نظام ال MIMO الضخم كفوء الطاقة
الشريط الجانبي للمقالة
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
تُعَدّ تقنية MIMOالضخم تقنية واعدة لأنظمة الاتصالات اللاسلكية للجيل القادم. حيث يتم تجهيز محطات القاعدة في تقنية MIMO الضخم بعدد كبير جدًا من عناصر الهوائي لتحسين الكفاءة الطيفية والطاقة. وفي الوقت نفسه، تعتبر كفاءة الطاقة لمحطات القاعدة مشكلة متزايدة بالنسبة لمشغلي الاتصالات للحفاظ على الربحية وللحد من التأثير السلبي الشامل على البيئة والقضايا الاقتصادية لمشغلي الشبكات اللاسلكية. في هذا العمل، نحقق في كفاءة الطاقة لشبكات. Massive MIMO يتم مناقشة العلاقة بين كفاءة الطاقة والكفاءة الطيفية وغيرها من المعاملات مثل النطاق الترددي(B) وعدد الهوائيات(M) وقدرة الدائرة ومعدات المستخدمين(K) في شبكة. Massive MIMOوتظهر نتائج المحاكاة أن كفاءة الطاقة يمكن زيادتها بمقدار 1.12 عندما يتم زيادة عدد الهوائيات بمقدار الضعف وعند استخدام قدرة الدائرة الثابتة. تشير نتائج هذا البحث إلى وجود علاقة تقريباً خطية بين كفاءة الطاقة القصوى والكفاءة الطيفية الأمثل مع زيادة كبيرة في عدد الهوائيات عندما يتم احتساب الطاقة المستهلكة من قبل كل هوائي في الطاقة الكلية للدائرة. وبالإضافة إلى ذلك، يزداد الكفاءة الطيفية بزيادة نسبة M/K) ) حيث تظهر الكفاءة الطيفية علاقة مكعبية ضدM/K . ومن ناحية أخرى، يزداد كفاءة الطاقة مع زيادة نسبة M/K حتى تصل M/K إلى قيمة معينة. في الواقع، يتم تحقيق كفاءة الطاقة القصوى (وبالتالي الكفاءة الطيفية الأمثل) من خلال Massive MIMO عندما يصبح عدد الهوائيات ثلاثة أضعاف عدد المستخدمين. ومع ذلك، تبدأ كفاءة الطاقة في التدهور بعد هذه القيمة حيث يتم اعتبار عدد الهوائيات كبيرًا مقارنة بعدد المستخدمين وبالتالي يستهلكون المزيد من الطاقة مما يؤدي إلى تدهور كفاءة الطاقة.
المقاييس
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
THIS IS AN OPEN ACCESS ARTICLE UNDER THE CC BY LICENSE http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
##plugins.generic.plaudit.displayName##
المراجع
Ye J, He Y, Ge X, Chen M. Energy efficiency analysis of 5G Ultra-dense networks based on random way point mobility models. 19th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC): IEEE; 2016. pp. 177-182.
Boshkovska E, Ng DWK, Dai L, Schober R. Power-efficient and secure WPCNs with hardware impairments and non-linear EH circuit. IEEE Transactions on Communications 2017;66(6):2642-2657. DOI: https://doi.org/10.1109/TCOMM.2017.2783628
Shahab MM, Hardan SM, Hammoodi AS. A new Transmission and Reception Algorithms for Improving the Performance of SISO/MIMO-OFDM Wireless Communication System. Tikrit Journal of Engineering Sciences 2021;28(3):146-158. DOI: https://doi.org/10.25130/tjes.28.3.11
Nawaf SF. Channel Capacity Improvement of MIMO Communication Systems using Different Techniques. Tikrit Journal of Engineering Sciences 2018;25(1):36-41. DOI: https://doi.org/10.25130/tjes.25.1.06
Larsson EG, Edfors O, Tufvesson F, Marzetta TL. Massive MIMO for next generation wireless systems. IEEE communications magazine 2014;52(2):186-195. DOI: https://doi.org/10.1109/MCOM.2014.6736761
Al-Heety, A. T., Islam, M. T., Rashid, A. H., Ali, H. N. A., Fadil, A. M., & Arabian, F.Performance Evaluation of Wireless data traffic in Mm wave massive MIMO communication. Indones J Electr Eng Comput Sci 2020;20(3). DOI: https://doi.org/10.11591/ijeecs.v20.i3.pp1342-1350
Jahid A, Hossain S. Dimensioning of zero grid electricity cellular networking with solar powered off-grid BS. 2017 2nd International Conference on Electrical & Electronic Engineering (ICEEE): IEEE; 2017. p. 1-4. DOI: https://doi.org/10.1109/CEEE.2017.8412862
Jahid A, Ahmad AS, Hossain MF. Energy efficient BS cooperation in DPS CoMP based cellular networks with hybrid power supply. 2016 19th International Conference on Computer and Information Technology (ICCIT): IEEE; 2016. p. 93-98. DOI: https://doi.org/10.1109/ICCITECHN.2016.7860175
Malmodin J, Lundén D. The energy and carbon footprint of the global ICT and E&M sectors 2010–2015. Sustainability 2018;10(9):3027. DOI: https://doi.org/10.3390/su10093027
Malmodin J, Bergmark P, Lundén D. The future carbon footprint of the ICT and E&M sectors. On Information and Communication Technologies 2013;12.
Riva D. GeSI SMARTer 2020: The Role of ICT in Driving a Sustainable Future. 2012.
Initiative Ge-S. SMARTer2030, ICT solutions for 21st century challenges. Executive Summary: ICT Solutions for 21st Century Challenges 2015;8.
Andrae AS, Edler T. On global electricity usage of communication technology: trends to 2030. Challenges 2015;6(1):117-157. DOI: https://doi.org/10.3390/challe6010117
Mohammed BF. Position control of solar panel receiver by joint generated power and received signal power maximization. Tikrit Journal of Engineering Sciences 2018;25(3):24-29. DOI: https://doi.org/10.25130/tjes.25.3.05
Alsharif MH. Comparative analysis of solar-powered base stations for green mobile networks. Energies 2017;10(8):1208. DOI: https://doi.org/10.3390/en10081208
Lubritto, C., Petraglia, A., Vetromile, C., Curcuruto, S., Logorelli, M., Marsico, G., & D’Onofrio, A. Energy and environmental aspects of mobile communication systems. Energy 2011;36(2):1109-1114. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.11.039
Hou J, Gao Y. Greenhouse wireless sensor network monitoring system design based on solar energy. 2010 International Conference on Challenges in Environmental Science and Computer Engineering: IEEE; 2010. p. 475-479. DOI: https://doi.org/10.1109/CESCE.2010.274
Yi G, Guiling S, Weixiang L, Yong P. Wireless sensor node design based on solar energy supply. 2nd International Conference on Power Electronics and Intelligent Transportation System (PEITS): IEEE 2009. p. 203-207.
Zedan MH, Khalaf HJ, Shaker AM. Optimum Design of Parabolic Solar Collector with Exergy Analysis. Tikrit Journal of Engineering Sciences 2017;24(4):49-57. DOI: https://doi.org/10.25130/tjes.24.4.06
Björnson E, Hoydis J, Sanguinetti L. Massive MIMO networks: Spectral, energy, and hardware efficiency. Foundations and Trends® in Signal Processing 2017;11(3-4):154-655. DOI: https://doi.org/10.1561/2000000093
Shannon CE. A mathematical theory of communication. The Bell system technical journal 1948;27(3):379-423. DOI: https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x
Hardan SM. Improvement The Transmission Efficiency For Wireless Packet Communication Systems Using Automatic Control for power And Time Slot Width Of Slotted Non persistent ISMA Protocol. Tikrit Journal of Engineering Science (TJES) 2011;18(3):81-88. DOI: https://doi.org/10.25130/tjes.18.4.05
Assarut R, Husada MG, Yamamoto U, Onozato Y. Data rate improvement with dynamic reassignment of spreading codes for DS-CDMA. Computer Communications 2002;25(17):1575-1583. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-3664(02)00054-3
Kunihiro K, Hori S, Kaneko T. High efficiency power amplifiers for mobile base stations: Recent trends and future prospects for 5G. IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences 2018;101(2):374-384. DOI: https://doi.org/10.1587/transfun.E101.A.374
Zhang J, Wei Y, Björnson E, Han Y, Jin S. Performance analysis and power control of cell-free massive MIMO systems with hardware impairments. IEEE Access 2018;6:55302-55314. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2872715