Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   5 Octo ber   201 9 , pp.  4226 ~4 237   IS S N : 2 088 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v9 i 5 . pp 4226 - 42 37          4226       Journ al h om e page http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Heterog eneous n etwork o ptim izat i on using  ro bu st    power - and - re s ource bas ed  algorit hm       Savit P at il 1 , A. M.  Bh avik atti 2   1 AM Engi nee r i ng  Coll ege ,   Indi a   2 Com pute Scie n ce   and Engi ne ering Bhe emanna   Khandre   Insti tute  of Te chnol og y   ( BKIT ) Ind ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Sep   17 , 201 8   Re vised  Ma r   13 , 2 01 9   Accepte Apr   24 , 201 9       In  orde to  m ee the   inc r ea sing  m obil dat a - tra f fic ,   spat ial  densifi c at ion  o f   net work  with  seve ra low - power  nodes,   the   high - power  m ac ro  BS   and   HetNe are  the  m aj or  ke y   en abl ing  solu ti on .   How eve r,  the  HetNe t   is   unpla nned  in  n a ture ,   ca uses  irregula rities  and  in te rfe r ences  tha without   a n y   user  association   rule s.   Th ap propria t dep lo y m ent  of  th f emto - ce l i n   HetNe ca p rov ide   eff e ct iv tr af fic   off loa ding ,   w her the   alleviat m obbing  in  the   m a cro - c el l ca de crease  th power  consum pti on  th ere for it  opti m iz e s   the   user  expe r ience .   Moreov er,   t he  prote c ti on  is  al so  important   f or  the   m ac ro   and  femto  ce l u sers  in  n et wor through  m ai nt ai ning  the   m in - m ax  le ve of   int e rf ere n ce s.  In   thi pape r ,   we  proposed  RP RA   tha comprises  two  robust   appr oac such  a robust  power - cont roller  and  t he  robust  cha nn el - a ll oc at ion   appr oac h ,   which   ca improve  th spec tr al   eff icie nc y   and  user  ex per ie n ce a t   lower   net work  cove rag ar ea via   eli m ina ti ng  the   wee cov er age   zon es.     Also  provide   high  user  rat c onnec t ion  b y   e ffe ctive  interfe r enc in  a n     eff icient  spec tru m ,   lower ing  in   tra nsm ission  power  and  cost - ef fec t ive ness     via   le ss   ti m e   del a y .   To  show   the   eff ective n ess  of  ou proposed     m odel   we  h ave  compare wit seve ral  exi st i ng  te chn ique and  we  go t   signifi c ant   improvem ent   in  thr oughput,   al so  r educ t ion  in  ti m del a y   and   tra nsm ission powe r.   Ke yw or d s :   Ba se stat ion ( BS)   Heter og e ne ou s  n et w orks   (H et Nets)   Robust   powe r - and - re source   base al gorit hm  ( R PRA)   Copyright   ©   201 9   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Savita Pat il   AMC En gi neeri ng  C ollege ,   18 t h K.M,  Ban nerg hatta  Mai n R d, Be ngal uru , K a r nataka  56 0083, I nd ia .   Em a il sa m patil9 49@ gm ai l.c om       1.   INTROD U CTION   The  prese nt  cel lular  netw ork  faces  the  pro bl e m   of   huge  inc rem ent  of   data  traff ic in  t hat  the  sp ect ral  eff ic ie ncy  al lo cat ion   an design   is ver im p or ta nt.  I ge ne ral,  the  co nce pt   of   f reque ncy  reu se  is  the  m ajor  key   for  4 - Ge ner at i on   a nd   th fu t ure  cel lular  net works;   howe ve r,   the  Het Nets  hav at tract ed  lot  of   at te ntio of   the  researc hers  in  LTE  (L ong - Te rm - Evo luti on wireless  netw ork   [ 1].  Mo reover the  pote nt ia of   HetNets   has   us e to  opti m i ze  the  sp ect ral   eff ic ie ncy  an us er  e xp e rien ces  at   ver de ns en vir onm e nt  ‘or’   lo we ne twork   cov e ra ge  area s th ough  the  de plo ym ent  of   HetNets  to   sm al l - cov e ra ge  ar ea  (f em to  ‘or’  Pico)  a nd  lo powe r   cel with  in  th m acro - cel env i ronm ent  is  gen e rall el i m inate   the  wee co ver a ge  z ones,  al so   pro vide   the   higher   s pectr al - eff ic ie ncy”   [2] The   a ppr opriat de plo y m ent  of  the   fem to - cel l”   in  HetN et   can   pro vid eff ect ive   traf fi offl oad i ng,  wh e re  t he  al l eviat m ob bing  in   the   m ac ro - cel ls  can   de crease  t he  powe consum ption   there fore  it   op t i m iz es  the  us e ex per ie nce.  I or de to  de ve lop   m acro - fe m to  ba sed  H et Nets ,   the  m ai concern  is  to  m a nag the  c o - c hannel  interfe r ences  that  oc cu rs  becau se  of   s pectru m   sh ari ng,   the  interfe re nc es  of   c o - c ha nnel   m ay  beco m e   worse  due  to  f e m to  BSs  that  instal le thr ough   e nd - us er w it ho ut   any  of   ce ntrali zed  pla nn i ng   proce dure.  Ge ne rall y,  fem to  BSs  are  de ploy ed  unde m ac ro - cel areas  w it ho ut   any  warnin due  to  sp e ci al   req ui rem ent  of   cl ie nt,  therefo r the  la ck  cent rali zed - cel pla nn i ng   t he  eff e ct   of  interfe ren ce s i tw o - ti er “m a cro - fem to H et Nets”  va ry c onsidera bly i a  c onve ntion al  cell  n et w orks.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Hetero ge neous  n et work   opti m izati on u si ng r obus powe r …   ( Sa vi ta  Pa ti l )   4227   m a in  diff ic ulty   occu rs  i dep loym ent  process  of   He tNet   in  order   to  pro vid hi gh  us e rate  connecti on  by   eff ect ive  inte rf e ren ce  in  sp ect r um   eff ic ie nt  and   co st - eff ect ive  m ann er seve ral  publis he works  ha f oc use on  “co - cha nn el   inter fer e nc e”  diff ic ulty   t hat  arises  betw een  fem to  BSs  and   m acro   BSs  [1 ] .   Thro ugh  st uddi ng   se ve ral  w orks the  dem on strat io fem to  BS  as   the  c ogniti ve  r adi os  per m it fe m to  BS  to  sense  m acro   BS  us e perform ance  to  co nt ro the  ty pe   of   inter fer e nce  at   the  avail abl sp ect ral  res ources ;   howe ver,  the  pro blem   relat ed   to   power   c on t ro ll er  ha disc us se d w he re  the  netw ork  c onfi gurati on   is  f e m to - m acro   two - ti er  netw orks  thr ough  pro posin dow nlin ba sed  powe al locat ion   al gori thm wh ic con sist   i nfor m at ion   of  channel  f or   al inv olv e li nk i net wor k.   Wh il co nsi der in cent rali zed  base fem to  gateway  proce ss  that  cal le a f us io ce nter is  basical ly   reli es  on  gate w ay   connecti on  in  or der   t distrib ute   and  colle ct   the   necessa ry  c ha nn el   i nter fer e n ce  inf or m at ion.  A e xten sive   am ou nt  of   w orks  has   bee done   with  res pect  t use as so ci a ti on   in  t he  H e tNet co ns ide r ing   dif fer e nt  ty pe  of  sce nar i os li ke  as  in  [3 ]   ha pro po se a   joi nt  opti m iz at ion   proce dure  of  use ass ociat ion  su c as  c ha nn e sel ect ion   a nd   transm issi on   powe r   has  co ns id ere to  m ini m a li z the  as  per   t he  us e thr oughput.  Wh il in  [ 4],  the  aut hor  pro pose for  the   adap ti ve  ass oci at ion  rule i order  to  e nlarge t he  co ns ist ing   num ber  o use rs  thr ou gh   decr e asi ng  the total usa ge   cost  of  r adi r eso ur c es  unde r   HetNet  e nv iro nm ent  with  relay   nodes;  w her eas   in  [5 ]   t hey  us e i nteg rated  us er  ass ociat ion  a nd r es ource   al locat ion  i n order  to  i ncr ease   the m et ric o f p rop or ti onal  f ai r  ( i.e. , log - rate s um ).   The  decen tr al iz ed  ba sed  i nter fer e nce  m anage m ent  protoc ol   for  the  c ogniti ve  fem to  BSs,  wh e re  eac fem to  BSs  wil l   al locat i ts  sp ect ru m   thro ug co ns ide rin the  pote ntial   interfe ren ce  a nd   i nterf e re nce  fro m   the   neig hborh ood  f em to - cel ls  is  discuss e i [ 6].  The  m et hodo l og ne cessary  f or   c omm un ic at ion   based  interfe re nce   ch ann el   a re  ver y   eff ect ive   am on the  neig hborh ood  cha nnel ,   thou gh  the  dir ect   li nk   in   bet wee m acro   BS  a nd  fem to  BS  are  ver im po rta nt  in  a ch an nel  inter fer e nc e,  in  [ 7]  they   discusse a bo ut  the   resou rces  al locat ion   optim izati on   proces s.   In   [ 8],  they   va luate   the  ch ann el   al locat ion   strat e gy  throu gh   app ly in t he  gam e - theor y   ap proac f or  c ogniti ve  fem to  BS  ra dio  m anag e m ent  resou rce s;  furthe rm or e,   in  [9 ]   they   stu died   the  distrib utio ap proac for  the  sel f - ori gi na te cel netw ork  i orde t c ontrol   the  t ran s m it  powe rs  on  sev eral  diff e re nt  channels  that  to   m ai ntain  us er   qu al it and   th channel  co ndit ion s th re sh ol base sp ect rum   sensing   is  ve ry  diff ic ult  to  desig n,   wh e re  i orde to  get  the  hi gh   desire trad e - off  in  be tween   ou ta ge  pro ba bili ty  and   sp at ia fr eq ue ncy  par am et er  need   to  be  tun e car efu ll y,  the  m or le sser  the  thr esh old  of   sp ect ru m   sensing  t he  lo we the   ag gr e gat interfe re nce  and  la r ger   t he  s pectr um   sensing  ra nge.  H owever,   the  reuse  of  sa m fr eq uen cy   channel  can  be   done  afte the   la rg er  ‘s patia l   intervals ’  that   te nd in  l ow   s patia l   fr e qu e ncy  re use the  analy sis  and   desi gn i ng  of   this  ty pe  of  trade - off  in  two - ti er  HetNet   with  fem to - ce ll is   discusse d i n [10].   Howe ver,  the  m ai aim  of   po we co ntr oller  is  to  decr eas the  transm is sion   po wer   th at   te nd s   to  decr ease  the  hig power   c on s um ption al so   r edu ce the  interfe ren ce  at   inter - cel that  is  ver i m po rtant  as  pe r   the  ab ov e d isc us sio n;  the refo re,  the  al te ri ng  the  powe tra nsm issi on   with respect   to  r eso urce  bl ock   is  ess entia to  achieve  hi gh   bit - rate  in   fem to - cel a nd   pico - cel l,  wh e re  the  oc curred  inte rf e r ence  can  be  reduce   sign ific a ntly   in  sm a ll - cel network.  T her e f ore,  the  c ha nn el  capacit and  c ov e ra ge  of  poor  area   un der   a  H et Net   scenari is i m po rta nt for  e nha nced use se r vices. Mo reove r, t he pr otect ion   is al so  im po rtant for  t he  m acro  a nd   fem to  cel us ers  in  netw ork  thr ough  m ai nta ining  the  m in - m ax  le vel  of  i nterf e re nces,  t he  QoS  ef fecti ven e s s   unde traf fic  is  m ajo fact or   because   thi can  dam age  the  res ource  al locat ion   pr oc edure  that  te nd t degra de   the Q oS of  u se rs  in a sm a ll n et work   (i.e.,  Pico or  fe m to cell s).  I ge ner al , th e inc r e m ent o nu m ber  of   m ob il us ers  c an  ca us the   de crem ent  in  Q oS   due  to  m ore  ba ndwidt r equ i rem ent,  in  orde to  ha ndle   this   un ce rtai nty,  th sever al   fem t BSs  are  re quired,   the refore   the  pro po se a lgorit hm   sh ou ld  be  r obus in  natu re   so   that  it   can  handle  un ce rtai nties  eff ect ive ly In   this  pa pe r,   we  pr opos e RPR t hat  c om pr ise two  r obus t   appr oach suc h as Ro bu sti fie d Po wer  C ontroll er ( RPC a nd the Rob us t C ha nn el - res ource  Allo cat ion A ppr oa c (RCAA ),   w hic ca im pr ov the sp ect ral ef f ic ie ncy and u s er expe riences  at  low er  n et work  c overa ge  a r eas via   el i m inati ng   t he   wee c ov e ra ge   zo nes.  Als pro vid high  use r at co nnec ti on   by  ef fecti ve  inte rf e ren ce   in  a eff ic ie nt  s pec trum lower i ng  in   tra ns m i ssion  po wer  an c os t - e f fecti ven es via  le ss  tim e   delay .     The  im ple m ent at ion   of  po wer   con t ro ll er  us e real  ti m based   sce nar i (i.e. He NB)   f or  m acro - cel an f e m to - cel l,  al so   the  s ta nd a rd   dy nam ic   represe ntati on  is  pe rfo rm e f or  po wer  c on t ro ll er  [ 11 ] wh ic is  e ff ect ive  at  powe switc hi ng   po i nts  in  HetNets.  In   res ul analy sis  we  s how the  perform ance  of   our  pro po se m od el   with   resp ect  t e xisti ng  al gorithm  u nde r diffe ren t  conside red sce nar i os  to  v al i da te  the m od el  perf or m ance.       2.   LIT ERATUR E SU RV EY   The  m ajo c halle ng is  to  e nhance  the  in door  area  c ov e rage,  the  stu dy  in  [12]  shows  m or than   70 %   of   th traf fic  da ta   and   50%  of  al vo ic cal ls  are  m ake  fr om   ind oors  e nviro nm ent.  So   th cov e ra ge  of  in do or   env i ronm ent  c an  pro vid higher  data - rate  a nd   Qo S,  wh ic are  the  m ajor  pro blem   wh ile  dev el op i ng   t he  up - com ing   gen e ra ti on   ( W i reless  Com m un ic at io Netw orks WSNs,  howe ve pro vid i ng   m acro - cel BS  in  orde to  handle  the  gro wing  traf fic  dem and   is  m uch   ex pensi ve.   T her e fore,  no ve fu tur ge nerat ion   arc hitec t ur is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   5 Oct ober  20 19  :   4226   -   4 2 3 7   4228   su ggest e to  overc om the  on goin dem and   of  data  tra ff i and   it   co ns is of   fem to - cel BSs  (F BS)  [13 14 ] .   The  pr ese nce  of   pro xim it at   receiver  a nd  tra ns m i tt er  causes  the  bet te us e rs  ex pe rience  a nd   a bl to   com m un ic at op ti m iz e   throu ghput,  suppose   t he  ind oor  us er  su c as  on e in  their  ho m es  or   apa rtm en ts  are  li nk ed  t a F BS,  an s om e   of   i ndoor  us e rs  com m un ic at directl thr ough  the  m acro - cel that  te nds  to  op ti m iz the  per f or m ance  of  netw ork.   C onsideri ng   t he  ope r at or si de,   the  fem to - cel can  increa se  t he  re us of  sp ect r um   in  or der  to  pro vid e   the  high  sp ect ral  ef fici ency  and  the   net work  capaci ty m or e over,   the   F BS  are   com pen sat ed  a nd   upheld  via  the  owners.  I nspire  of  these  adv a ntage it   com es  with  se ver al   ne chal le ng es   su c as i sy nc hro nizat ion ,  in t erf e ren ce  m anag em ent an d net work arc hitec ture  [14 ] .     In   gen e ral,  th diff ic ulty   due  interfe re nc es  hav becom m ajo pro blem   wh ic r equ i res  novel   so luti on  be cau se  of   m or co m plexit in  com par ison   with   the  existi ng   s ta nd a rd   cel lula netw ork Ba s ic al ly   there   are  se veral   ty pe   of   dep l oym ent  arch it e ct ur is  pr ese nt   fo fem to - cel network s In   on of   the  ty pe   of  or t hogonal  de plo ym ent,  the  sp ect r um   is  s liced  into  du al   i nd e pe nd e nt  f ra gm ents,  wh e re   on is  use vi the   fem tocel ls  and   oth e is  us ed   by  the  m acro - c el ls  [15],  m or eov e r,   t hey  rem ov e   inter - ti er  le vel  inter fer e nc es  due   to  that  re sour ces  of  f re qu e nc are  not  fu l ly   util iz ed.   I oth e ty pe  of   c ha nn el   de plo ym ent  arch it ect ur e,   the  bo t fem to  and   m ic ro   cel ls  hav in di rec tl acce ss  to  a vaila ble  cha nnel [1 6],  this  t ype  of   m et ho dolo gy  can  ge ner at la rg inter fer e nc le vels.  Howe ver,  there  is  al so   par ti al   ‘co - c hannel’  de pl oym ent  app r oac h,  su ch   that  the  al pr esented  s pectr um s   are  separ at ed  into  tw pa rts;  on spe ci al ly   ded ic at ed  to   m acro - cel ls  and   the   seco nd   on s ha red   to  fem to  and   m acro   cel ls  [17 18] Th ese  dep l oym en m od el   of   FBS  acce ss  appr oa ch  is  us e to  restrict   ‘o r ’  al low  the   us age  of   s pec trum   by  us ers.  Howev e r,   the   op e acce ss  pro vid us er  to  have   acce ss,  w hile  the  cl os e acc ess  only   al lo w subsc ribe use rs  for  sp ect r um   acce ss  (i.e .,   cl os ed   s ub sc ribe r   gro up) m or eo ver   t he  us of  hybri acce ss   al lows   al s t non - subsc rib er  to  us pa rtic ular  am ount  of   t he   ‘f em to - cel l’  re so urces I pa per   [19],  they   m ulti   cast ing   ty pe  of   sc he du li ng  pro blem   in  HetNets   via    “half - du ple re la y”   sta ti on   is discuss ed   an aim   is  to  m ini m al iz the  tran sm issi on  d el ay   of b loc (i.e., pack et s   to  use rs ov e t he  ti m per iod via  rate - le ss  c odes.   The refo re,   the operati on o f   half - duplex  is  perf or m ed  at   each   tim interval,  relay   sta ti on   is  sel ect   m ulti cast   pack et   to  us e rs  or’   reali ze  packet   fr om   m acro   BS ,   afterwa r ds   th e form ulate the  fluid  rela xa ti on   to   op ti m ize  the  decisi on  diff ic ulty   an pro vid t he  optim a l   appr oach f or th reshold  b a se  de plo ym ent in ord e to  exploit   the  m ulti cast  s pecu la ti on c ha nn el   Ther e f or e,  t he  relay   sta ti on   only   m ulti - cast   wh e ne ver   t he  c hannel  cap aci ty   has  reac hed   consi der a bly  high,  t hen   a on li ne   poli cy - base rela xation  t hat  does  not  nee de the  inf or m at ion   of  cha nn el   distribu ti on .     The  cha nnel   di stribu ti on  is  consi de re to  be  sym m et ric  to  al us ers  a nd   t he  cl os e fo rm   of   asy m pto tic   expressi on   is  perform ed  by  their  poli cy Wh il e,  c onside rin dual   use r   m od el they   use a asy m pt otica ll op ti m al   fu ncti on  that  base on   the  “wate fill ing ”  rate  al l ocati on   f or  ap pro xim a ti ng   the  bette m od el   po li cy .   The  use sc he du li ng  ( ‘US’ and   us er  as so c ia ti on   (‘U A’)  has  co ns id er  f or   the  lo ad  ba la ncing   at   do wn li nk   op e rati on  of  w irel ess  Het Net  via  f or m ulati ng   the   m axi m um   utilizat ion   of  wide  netw or pro blem   to  reso lve   the  eff ic ie ncy  pro blem   [2 0].  First  of  al l,  the approxim at the  thr ough pu t   of   non - c onve pro blem   with  US   in   order   to  c on ca ve  the  f un ct io nalit and   this  can  dem on str at the  diff ere nce  of  ap prox i m at ion   al go rit hm   zero  wh e ne ver   the  pr ese nt  us e rs  are  m uch   la rger.  A fter wards distrib u te c onve ap proac that  is  known  for   change  the  m ulti pliers  directi on   m et ho dolo gy   is  us ed  as  the  integrated  U S - U al gorith m   that  can  be  app li ed   on   BS  an use sides  i nd i vid ually   an d,   propose to  be  resou rce  al loc at ion   an BS  associat ion   so l utions.     The  pr op os e m od el   featur enh a ncem ent  can  be  us ed  in   fu tu re  to  im p rove  pe rfor m ance  that  apa rt  from   m ul ti - us er  div e rsity  an d l oa d balanci ng.   The  tra de - off  in  bet ween  th energy  c ons um ption   an data - rate  pe rfo rm ance  in  non - or t hogonal   m ul ti ple  acce ss   (‘  )   has   stu di ed  in  [ 21 ] w he re  the  pro ble m   of   sche du li ng  a nd   t he  pow er  en ha ncem ent   in  N OMA   HetNets  is  perfor m ed;  thou gh  the  powe al loc at ion   a nd  e nergy  ef fici ent  sc hedulin a ppr oa ch  i NO M HetN e ts  are  introdu c ed  f or   bot im per fect  and   perfect   CSI.  T he  FQL  (Fuzz y - Q - Lear ning)   based  energy  eff ic ie nt   app r oac (i.e. inclu de  ei ther   sle ep  ‘or’   wa ke - up  m od el f or  the  BSs  in  HetNet  an the   ai m   is  to  m ini m ali ze  the  ene rg without  ef fecti ng   t he  offe re QoS  thr ough  perform ing   sw it ch  off  ope rati on   at   redu nd a n BSs   in  accor da nce  to  native  tra ff i c,  w hich  de pe nd  up on   the  c ov erag a rea  of  c el l.  The  sle ep - m od e   act ivit fo BSs  m ay   te nd to   la rg cov e ra ge  loss,  un le ss   so m par ti cular  optim iz so l ution   is  occ urr ed  at   sam interval  [ 22 ] T he  HetN et con sist   of  s econ da ry  an pr im ary  us er,  wh e reas  the  ordina ry  cel lular   us ers   are  co ns i der i ng  to   be  pri m ar us ers   (PUs ),   wh il un li cen s ed,   IoT  a nd   som sensor  e qu i pm ent  are  co nsi der in to  be  seco ndar us ers  (SUs in  [23].  The  c hannels  Het Ne ts  are  occupie PU wh il the  SU c a on ly   reu se  the  P Us  c hann el s,  he re  they   consi der e dua m od tra ns m issi on   for  th SU s uc as  S on ly   com up  with  BS  directl ‘or’   via  the  help  of  ass ociat ive  relay   no de   and   t he  e nergy  eff ic ie ncy  enh a ncem ent  of   SUs   prototype  is co ns ide red.    In  ge ne ral,  the m ajo rly   aim  on  as so ci at io of  use rs   s uc as   sel ect ion  of  BS,   m od s el ect ion   a nd   channel  al locat ion   in  orde to   op ti m iz the  powe co ntr ol  at   up li nk  com m un ic at ion   in  betwee the  B Ss  an SU m or eov e r,  these  ty pe  of  d iffic ulty   can  be   fo rm ulate as  m ixed  intege optim iz and   non - co nvex   prob le m .   An   opportu nist ic   ty pe  of   pow er  con t ro ll er  a ppr oach   is  pro po s ed  in  [ 24]   t m it igate   the  interfe ren ce  f r om   the   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Hetero ge neous  n et work   opti m izati on u si ng r obus powe r …   ( Sa vi ta  Pa ti l )   4229   act ive  nu m ber   of   fem tocel ls  a up li nk   tra nsm issi on the  m acro - cel BS  chooses  the  al lo wan ce  inte rf e r ence  a per   nu m ber   of   fem to - cel use rs  an fem to - cel ls,  after wa rd al locat th transm it   po wer   unde cr oss - ti er  interfe ren ce  in   con si der e H et Nets.  The  a ppr oach   to wards  the  po wer   con t ro ll er  s hould   ve rify  the   act ive   nu m ber   of  fem tocel ls  as  pe t he  e ff ect ive   co ntr oller,  al s t hey  pr opos e t wo  ki nd  of  se ns in a ppr oac hes  t pr e dict  the  act ive  fem tocel ls   su ch  as;   cent rali zed  an th distribu te d,   resp ect ively The  dif ficult   ou ta ge  pro bab il it y fu nc ti on  und e the  Ray le igh  f ading  e ff ect  h as st ud ie in [25 ]  an s olv e a con verge nce p r oblem  f or   init ia ll discov ere a ppr oac h es  i t he  cas of  i nterf e re nce.   A fter wards,   they   ad dr e ss  the  power   relat ed   diff ic ulty   with   ho l ding  the  ou ta ge  co ns tr ai nts  al so   co nsi der in thei r   feasible  e nv i ronm ent;  m or eov e r,   a d ynam ic  ap pr oac h has pr opos e to pr ov i de  o uta ge  pr ob a bili ty  co nd it io n i a H et Net in  o r der  t dec re ase the   ov e rall   ene r gy  consum ption ,   a lso  this  guara nt ee  to  al fem to - cel us e rs  a   bo und  of  m in  an m ax  f or  the  worst  le vel of  ou ta ge  proba bili ty       3.   PROP OSE D MET HO DOL OGY   In   ge ne ral,  th e   interfer e nces  hav e   beco m m ajo prob le m   wh ic require novel  so luti on  beca us of   m or com plexity   in  com par ison  with   the  exis ti ng   sta nd ard   cel l ular  ne twork A   ne w   ty pe   of  de pl oym en t   arch it ect ure  is   present   su c as   f em to - cel netw orks.  I on e   of   t he   ty pe  o ort hogo nal  de pl oym ent,    the  sp ect r um   is   sli ced  into d ua ind epe ndent fragm ents,  w he re  one  is  use via  the  fem tocel ls  and  o ther  i us e by  the  m acro - cel ls In   this  s tud y,  we  co nsi der   on m acro - cel an se ve ral  num ber   of  fem to - cel ls,  wh e re   fem to - cel ls  has  able  to  dec rea se  the  interfe re nce  le vel  with  var i ou c ha nn e sign al that  will   help  to  op tim iz the  s pectral  e f fici ency  as  per  the  c overe c el area.  T he  s ever al   num ber   of  fem to - cel ls  can   be   locat e in   a   m acro - cel l,  t he refor e   the  B Ss  of  fem to - cel ls  are  loc at e at   ver s horte distance  to   eac oth e r,   w hich  he lp  t cov e the  po or  transm issi on   area  present  in   m acro - cel l;   m or eo ver t he   equ ipm ent  be com es  m or e nergy  eff ic ie nt  due  to  the  shorte distance  via  de crem ent  in  tr ansm issi on   power   that  hel to  increase   the   li fe  of   batte ry.   In  ge ne ral,  fem to - cel ls  are  us e i indo or  locat i on  s that   the   m acro - cel can  pro vid t he  rob us serv ic es   to  us e rs  du e   to   it re du ct io of  ov e rh ea d.  Bl oc di agr am   of   pro pose RPR is  sh ow i Fi gure   1,   wh e re  the  pro pose ap proac sh o ws  c onside r obus ap proa ch  that  can  ha ndle   va riat ion   in   BSs  (i.e.,   dif fe ren scenari os ) , whi ch wil l be s ho wn in res ult an al ysi s secti on           Figure  1 .   Bl oc diag ram  o pro posed   RPR A         In   t his  sect ion,   first  we  will   pro vid the  de ta il ed  stud an num erical   form ulati on   of   Robusti fied   Power   Co ntr oller   (RPC a nd  afterwa r ds   we  will   go  f or  the   Ro bu st   Cha nnel   All ocati on  A ppr oach  ( R CAA ).    In  co ns id er  He tNet the   us e rs   of  fem to - cel ls  and  m acro - cel ls  m akes  the  re qu e st,  base upon  t heir  re qu i rem ent   the  c hannel  a nd  tra ff ic   detai ls  are   acq uire d,  the al thes e   thin gs  are   f orwarde to   re s ource  al lo cat io a nd  powe co ntr ol   process   f or  f ur t her   optim izati on   process ,   so   we  ca ge m axi m u m   us er   thr ou ghput  an op ti m iz e p ow e tra ns m issi on .     3.1.   R ob ust ifi ed p ower co ntr oller     Con si der i ng   t he   cha nn el   unce rtai nties,  the  fe m to - cel us er   ( FCU)  re qu i re m ents  an m a cro - cel us e (MCU)  perf orm ance  protect ion   is  ver nec essary  to  co nsi der e sim ultan eo us ly the refor we  co ns i de the   rob us power   c on t ro ll er  an r eso ur ce  al locat ion   ap proac in  two - ti er  H et Net  under   th ‘stoch a sti m od el ’.    m ulti - us er  OFDM  ba sed   HetNets  is   co ns ide red  that  consi st     num ber   of   FCUs c om m un ic at ing   with   associat ed   fem to - cel BSs   ove the     num ber  o f   subca rr ie r m or eo ver  FC Us  a re u se t op e r at the  MC Us  via   FC - BSs,  w here     and     are  c ha ng e acco r ding  to  t he  num ber   of  us e r’s  act ive  an av ai la ble  su bca rri er   channel,   t hat  can  be  giv e as { 1 , 2 , 3   . . . . . , }   an d   { 1 , 2 , 3   . . . . . , } w her e we   ass um ed  that     a nd  the   s ub ca rr ie ba ndwidth  is   ex pec te t be     Hz  w hich   is  m uch  l ess  in   c om parat ive  to   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   5 Oct ober  20 19  :   4226   -   4 2 3 7   4230   wireless  cha nnel   ban dwidt h.   Ther e f or e,  a pply ing   Sh a nnon   Har tl ey   Theo r e m   (S HT)   [ 26 ]   cor res pondin FCU   data rate     at  sub carrier     is w ritt en  as .     , = , log 2 ( 1 + , , , )   ( 1 )     Wh e re,   ,   show t he     FCU   s ub ca r rier  ta s at   the     subca rr ie r ,   ,   sh ows  t he     FCU   ba ckgr ound  noise   a t   su bc ar rier   ,   sh ows   the     FC s trai gh t   cha nne gai at   s ub c arr ie r     a nd,   ,   sh ow s     FC U   tra ns m it   powe at   s ub ca rr ie r   The re  is   or’  s ub ca r rier  assig nm ent  w hich   sig nify   the   s ub ca rr ie r     us e via     FC U   or  no t.   T he  m ai pro blem   with  this   is  batte ry  ca pacit at   the   th   FC tra nsm it te r,   there f or e   t he   c on st ra int  can  be writt en a s:     ,   = 1 ,  ,   (2)     In  ab ove  e quat ion ,      shows  th m axi m a power  tran sm i of  the  FCU wh e re  t he  dat a - rate  s houl accom plish th e  nom inal requ i rem ent o f     FCU  Q oS  s t hat it   can  be writt en a s:     , = 1  ,   (3)     Wh e re,      show the  m ini m u requirem ent - r at of     FCU,   al so   inter fer e nc co ns trai nt  of   t he  total     cro ss - ti er  unde fem tocel l HetNet t t he  MC r ecei ver sect ion  ca n be  gi ve as:     , = 1 = 1 , ,    (4)     The  i nterf e re nc le vel  at   rec ei ver   side  of  MC is  denot by   the   s um   rate  m axi m iz at ion   by  po wer   con t ro ll er  at  th e H et Nets  scen ario  ca n be  wr i tt en  as:      , , , = 1 = 1     , = 1 = 1 , , 1     , , = 1  ,   , 2   (5)     Wh e re,   1   d e no te s   the  in div id ua l   su bca rr ie r     that   is   al locat ed  to  eac FCU,   , = 1   shows   t he   th - su bc ar rier  w hich  is   use via     FCU,   an d   2   is  use t s how   the   co ns trai nt  of  powe tra ns m i ssion  at     F C U   ov e t he  s ub - ca rr ie r .       ,   = 1  ,   , 3     h d , e I d , e N d , e E e = 1 D d = 1 M il   , Z 4   (6)   ,     { 0 , 1 } , ,   , 5     The  ( 6)  co nfi r m   the  Qo S   f or   each  FC Us,   w her e ,   4   denotes   the   interfe ren ce   of   t otal  powe at   MC receiv er ,   and   the  m ai pr ob le m   is   , = 1   wh ic is   m ixed  inte ger  an non - c onve program m ing   diff ic ulty ,   ,   s ign i fies   the  feedb ack  of  c ha nn e gains  t hat  pro vid e th r ough   MC to   FCU.   In  rece nt   dev el op m ent,  m ajo rity   of  t he   resea rch e rs  has  ai m ed  towa rd s   po wer  al locat ion  stra te gy   in  the   Het N et [27]  wh ic f oc us   on  im pr ov em ent  power   with  pe rf ect   CSI   [ 28] Howe ver i par ti cl scena rio,   t he  qua ntiza ti on   error pr ese nc reasons  the  channel  uncert ai nty  wh ic is   har m fu fo MC Us,   in  ord er  to  overc ome   this  pro blem we  s hould  c on si de r   so m i m pr ov te ch nique  s that  ca deal   with   these   ty pe  of  unce rtai nties.  Ther e f or e,  w e   us R obus t ifie d   powe c on tr ol le r   an d,  t he   (6)  ca n be r e w ritt en  in  a  pro bab i li ty  f or m :      , , ,   = 1 = 1   . . 1 , 2 , 5     P { ,    = 1 }   , , 6   P { , , , = 1 = 1 >  }     (7)     Wh e re,   both   ( 7 guara ntee  the  Qo of  MC and  FCU   th rou gh   us i ng  pro bab il it y   functi on ,     and     shows  f or   t he  thres hold  value   us e in   ou ta ge  pr ob a bili ty .   OFDM  featu re  m et ho ha s   consi der,  the re fore  the  subcar riers  a re  in depend e nt  f r om   e ach  s ub - car rier th ough  each   of   FCU  i nform at ion  are m utu al ly  ind epe ndent  fro m  su bcar rier s a nd  the  data - rat e set i s d e fine d as:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Hetero ge neous  n et work   opti m izati on u si ng r obus powe r …   ( Sa vi ta  Pa ti l )   4231   = { ,  }   = { , = 1  }   (8)     Wh e re,     set  is a inte rsecti on s ub s et  of     su ch  as :     S ̅ S = S 1   S 2 S e   (9)     A pply ing t he p roba bili ty  an al ysi s   in  ( 9) , we  go t he  fo ll owi ng r el at io ns hi p:     ̅ } P { } = P = 1   { }   ( 10 )     Fu rt her m or e ,  it  can be  giv e n   a s:     P { , = 1  }     P = 1   { ,  }   (1 1 )     Pr oba bili s ti c on st raint  rate  f or   the  upper   boun shou l f ul fils  the  essenti al   ou ta ge  pr obabili ty   thro ughout  the   worst sce nar i o, there fore t he   c onditi on sce nari by  ( 7)  ca n b e wri tt en  as:     Max   P { , = 1  }     P = 1   { ,  }     (12)     The   determ inist ic  o utag probabil it of   (1 2 )   can  be  giv e n   as :        , log 2   ( 1 + , ,   J , 1 (   / ) ) , .   (13)     The  ( 13)  c onf irm   the  ‘po we tran sm issi on ’  with  t he  out age  p r ob a bili ty so   the  pro ba bili sti interfer ence     from   (7 ca n b e upd at e as:     h d , e I d , e M il EN N d , e 1 ( 1 DE ) ,   , d , e     .   (14)     Ther e f or e,  t he  (14)   is  sai to  be  determ inist i in  natur a nd   it   is   necessit at ing   to  keep   it   as  pr ese ntable   form ,   m or eov er , th e   diff ic ulty  o f  po wer co ntr oller  without a ny pr i or info rm ation   can  be give as :     ma x , , , = 1 = 1   . . 1 , 2 , 5   (15)     , log 2   ( 1 + , ,   J , 1 (   / ) )  ,     .   (16)     Her e , th e  in verse f un ct io n   of  colle ct ive d ist r ibu ti on  at   var ia ble   ,   an d   ,   is app li e d   a nd can  b e  writ te     as   J J d , e 1   an d   N N d , e 1 .   E h d , e I d , e N N d , e 1 ( 1 DE ) M il   (17)     In   ge ne ral,  the  FCUs  can  obta in  the  CSI  by  the  cha nn el   est im at ion   procedure  bet wee the  FCUs  an the  MC Us t her e fore  t hese   can   arise  som trouble  at   CSI   acq uisit ion .   T her e fore we   c on si der  the     sel f - determ ining   prototype  of   Ga us sia dist rib ution  in  ord er  to  ha nd le   t he   am big uity   par am et ers.   Howev e r,  the  FCU tra nsm it te chan ne gain  t BS  i obta in  by  rob us us e r -     aft erw a rds  the  fe edb ac is  sen d back  to  t he  corres pondin FC Us  tr ansm it te r.     3.2.   R obust  r esou rce  a ll oc ati on appr oa c h   The  m ajor   diff ic ulty   is  sti ll   rob us ti ficat ion  at   ch an nel   al locat ion  pr ocess  due  the   ,   integer   var ia ble the   bo t inte ger  a nd  real  ti m var ia ble  su c as   ,   a nd   ,   are  unde optim iz at ion   prob le m ,   therefo re  it   con duct di ver se   integer  progr a m m ing   dif fic ulty so   the  re la xation  of   s ubcar rier  assig nm ent  featur e   into  t he   con ti nuous  on t hat  can  be   al so   s ho w as  var ia ble   , =   ,   ,   fo fem to  us er  and  su bc ar rier.  Wh ere,   , [ 0 , 1 ]   sign ifie tim div isi on   strat egy  f or   t he   var i ou fem t use rs The re fore,  in   order  to   obta in  the   ,   a nd   ,   co ndit ion  va riables  we  app ly   Karus h - Kuh n - T uc ker  ( KK T [ 29 ] w hich  i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   5 Oct ober  20 19  :   4226   -   4 2 3 7   4232   nonlinea pro gram m ing   appr oach   t hat  al lows   eq ualit con st raints  va ri ables  an bas ed  on  the  La gr a nge  m ul ti pliers   m e t hod, th us  t he d erivati ve f or m  o f  opti m a l var i ables ca n be  w ritt en  as:     0 , , ( . . . ) ,   (18)     0 ,   , ( . . . ) ,     (19)     Wh e re,     show s t he ort hogonal  r el at ion  to  corre sp on ding  var ia bles a nd   ,   show the La gr a nge f un ct io n, in  add it io n,  t he   , ( . . . ) ,   a nd   , ( . . . ) ,     de rivati ves  c an  be w ritt en  as:     , ( . . . ) ,   = ( 1 + ) ̃ , ( , , , ) , ( ̂ , + 1 ( 1 ) , )   (20)     , ( . . . ) ,   = ( 1 + ) ̃ , ( , , , ) ,   (21)     Wh e re   , ,   a nd     are  nonne gative  La gr a ngia m ult ipli ers  f or   c orrespo nd i ng   c onstrai nts in ve rse   Gau s sia Q - functi on   is  giv e by   1 ( . ) T her e fore,   the  opti m a tr ansm it   po wer   with  the  c ha nn el   al locat io can  be writt en a s:     , = , , = [ 1 ln 2    ( 1 + ) + ( ̂ , + 1 ( 1 ) , ) , ̂ , + 2 , ] +   (22)     Wh e re,  outa ge   pro bab il it thres hold  is     and  the  up per   bo und  reg i on   is   , ,   [ ] + = ma x ( 0 , )   and   t he  su bc ar rier     is al locat ed  t the   optim al  u ser  s uc as:     , = 1 | = ma x ̂ ,   (23 )     Wh e re   ̂ ,   is give n by:     ̂ , = ( 1 + ) ̃ , ( , , , ) , = ( 1 + ) ( log 2 ( 1 + ̂ , , , ) ̂ , , ln 2 ( , + ̂ , , ) )   (24 )     Ther e f or e,  the   Lagr a ngia m ul ti pliers is upgr ad ed  as:     λ d t + 1 = [ λ d t x 1 t   ( I d max I d , e t e Z d ) ] +   (25)     μ d t + 1 = [ μ d t x 2 t   ( g ̃ d , e t e Z d G d min ) ] +   (26)     u t + 1 = [ u t x 3 t   ( M th I d , e t e Z d ( N ̂ d , e + Q 1 ( 1 ) u d , e ) D d = 1 ) ] +   (27)     W he re,   the   it e rati on  nu m ber  is  gi ven  by   t he   1 2   and   3   sho ws  t he  sm all  ste siz es,  wh e ne ve these   ste siz are  ap pro pr ia te ly   s m all  the  “Lagr a nge  m ulti p li ers”  can  co ng reg at to  e quil ibri um   po ints  [ 30 ] In   t he  im ple m entat ion   pro cess,  init i al ly  m axi m u m   iterati on   c ount  is  giv e by    and   i niti al iz at i on     of   = 0 , > 0   > 0 the  La gra ng e   m ulti pliers  are   init ia li z es  as   0 < ( 0 ) 0 < ( 0 )   and   0 < ( 0 ) though  t he  th re sh ol value   of  ou ta ge  pro bab i li ty   is   [ 0 , 1 ] , [ 0 , 1 ] The   up per   cha nnel   est i m ation   boun error  in   f em to   use r   li nk  is   ( , [ 0 , 1 ] a nd  t he  e sti m at ed  er ror  va riance   in   fem to  us er   to   m acro  us er   is( , [ 0 , 1 ] ).  T he  m axim al   transm i powe (  a nd  in it ia li ze  po we ( , is  set   t gre at e tha zer with  sam values   at   al s ubc arr ie rs ,   al so  wi th  t he     interfer e nce.   A fter ward the   it erati on   is  sta rt   f ro m   on e,   al so   f or   eac h     and     valu it   com pu te the  transm it   po we r   ( , ),   , ̂ ,   and   t he  updated  Lag ra ng m ul ti pliers, til l  that the it erati on h a no finis hed.       4.   RESU LT   A N ALYSIS   T he  fem to - cel l   can  i ncr ease   the  s pectr um   reu se  in   or der   t pro vid t he  hig sp ect ral  ef fici ency  a nd   the  netw ork  ca pacit y .   Her e,  our  ai m   is  on   associat ion   of   use rs  su c as  sel ect ion   of   BS,  m od sel ect ion   and   channel  al locat ion   in  orde to   op ti m iz the  powe co ntr ol  at   up li nk  com m un ic at ion   in  betwee the  B Ss  an Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Hetero ge neous  n et work   opti m izati on u si ng r obus powe r …   ( Sa vi ta  Pa ti l )   4233   FCUs.   T he  ou ta ge  pro bab il it con diti on  in   HetNet  is  app li ed  in  ord er  to  decr e ase   the  ov e rall   energy  consum ption ,   a lso  this  guara nt ee  to  al fem to - cel us e rs  a   bo und  of  m in  and  m ax  fo r   the   w or st  le vel  of   ou ta ge  pro bab il it y.  In  co ns ide H et Net   en vir on m ent the   FCUs   an MC Us   m akes  the  request,  base upon  the i r   requirem ent  th cha nn el   an traff ic   detai ls  a re  ac qu ire d,  th en  the se  t hi ngs   f orwarde to   our  pro posed   RPR A   for  furthe r op ti m iz at ion  p r oce ss   to   get m axim u m  u ser  thr ough pu t a nd  op t i m iz e p ow e tr ansm issi on .     4.1.   P ara me te ini tializ at ion   In   order   t sim ula te   the  resu lt in  Ma tl ab2 01 6b,  we  have  us ed  syst em   config ur at io s uch   as ;   8G RAM,  i5  I ntel  Pr oc esso r,   1T Hard  disk   a nd  W in dows  10  OS .   T he  se ve r al   con si der e necessa ry  par a m et ers   that  us e in   tra ff ic   c onditi on  s cenari os   is  pr e sented  i ta ble1.   T he  gro wth  of   m ob il use r causes   ext ra   sign al   interfe ren ce  at   FCUs  a nd   MC Us  in  sm a ll   cells  HetNet  scen ario;  ther ef or e ,   the  fem to - cel input  is  ta ken   from   real - ti m scenario   li ke   as  vi deo   data  [31 ]   and  au dio   data  [ 32 ]   in  order  to   get  reali sti m ulti - m edia  transm issi on .   Unde this c on sidere tra ff ic   conditi on, we a re going t ta ke  f ive  sc ena rio s su c as;   Scen ario - A ,   Scena rio - B Sc enar i o - C,   Sce na rio - D   an Sce nar i o - E In  eac of  the   sce nari w hav e   ta ke m acro - cel l,  30   nu m ber   of  MC Us,   12 nu m ber   of   FCUs w her e   the  l ocati on  of  fem to - cel l,  FCUs  a nd  MC Us  are   ge ne rate rand om l y.       Table  1 .   Use d param et er in it ia li zat ion   Para m eter   Valu e   Carrie Ban d wid th   2 0 0 0 Mhz   Su b carr ier  Ban d wid th   3 7 5 KHz   Sy ste m  ban d wid th   1 0 MHz   Maxi m u m  tr an s m i t po wer   2 0 d B m   Mini m u m   trans m it  po wer   0 d B m   An ten n a gain   1 4 d Bi   Cell radiu s   1 K m   Co rr elatio n   d istan ce   4 0 m   BS trans m it  po wer   4 3 d B m   User sp eed   3 K m /h   Nu m b e o f  M a cro - cell   1   Nu m b e o f  FCU   30   Nu m b e o f  M CU   120       4.2.       Perf or man ce   anal ys is   4.2. 1.    Scen ari o - A   In   sce na rio - A,   w ha ve  c onsidere d   m acro - cel l,   fem to - cel l,   30   nu m ber   of   MC U s   an d   12 nu m be r   of   FCUs Her e F ig ur e   2   s hows  the   t hro ughput  i Mb ps  as   per  ti m inter val wh e re  our   pro posed   m od el   ha s   perform ed  sign ific antly   bette at   each  tim interval.  On l in  110.9s  ti m interval  there  is  drop   in  ou r   pro po se ap pr oach,  ot herwis in  ta kin a ve rag of   al tim interval  our  pro posed  m od el   RPR got   10 . 15  Mbp s   thr ou ghput,  w hich  is  13%  m or e   com par to   H ARQ - CC   [33]  an 25. 5%  m or c om par e     to  HA R Q - T1   [34].   Fig ur 3   sh ows  the   d el ay   in  (seco nd)   as  pe the  perform ed  step s w he re  the  aver a ge   delay   co ns ide ri ng  al the steps   is  0.1 f r om   our  RPR m od el , 0 . 24  s obta ined  by HARQ - CC   [ 33 ]   a nd 2.92  s   ob ta ine by   HA R Q - T1   [ 34] the refor e   the  delay   in  pe rfor m ance  th rou ghout  the  ste ps   our  m od el   ha s   consum ed  ve ry less t i m e compare  to othe rs.             Figure  2 .  Thr ough pu t a per  t i m e interval     Figure  3 .  D el a y as pe the  p e r form ed  ste ps     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   5 Oct ober  20 19  :   4226   -   4 2 3 7   4234   4.2. 2.    Scen ari o - B   In   Scen ario - B,  w hav e   co ns i der e d   m acro - cel l,   f em to - cel l,   30  num ber   of   MC Us   a nd   12 num ber   of   FCUs He r e F ig ur e   4   shows  the  t hroughp ut  in  M bps  as  pe ti m interval w here   our  pro pose m od el   RPR got  21 .95  Mb ps   ave rag th r oughput,  H ARQ - CC  has  achiev ed   17 . 33  Mb ps   and   HA R Q - T1   has   achieve 15.4  Mbps .   Fi gur 5   s hows   th delay   as  pe the  pe rfor m ed  ste ps,  w he re  th a ve rage  delay   consi der i ng  al the  ste ps   is   1.1 4   s   f ro m   our   RPR m od el 0.5 2   s   is   obta ined   by  H ARQ - CC   a nd  6.5   s   is   ob ta ine d by  H ARQ - T1 .             Figure  4 .   Th r ough pu t a per  t i m e interval     Figure  5 .  D el a y as   pe the  p e r form ed  ste ps       4.2. 3.    Scen ari o - C   In   Sce nar i o - C ,   w ha ve  co nsi der e d   m ac ro - cel l,   12  fe m to - cel l,   30   num ber   of   MC Us   an d   12 nu m ber   of  FC Us.   Fig ure  6   s hows  the  t hro ughput  as  pe tim e   interval wh e re  dro pout   of   thr ough pu t   can  be   seen  in  194  s 24 an 263  s.  Howe ver,  sti ll   ou pro posed   m od el   aver a ge   throu ghput   of  HetNet  is  28   Mbp s wh ic 16 %   m or com par t HA R Q - T a nd   5.8  %   m or co m par to  H AR Q - CC.   Fig ur 7   s hows  t he  de la as   per   the  perfor m ed  ste ps w he re  the  ave rage  delay   con sid erin al the  st eps  is  0.77   f r om   ou RPR A   m od el ,   wh ic h 67 % les s co m par e to  HARQ - T1  a nd 44 %  less c om par e to  HARQ - CC.             Figure  6 .   Th r ough pu t a per  t i m e interval     Figure  7 .   Dela y as pe the  p e r form ed  ste ps       4.2. 4.    Scen ari o - D   In  Sce nar io - D,  w ha ve  c on sidere d   m acro - cel l,   16  fe m to - cel l,   30  num ber   of  MC Us   a nd   12 nu m ber   of  FC Us.  Fig ur e   sh ows   the   t hroug hput  as   pe ti m interva l w her e   propose m od el   a ver a ge   thr oughput  of   HetNet  is  38  Mb ps ,   w hic 17 %   m or com par e   to  H ARQ - T1   an 8 m or c om par e     to  H ARQ - CC.   Figure  s how the  delay   as  per  the  pe rform ed  ste ps ,   w he re  the   ave ra ge   delay   c on si de rin al l   the steps  is  1.6   s f r om  o ur RP RA m od el 2.1 s   is   obta ine d by H ARQ - CC   and  20   s   is   ob t ai ned   by  HA R Q - T1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       Hetero ge neous  n et work   opti m izati on u si ng r obus powe r …   ( Sa vi ta  Pa ti l )   4235           Figure  8 .   Th r ough pu t a per  t i m e interval     Figure  9 .   Dela y as pe the  p e r form ed  ste ps       4.2. 5.    Scen ari o - E   In   Scena rio - E,   w ha ve  c on sidere d   m ac ro - cel l,   20  fe m to - cel l,   30   num ber   of  MC Us   a nd   12 nu m ber   of   FC Us.   F i gure  10  shows  t he  t hro ughp ut  as  pe tim interv al wh e re  pro po s ed  m od el   aver a ge   thr oughput  of  HetNet  is  47   Mbps,  43  Mbp is   obta ined  by  HA R Q - CC   an 39 .6   Mb ps   is   ob ta ine   by  H ARQ - T1 .   Figure  11  s hows  the   delay   as   per  the  pe rform ed  ste ps ,   w he re  the  a ve rag e   delay   co ns id er ing   al l   the steps  is  3.6   s f r om  o ur RP RA m od el 4.7  s   is   obta ine d b y HA R Q - CC  a nd  13   s   is   ob ta i ned b H ARQ - T1 .             Figure  10 .   T hr oughput as  p e r t i m e interval     Figure  11 .   Del ay  as p e the  pe rfor m ed  ste ps             Figure  12 .   A ve rag e   po wer  t ra ns m issi on     Figure  13 .   O btained   a ve rag e  thro ughput   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.