی خواهد شد بهره‌وری انرژی توسط تخصیص منابع در سیستم‌های مخابراتی که انرژی بی‌سیم دریافت می‌کنند (WPCN) مورد بررسی قرار گیرد. در سناریو مورد مطالعه، چندین کاربر ابتدا از ایستگاه توان، انرژی دریافت می‌کنند و سپس به ایستگاه دریافت اطلاعات، ارسال اطلاعات انجام می‌دهند. هدف برقراری عدالت در بهره‌وری انرژی کاربرها است درحالی‌که حداقل گذردهی برای کاربرها تضمین شود و قیدهای برداشت انرژی برآورده گردد. منظور از برقراری عدالت این است که تخصیص منابع در شبکه به‌گونه‌ای انجام گیرد، تا بهره‌وری انرژی کاربری که کمترین مقدار را دارا است، حداکثر گردد. متغیرهای مسئله تعریف شده در این مقاله، زمان‌بندی دریافت انرژی و زمان‌بندی ارسال اطلاعات در هر کاربر و میزان توان اختصاص یافته به هر کاربر جهت ارسال اطلاعات است که در کارهای قبلی به‌صورت توأم مورد توجه قرار نگرفته‌اند. مسئله مورد نظر ذاتاً یک مسئله غیرمحدب و بدرفتار است که نوآوری‌های زیادی جهت ساده‌سازی مسئله بکار گرفته شده و اثبات‌های مختلف ریاضی برای دست‌یابی به جواب ارائه گردید. برای حل مسئله ساده‌سازی شده، یک الگوریتم تکراری ابتکاری با پیچیدگی به‌مراتب کمتر از الگوریتم‌های جستجوی فراگیر ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که روش پیشنهادی، نسبت به سایر روش‌های بهینه‌سازی WPCN، فاصله بهره‌وری انرژی کاربران را حداقل می‌نماید به‌گونه‌ای که بهره‌وری انرژی همه کاربران یکسان شده و درعین‌حال به بیشترین مقدار ممکن خواهند رسید.