文摘
PV-powered蜂窝网络提出了一种新颖的框架和一个备用电网供应和必不可少的能源管理技术实现设想的绿色网络。建议考虑一个新兴的手机网络架构采用两种类型的协调多点(CoMP)传输技术服务于用户。拟议的框架下,每个基站(BS)是由单个光伏太阳能模块有一个独立的存储设备。BSs也与传统电网供给满足额外的能量需求。我们也提出一个动态inter-BS太阳能通过输电线路共享政策进一步绿化提出了网络通过最小化消费从电网供应。下行的一个广泛的仿真研究的长期演进(LTE)细胞系统进行评估的节能性能拟议的框架。系统性能也追究识别各种系统参数包括存储的影响因素,存储容量,太阳能发电能力、输电线路损失,和不同的排版技术。
1。介绍
由于最近前所未有的用户数量的增长和多样化的数据应用,移动手机网络运营商的基础设施部署更多的BS导致能量消耗的一个指数增加。这种增长能源需求的手机网络行业发挥巨大的不利影响在经济和环境方面(1- - - - - -3]。最近的研究表明,大约50%的营运开支(OPEX)蜂窝系统属性来运行网络的能量消耗。另一方面,据报道,信息和通讯技术(ICT)行业贡献约2 - 2.5%的碳排放总量,这预计将增加每年的指数增长的移动交通(4,5]。此外,这种增加的能源消耗在蜂窝网络地方电网上沉重的负担。因此,能源成本不断升级的全球变暖的意识和操作蜂窝网络,绿色通信通信中得到广泛的重视和研究人员导致新兴趋势来提高整个系统的能源效率(EE) (4,6]。为蜂窝网络尽可能多的可再生能源可能是最好的选择减少甚至完全淘汰消耗从传统电网供应改善EE和减少碳足迹。最受欢迎的可再生能源包括太阳能、风能和水力发电。一步的绿色通信要求可再生能源容易integratable与现有的蜂窝网络。广泛使用,它也必须是经济的和模块化的并且应该占据一个较小的区域,这样就可以很容易地安装在BSs的附近。从这个角度来看,最可行的和有利可图的可再生能源是太阳能光伏(PV)细胞。
1.1。光伏电站
作为一个有效的方法来利用太阳能,光伏电站已受到更多的关注世界各地由于化石燃料危机及其相关的环境污染。全球能源消费的巨大增长导致运营成本的增加和全球变暖。太阳能提供有吸引力的解决方案,以减少碳足迹和减缓全球气候变化。不可再生能源如化石燃料燃烧产生的温室气体,而PV-based电厂和工业没有这样对环境不利影响。因为太阳能来源于可再生资源再生,它不排放碳。按照光伏电站的趋势,太阳能也可以用于各种目的,如太阳能BSs绿色通信、太阳能灌溉、太阳能冷藏,太阳船系统(7]。许多新兴经济体(7- - - - - -9)有一个很好的太阳能资源和已经采取措施鼓励太阳能产业的发展,实现光伏技术的好处。这可能对他们的经济产生积极的影响,以及在本地和全球环境,并提高能源安全。昌德尔et al。8]分析了太阳能光伏电站的潜力和成本效益的2.5 MW会议在印度服装区域的能源需求。可行性分析(91兆瓦的光伏电站进行了在塞尔维亚通过不同类型的太阳能模块找出最好的可能性产生电力。
1.2。光伏太阳能绿色通信
BSs的无线接入网络(RAN)蜂窝移动网络是最能源饥饿设备占消费总额的-80%(60%左右10- - - - - -12),而储能要求用户设备(UE)是1%左右13]。另一方面,手机网络数据流量预计将增加大约每五年十倍导致能源需求巨大的压力(14]。因此,这一前所未有的能源消费增长对环境产生不利影响的碳足迹(4,5,15]。因此,节能运行资源管理系统已成为中心的研究人员来自学术界和产业界的焦点。这一趋势在一个创新激发研究人员的兴趣研究领域称为“绿色通信”专注于蜂窝网络的环境影响。
被启发弯曲的能源成本,电信运营商已经开始部署可再生能源,如太阳能电池板,为提高EE跑的基础设施。绿色蜂窝通信的目的是减少整体的不可再生能源消耗导致改善EE和更高的经济效益。传统设计方法专注于优化的服务质量(QoS)参数,比如细胞覆盖,容量和吞吐量的情感表达方面没有考虑蜂窝网络。然而,随着绿色通信模式的引入,设计网络还必须保持相同级别的QoS同时提高EE (11,16]。另一方面,可再生能源发电的间歇性和空间随机性会严重降低大型蜂窝网络的系统性能,因此,它是一个基本的设计问题,利用收集的能量来维持交通需求的用户在网络(17]。因此,虽然可再生能源被部署在BSs,提供传统的网格能量仍然需要减少变异性的可再生能源发电。
考虑上述问题,展望BSs被混合动力供应太阳能能源结合上网资源已成为一个有前途的替代刺激拟议的工作。在这样的蜂窝网络,BSs的主要能量来源是太阳能。如果没有足够的绿色能源,BSs从电网吸取能量供应服务相关的问题。这样的绿色网络的焦点是最大化的使用太阳能同时最小化传统电网能源利用率。最优利用太阳能在一段时间内依赖于适当的能量管理技术集成到网络操作。
1.3。协调多点(CoMP)传输技术
频谱效率(SE)的主要性能指标和EE被认为是下一代蜂窝网络的规划和操作。本身是一个关键性能参数定义为每单位带宽整体吞吐量。另一方面,协调多点(CoMP)传动被广泛讨论是一种很有前途的候选人为未来LTE-Advanced (LTE-A)蜂窝系统18,19]。与CoMP蜂窝网络,多个BSs彼此协调服务的问题最好的方式。因此,比较有潜力改善网络性能的干扰管理、胞棱吞吐量,以及整体SE EE (20.- - - - - -22]。下行薪酬可以分为三种类型基于多点数据可用性:联合传输(JT),动态点选择(DPS)和协调调度/协调波束形成(CS / CB),由3 gpp提出(20.,23]。DPS技术,b提供最高的SINR动态选择的问题。相比之下,在JT技术,多个BSs同时传输数据协调问题。另一方面,在CS / CB技术,信号传输从只有一个BS采用波束形成,这是通过适当的调度协调BSs避免注液电池干扰。
1.4。贡献
本文提出和探讨了潜在的不同的方法改善CoMP transmission-based EE的未来的蜂窝网络。本文的主要贡献可以概括如下:(我)本文提出了一种新型的框架提高EE CoMP-based下一代蜂窝网络的用人BSs的混合动力电源。拟议的框架下,光伏太阳能模块工作作为主要的能量来源,虽然传统输电网作为运行备用源提出了BSs的太阳能为服务不足问题,没有中断。提出的混合能源使用计划然后追究DPS和JT CoMP蜂窝网络传输的技术,在文学尚未报道。(2)这时,一个技术,可最大限度地提高绿色能源利用率(即。,minimizing the consumption from a conventional grid supply) is developed, while BSs are still powered by hybrid sources with the proposed energy usage scheme as outlined above. Therefore, a heuristic policy for sharing green energy (i.e., solar) among the BSs is proposed. For enabling the inter-BS energy transfer, neighboring BSs are proposed to be connected through a resistive lossy transmission line. The proposed energy sharing scheme is also integrated in and investigated for both the DPS and the JT CoMP-based cellular networks. To the best of our knowledge, we are the first to propose a green energy sharing technique for CoMP-based cellular systems.(3)Tempo-spatial细胞交通多样性以及太阳能发电变化发展中有效的绿色网络技术中起着重要作用。另一方面,注液电池干扰,无线信道传播模型,包括阴影衰落和BS功耗模型的其他主要因素会影响系统性能。所有这些因素都考虑在这个提议研究,从而使网络场景中接近现实。(iv)广泛的模拟进行调查的能耗分析,提出了框架的各种性能指标如EE,能耗指标(ECI)和《海角一乐园节省能源。模拟都进行考虑时间交通多样性在24小时内和空间交通在整个网络区域多样性。(v)各种系统参数的影响,包括太阳能存储容量,存储系数、输电线路损失,太阳能发电能力,薪酬技术性能指标上显示并进行批判性的分析。此外,系统性能也比现有的混合non-CoMP-based蜂窝系统没有能源共享。
剩下的纸是组织如下。部分2提供了一个深入研究相关工作。详细讨论系统模型以及网络的布局和绿色能源模式部分中概述3。此外,宏单元的能耗模型的废话和配方的性能指标也提出了相同的部分。部分4介绍了用户协会政策和提出的算法。部分5显示了仿真结果与深刻的分析,最后,部分6总结了论文总结了主要的发现。
2。相关的工作
在过去的几十年里,不断增加的能源消耗在蜂窝网络已经收到了密集的注意力从监管机构和移动运营商。与全球变暖的日益增长的意识和金融后果,和行业研究人员启动项目来减少能源消耗的增加趋势(2,24,25]。关掉一些BSs低流量期间是最受欢迎的技术,最大限度地减少能源消耗在了基础设施(26- - - - - -28]。此外,BSs(动态功能分区的概念29日BSs[]和traffic-aware智能之间的合作30.]显示改善EE的非凡才能。
近年来,综合使用各种节能绿色蜂窝网络调查方法介绍(4,12,31日]。哈桑et al。4)分类节能机制作为合作网络,采用可再生能源资源,异构网络的部署,有效地使用频谱。在[31日],徐等人提出了各种独特的方法来减少电网能源消费在现代蜂窝网络。的策略大致可分为节能硬件设计,选择性地关闭一些组件在低流量期间,优化在物理层的无线电传输过程,并推动了可再生能源资源。另一方面,许多研究工作在(13,32- - - - - -34)进行了改善EE蜂窝网络的混合动力电源。在[13),彭等人提出了一个能量管理技术的蜂窝网络提供一个混合能源供应和BS睡眠模式。汉和安萨里33]研究绿色能源利用的优化导致常规电网能源消耗显著降低交通高峰期间。这项工作没有考虑绿色能源BSs之间的共享。另一方面,贾et al。32)提出了一个模型对能源两个BSs通过电阻输电线之间的分享,而徐et al。34)专注于能源收集和协调transmission-enabled无线通信通过调查联合能源和交流合作的方法。在提出了范式中,能源合作实现了手机网络运营商通过签订合同与电网运营商BSs可以交换绿色能源通过现有的电网基础设施。此外,系统模型并没有讨论了节能问题。然而,这些论文(13,32- - - - - -34)认为JT或DPS CoMP-based蜂窝网络调查EE性能或发展中能源共享机制。
3所示。系统模型
本节介绍了提出的网络模型和其他系统组件中正交频分多址(OFDMA)——基于LTE-A蜂窝系统中,也可以采用其他标准。
3.1。网络布局
多单元的下行蜂窝网络的一组NBSs和占地面积被认为是。在这里,的覆盖范围是废话吗。BSs认为是使用全向天线部署在一个六角网格布局和正交频段分配在BS导致零晶格内的干扰。另一方面,通用频率复用被认为是导致注液电池干扰时相同的频带分配在两个BSs。
所有的BSs认为LTE-A蜂窝网络是由混合供应,即光伏太阳能能源和商业上网。光伏太阳能是主要的能量来源,而电网供应备用。每个b有一个独立的现场太阳能收割机和能源存储设备如电池银行。分享绿色太阳能在BSs,每个BS与周边BSs通过电阻连接电线。一段七个宏单元的网络布局是描绘在图1。也认为该网络部署使用DPS或JT CoMP传输技术。另一方面,问题是均匀的分布假定为整个网络。此外,任何废话没有用户服务切换到低功耗睡眠模式,节约能源。
3.2。链接模型
本文认为分布式阴影衰落信道模型与对数正态分布。对于一个分离发射机和接收机之间,路径损耗在dB可以表示为 在哪里后的路径损耗是一个参考距离和路径损耗指数。可以使用无线路径损耗的计算方程。
因此,dBm的接收功率问题在远处从废话是由 在哪里dBm的发射功率和吗是阴影衰落建模为零均值高斯随机变量的标准偏差dB。然后收到SINR在问题从可以由 在哪里注液电池干扰,是晶格内的干扰,是加性高斯白噪声(AWGN)权力的dBm的在赫兹的带宽。
3.3。太阳能发电模型
本文考虑了光伏太阳能电池板的现场绿色能量收割机。太阳能发电配置文件是不确定的,取决于一些因素,如温度、太阳能光强度,面板材料,代技术,太阳能电池板的地理位置。每日太阳能发电从而显示颞动力学的一天在一段时间内特定区域和展览空间差异与地理位置(7]。由于tempo-spatial多样性,可用太阳能不一定保证充足的能源供应的BS运行一整天。
平均每小时太阳能发电概要整整一年在孟加拉国达卡市如图2。这里,太阳能概要文件为一个特定的地区估计采用系统顾问模型(山姆)35]。曲线表明,绿色能源生产从早上6:00左右,中午达到峰值,并停止在下午6点左右。山姆支持各种太阳能发电技术。然而,不失一般性,分布类型聚光太阳能发电(CSP)光伏技术与1千瓦太阳能电池板用于生成曲线所示。另一方面,尽管太阳能电池如镍镉、镍氢、锂离子、钠和氯化镍可供使用太阳能系统,铅酸电池中常用的太阳能BSs。太阳能发电的参数和存储系统认为总结在表1千瓦的太阳能面板1。
3.4。太阳能存储模型
提出系统的绿色能源存储的废话在时间可以由 在哪里是绿色能源存储,从光伏太阳能电池板的能量,的能源需求是废话,是存储的因素,即存储能量的百分比保留在一个单位时间。例如,表明,10%的能源都将丢失存储在时间间隔。要指出的是,储存能量不能超过最大存储容量。因此,如果代高于存储容量,那么多的能量被认为是浪费。
3.5。BS能耗模型
调查是很重要的交通需求服务的BSs为了分析网络的能源消耗。移动交通量展览时间和空间的多样性。手机用户都假定随机分布。还以为BSs传输数据到所有用户提供相同的数据率。基于地球内部算子交通数据调查项目和Sandvine报告(36),每日网络中的交通需求的特点是规范化流量剖面见图3。
BSs能耗直接相关交通卷(37]。BSs的能耗可以分为两个部分:静态和动态能耗能源消耗。Holtkamp et al。38)的运行功率近似BS作为射频输出功率的线性函数和BS加载参数,可由(38] 在方括号表达式表示的总功率要求收发器(硫氧还蛋白)链,是行业的数量在一个b,然后呢在一个行业的最大功耗。依赖所占的负载功率梯度,。加载参数表示完全加载系统,b在全功率传输所有的LTE资源块(RBs)占领,和表示空闲状态。此外,BS没有任何交通负载进入睡眠模式,降低消费,。现在可以表示如下(38]: 在哪里和的功耗是基带单元和射频收发器,分别。损失由直流-直流电源,主要供应,可以近似和主动冷却损失因素,,,分别。然而,在功率放大器由功耗这取决于最大传输功率和功率放大器效率呢,可以给出如下(38]:
BS功耗模型参数用于本文总结在表2。
3.6。性能指标
本文评估提供的上网节能提出了网络模型相比,传统的网络由网格只供给(即。,没有太阳能)。平均上网能源节省时间用可以写成 在哪里所需总功率在废话吗在时间和绿色太阳能利用是废话吗为其服务的问题。
另一方面,情感表达方面的性能指标的网络位/焦耳可以被定义为总吞吐量比所需的总功率运行网络。在本文中,我们定义了EE指标提出的网络模型与排版技术和混合供电网络的总吞吐量的比例的净上网电源消耗的网络。总可以实现在网络吞吐量可以由香农容量计算公式如下: 在哪里服务传送BSs的数量吗问题和是网络问题的总数。因此,EE指标表示时间可以写成: 在哪里其上网能源消费在废话吗在时间。
另一个性能指标评价的EE的废话是能源消费指数(ECI)中定义39),可由 在哪里是指总输入功率的废话,而KPI(关键性能指标)表明b的总吞吐量。换句话说,ECI EE的倒数,因此,提出了网络,它可以评估通过(10)的倒数,而一个低价值的ECI意味着更好的情感表达,反之亦然。ECI更适合更好的可视化网络行为当分母(10)变成了零。
4所示。用户协会和算法
4.1。用户协会政策
用户协会这个词意味着分配问题的BS接收服务。将用户与最接近的BS并不总是保证最好的SINR由于阴影衰落的随机性。因此,用户协会策略(即基于更好的信号质量。,更高的SINR)可以支持更好的性能。因此,本文提出了SINR-based用户协会政策,提出了DPS和JT CoMP-based网络如下:(我)网络与DPS排版。网络中部署了DPS CoMP-based传输技术,动态选择一个可用的BSs问题的最好方法。因此,根据该网络模型与DPS, BS提供最高的SINR选择关联问题。(2)网络与JT排版。在JT CoMP-based网络,多个BSs动态选择服务问题。例如,与2-BS JT网络系统,两个BSs提供前两SINR值选择关联问题,共同传输数据的特定问题。
4.2。能源共享算法
本节介绍了提出的能源管理方案提供绿色能源共享。根据该网络模型,每个BS配有PV(光伏)太阳能模块储存设施,作为主要的能量来源,可以在相邻的BSs共享。如果没有足够的能量存储在存储BS,它从邻国寻求太阳能绿色能源BSs支持持续的为用户服务。而寻求太阳能,BS旨在分享通过可行的最短路径最小化互连电阻输电线路的功率损耗。这意味着b只能分享太阳能从六周围邻近的BSs放在一线如图1。此外,BSs的BS旨在分享有更高的太阳能储存。
另一方面,一个相邻的b股的剩余能量存储只有在满足自己的需求。如果太阳能不是可以从邻近的BSs,只使用然后从电网备用能源供应。因此,有可能出现两种不同的情况下使用能源的BSs,提出如下的废话。
4.2.1。准备我:在存储足够的绿色能源
如果,那么废话有足够的太阳能为其服务的问题,因此,BS将使用自己的储存能量。因此,没有必要从其他BSs的绿色能源共享以及能源消耗没有上网。剩余的太阳能存储完成后用的需求可以表示为
因此,在会议之后时间的需求,可用的太阳能的存储的时间段可以写成 在哪里和代太阳能和总能量需求时间(),分别。
4.2.2。案例二:绿色能源不足存储
的场景意味着没有足够的太阳能储存为b分享,因此,太阳能是必需的。因此,从邻国寻求额外的太阳能,能源总需求之间的差异和太阳能留在自己的存储。因此,绿色能源需要共享的在时间用可以表示为
分享太阳能、BS各样邻国的降序排列可用太阳能在各自的存储。让BSs得到排序的集合,在那里邻近的BSs的数量吗分享能源和存储高于为。现在,如果邻近的废话有一个可共享的太阳能,废话接受这个数量满足其需求。BS的可共享的太阳能是可以共享的数量后,满足自己的需求。如果分享的能量是< gn, s(t), BS接受的数量它可以分享。
其余所需的能量,BS试图从并继续下一个BSs。让是太阳能的共享从邻近的废话。然后总太阳能接收到从邻近的BSs可以给出的 在哪里之间的利用系数代表线损是废话吗和它的邻居,也就是说,虽然共享的能量和线损消散。
如果,没有上网所使用的能量是b在时间。否则,上网为BS的能源消耗为其服务的问题。因此,传统的电网能耗用通过在时间可以由
能源共享算法的伪代码的废话提出了表3。在伪代码,和总能源需求和存储太阳能的废话。
5。性能分析
5.1。仿真设置
本节分析提出了蜂窝网络框架的性能与BSs由光伏太阳能和备用电网供应。研制了一种基于matlab的蒙特卡罗仿真平台进行广泛的模拟。对于每一个数据点,结果计算了平均超过10000个独立的迭代每个模拟时间为七天。网络部署使用六角网格布局与细胞半径1000米。综合绩效评价,注液电池干扰贡献18 BSs放在两个包围层考虑。另一方面,问题被认为是均匀分布在地理区域。提出的网络模型的性能对于任何非均匀分布问题也可以以类似的方式进行评估。假设一个问题占据了一个RB对所有苏格兰皇家银行等的传输能量。此外,在JT CoMP-based网络,认为前两BSs同时提供最好的SINR的价值观有问题。摘要系统参数的模拟网络中设置参考LTE标准(18总结如表4。另一方面,除非另有规定,该网络模型模拟考虑均匀随机变量在[0,1]空间建模BSs发电流量的变化,而平等的太阳能发电被认为在所有的BSs的太阳能模块参数如表所示1。
5.2。结果分析
5.2.1。SINR和吞吐量分析
图4证明了经验累积分布函数(CDF)收到SINR的问题遍布认为网络模型。网络被认为是满载(例如,)BSs,提供混合动力供应没有inter-BS能源共享。从图中,观测到的SINR分布明显区别在JT CoMP, DPS CoMP,和non-CoMP-based混合动力系统。JT CoMP-enabled混合系统保持其乐观的性质问题之间实现相对较强的SINR,范围−2 dB - 60 dB。这是因为两个BSs提供最高的SINR值同时服务问题导致更好的信号质量。相比之下,non-CoMP-based混合方案最糟糕的SINR性能,因为它在一个更大的扩散范围的其他技术相比。SINR性能之间的DPS CoMP-based系统在于JT和non-CoMP-based系统选择b支持最佳的信号质量。因此,从SINR的观点,JT CoMP-based混合模型是一个首选比别人。
另一方面,比较之间的吞吐量性能在一天不同的混合方案如图5。从图可以看到,吞吐量曲线明显遵循给定的交通模式(图3)。此外,观察到明显的区别之间的低流量和交通高峰时间。这是因为高流量意味着更高的苏格兰皇家银行的用户数量的分配导致更高的吞吐量。进一步,在高峰流量到达,吞吐量之间的差距是更重要的不同的混合动力系统。另一方面,可以看出JT CoMP-based混合系统优于他人的吞吐量。吞吐量是直接关系到信号质量、优越的SINR性能JT CoMP-based模型,观察图4确保其相对更高的吞吐量。
5.2.2。能源分析混合供应在任何共享
图6比较能源消耗的时间变化在传统的蜂窝系统b,在提出的网络模型与混合能源供应没有能源共享选项。在这里,传统的计划意味着细胞系统由只有电网能量没有能源共享选项和CoMP传导机制。从图可以看到,上网消费BS的传统系统遵循交通分布、交通需求是最高时达到高峰,和下降流量减少。使用太阳能BSs和共享这种能量在BSs是这个电网能耗降到最低。混合模型的能耗曲线没有共享选项提出假设2千瓦的存储容量。看到,大约凌晨5点,b是完全由上网供应太阳能在此期间不可用。之后,上网太阳能能源消耗的增加逐渐减少可用性和早上9点变成了零。9点和9点之间,有足够的太阳能用于运行b,因此,不消耗常规能源。在此期间,需求BS履行自己的太阳能储存和储存多余的能量供以后使用。随着时间的推移,存储太阳能与太阳能光强度的降低逐渐减少,再一次,上网所需能量是9点后服务相关的用户。 Thus, due to this temporal dynamics of solar energy generation, the available solar energy is not always sufficient for supplying the BS, and hence, on-grid energy is still required to fully meet the BS demand.
节约能源的百分比在不同网络模型与混合供电各种太阳能存储容量是显示在图7。这里的网络模型与能量共享和混合能源供应non-CoMP传播指的是现有的混合动力系统。从图可以看到,12点到6点期间,BSs主要由网格能量,因此储蓄在这个时期主要是由于一些BSs的切换没有交通进入睡眠模式。在JT CoMP,节约能源在这个时期被发现的概率几乎为零,BSs进入睡眠模式可以忽略不计。随着时间从6点出发,太阳能发电增加导致更高的上网能源储蓄,最终到达峰值后中午和晚上逐渐减少。因此,混合动力方案有可能减少其上网能源消耗100%长期的时间明显的人物。另一方面,产生重大影响的存储容量节省能源是观察。从图可以看到,节能地区扩展存储容量的增加导致更高的储蓄。例如,节能曲线2千瓦容量持久的能力相比1千瓦时。此外,储蓄曲线2千瓦小时完全重叠的2.2千瓦时,进一步提高存储容量没有从图对节能的影响是显而易见的。 Thus, the optimal value of storage capacity is 2 kWh. Notably, the energy saving performance follows similar fashion for all the three hybrid models having no significant variation due to CoMP techniques. This implies that for the particular network setting, savings is dependent predominantly on the solar energy generation and storage capacity.
比较ECI性能指标提出了三种混合模型图8。在低流量时间早上,ECI迅速增加到某一个点,然后开始下降超过这一点。ECI向上趋势的本质意味着上网能耗较高的可用太阳能几乎可以忽略不计。随着太阳能发电,ECI曲线是向下推。可以看出,在9点到9点,ECI曲线下降为0表示没有上网的能源消耗,也就是说,最大的情感表达。阳光递减,储存能量耗尽,驱动BSs, 9点后再一次,上网需要能源供应BSs导致ECI曲线的上升趋势。另一方面,自JT CoMP吞吐量性能优于DPS CoMP,观察图5,JT CoMP-based混合动力系统提供了优越的ECI性能。也可以看到,该网络模型有更好的ECI性能比现有的混合动力系统。
图9说明了平均EE的变化和平均上网功耗b在不同混合动力方案与太阳能存储容量。网络模拟/一周的时间考虑1千瓦太阳能电池板在每个BS作为绿色能源收割机。三个功耗曲线减少以类似的方式。能源消耗的下降趋势的趋势曲线表明,能源来自电网减少存储容量的增加。最终曲线达到各自的常量值,这也是支持的人物7。这是因为存储限制达到最佳值为给定的太阳能电池板产能,进一步增加存储容量减少上网消费没有任何明显的改善迹象。也观察到下的电网电力消费略高JT CoMP-based混合动力系统作为两个BSs同时服务于一个特定的问题。另一方面,EE曲线证明相反的趋势与存储容量的增加。然而,JT-based混合模型显示EE DPS-based相比性能优越,现有non-CoMP-based混合模型由于其显著更高的吞吐量。正如所料,EE指标最终也达到高峰和最优存储容量后保持不变,这是发现等于2千瓦小时。
5.2.3。能源分析与混合供应能源共享
(1)平等的太阳能发电能力。图10呈现电阻损耗的影响在绿色能源输电线路EE指标在不同混合模型评估的一个星期。系统模拟假设每个b有一个平等的1千瓦的太阳能电池板产能优化存储容量2千瓦小时。结果三个不同的场景,即混合只没有排版,与DPS CoMP混合,混合和JT CoMP)所示。从图,一个清晰的区别是注意到在EE度量性能与能源共享,没有共享技术各自的混合模型。图描绘了EE性能与线损的增加有降低的趋势。混合模型的情况下没有排版系统,一定比例的线路损失(55%左右),与能源合作在BSs EE性能仍优于相应的non-cooperation-based方案。除此之外的线损,能源合作降低网络情感表达。进一步分析的图标识的概念分享可以提高太阳能的EE DPS-based薪酬方案如果线路损失小于15%,而显然没有观察到这种合作的积极影响JT-based薪酬方案。
依赖的EE存储电池的因素一个星期见图11。太阳能电池板能力和存储容量相同的数字10。如图所示,所有的曲线有一个类似的模式达到各自的高峰值存储系数1。存储因子表示百分比的存储能量留存在单位时间和更高的价值提供了更好的情感表达。没有薪酬机制的混合情况、能源共享演示了一个积极的影响情感表达的增加存储的因素。然而,最好的发现EE JT-based混合模型的曲线完全不分享和共享相互重叠,而EE曲线之间的DPS CoMP躺在前两个混合模型。
另一方面,数字12说明了太阳能电池板的影响能力的EE性能提出的模型。与太阳能电池板产能的增加,存储容量也线性扩展保障没有太阳能产生的损耗。从这个数字明显,随着太阳能容量的增加(即。,higher available solar energy), EE of the proposed network models substantially improves, which is mainly due to the increasing use of solar energy for running the BSs. From the figure, we can also determine the minimum solar capacity required for running the BSs 24 hours from solar energy. This is the capacity beyond which EE becomes infinity implying that no on-grid energy is required. As seen in the figure, this capacity is found around 1800 W and 1700 W for no sharing and sharing schemes, respectively. Once again, the difference between the energy sharing models and the corresponding no sharing models is not that much significant as also observed in Figures10和11。此外,比较数据10- - - - - -12清楚地表明,该混合模型与排版技术和能源共享机制优越EE性能比现有的混合动力系统。
(2)空间太阳能发电的多样性。在时间的多样性太阳能发电在BS考虑在前面的模拟,本节介绍了结果通过引入空间的多样性。这一现象的空间多样性在太阳能发电BSs建模为一个统一的随机变量分布在[0,1]乘以一个常数。除非另有规定,c年代= 1千瓦用于模拟。
在这样的场景中,比较的EE电阻线路损失评估超过一个星期见图13。图的图遵循类似的方式10。然而,图中描述了显著的性能差距能源共享和相应的能量共享方案。随着太阳能发电现在不同BS BS,能源合作变得更加有效改善EE通过分享盈余太阳能BSs BSs拥有与其他低一些。出于同样的原因,而图11,图14演示了一个明显的影响能源共享EE不同存储的因素。此外,EE能源共享和相应的差距没有找到共享情况下高值低,减少增加1。存储系数越低,表明低有用的能量储存在电池、太阳能刺激共享的必要性从邻近的BSs导致更高的差距,反之亦然。
图15介绍了情感表达的变化与太阳能模块能力展示的影响能源网络共享,没有共享操作空间太阳能发电的多样性。任何能力所示x例如,设在1千瓦,意味着太阳能发电中不同BSs根据均匀随机变量分布在[0,1]c年代= 1千瓦。正如所料,EE提出改善网络的太阳能容量的增加。此外,对比图12确定能源共享EE的积极影响更明显的情况下不同的太阳能发电,也可以以同样的方式来解释提出了数字13和14。再一次,EE CoMP-based提出系统的性能明显好于发现现有的混合动力系统如图13- - - - - -15。
6。结论
本文提出的框架与BSs,混合动力节能手机网络,PV(光伏)太阳能模块作为主要能源来源的废话和网格仍然作为备用。太阳能共享在BSs算法也已提出了进一步绿化的蜂窝网络上网能耗最小化。拟议的框架分析了DPS和JT CoMP基于未来蜂窝网络的传输技术。系统性能评估在情感表达方面,节能,和吞吐量全面蒙特卡罗模拟在不同的系统参数,如存储容量、电阻线损失,存储因素,太阳能发电能力,排版技术。仿真结果表明,EE和节能的混合动力系统增加存储容量的增加,但方法一定峰值后最优容量超过这个没有造成进一步改善。此外,连续增加EE已经观察到更好的存储因素,而输电线路的电阻损耗被发现有显著的恶化影响导致减少EE的改善。另一方面,该太阳能合作邻近BSs演示了显著改善网络EE的排版,non-CoMP-based网络。也被确定,JT CoMP混合动力系统性能最好的EE DPS相比薪酬方案。此外,该网络模型一直是发现更高的能源效率比现有的混合动力方案,没有能源共享和non-CoMP传播。此外,能源共享已经发现更有效的改善EE在网络空间太阳能发电的多样性。 In summary, the degree of improvement in EE of the proposed hybrid-powered network models with and without the proposed energy sharing mechanism has been found highly dependent on the network scenarios.
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。