I nte rna t io na l   J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 8 ,   p p .   4 5 0 ~ 4 5 7   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 8 i 1 . p p 4 5 0 - 4 5 7           450       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   A F ra m ew o rk  f o r  O p ti m i z ing   the  P ro cess  of Energ y   H a rv esting   fro m  A m bie nt  RF  Sources       Ruchi S ha r m a 1 S.  B a la j i 2   1 De p o f   Co m p u ter S c ien c e   &   En g in e e rin g ,   V T U,  Be lag a v i - 5 9 0 0 1 8 ,   I n d ia   2 Ce n ter f o In c u b a ti o n ,   In n o v a ti o n ,   Re se a rc h   a n d   C o n s u lt a n c y ,   J y o th y   In stit u te o f   T e c h n o lo g y ,   T a ta g u n i,   Of f   Ka n a k a p u ra   Ro a d ,   Be n g a lu r u - 5 6 0 0 8 2 ,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   19 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Dec   2 0 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J an   4 ,   2 0 1 8     En e rg y   h a rv e stin g   h a b e e n   a n   a c ti v e   re se a r c h   to p ic  in   th e   p a st  h a l f   a   d e c a d e   w it h   re sp e c to   w irel e ss   n e t wo rk s.  W e   re v ie w e d   so m e   o th e   re c e n tec h n iq u e to w a rd i m p ro v in g   e n e rg y   h a rv e stin g   p e rf o r m a n c e   to   f in d   th a th e re   is  a   larg e   sc o p e   o f   i m p ro v e m e n i n   ter m o f   o p ti m i z a ti o n   a n d   a d d re ss in g   p ro b lem p e rtain in g   to   l o w - p o w e re d   c o m m u n ica ti n g   m o b il e   n o d e s.  T h e re f o re ,   we   p re se n a   f ra m e w o rk   f o id e n ti fy in g   a v a il a b le  RF   so u rc e o f   e n e rg y   a n d   c o n str u c ti n g   a   ro b u st  li n k   b e tw e e n   th e   e n e rg y   so u rc e   a n d   t h e   m o b il e   d e v ice .   W e   a p p l y   li n e a o p ti m iza ti o n   a p p r o a c h   to   e n h a n c e   th e   p e rf o r m a n c e   o f   e n e rg y   h a rv e stin g .   P r o b a b il il i ty   th e o r y   is   u se d   f o id e n ti f ica ti o n   o f   e v e n lo ss   in   th e   p re se n c e   o f   d iffere n n u m b e o f   n o d e a s   w e ll   a s n o d e   d istan c e s.  T h e   o b jec ti v e   o f   th e   p ro p o se d   sy ste m   is  to   o f fe b e tt e r   a v a il a b il it y   o f   RF   si g n a ls  a we l a b e tt e p ro b a b il it y   o e n e rg y   h a rv e stin g   f o m o b il e   d e v ice s.  T h e   p ro p o se d   tec h n i q u e   is  a lso   f o u n d   to   b e   c o m p u tatio n a ll y   c o st eff e c ti v e .   K ey w o r d :   Am b ien t RF   E n er g y   h ar v esti n g   L i n ea r   o p ti m izatio n   Mo b ile  d ev ice     Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R u c h i S h ar m a   Dep t.  o f   C o m p u ter   Scien ce   &   E n g g . ,     VT U ,   B elag av i - 5 9 0 0 1 8 ,   I n d ia .   E m ail:  r u c h i v t u r esear ch s ch o la r @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     W ith   th e v o lu tio n   o f   c lo u d   co m p u ti n g ,   t h er is   s en s o f   p er v asiv e n es s   i n   ex i s ti n g   ap p l icatio n s ,   b e   it  s m al s ca le  o r   lar g s ca le.   Su c h   f o r m   o f   p er v asi v p r o d u cts  a n d   s er v ice s   o f f er   s i g n if i ca n s a v i n g   o f   ti m e   an d   en h an ce s   p r o d u ctiv it y .   T o   ac ce s s   s u ch   f o r m s   o f   p r o d u cts  o r   s er v ices,  n o r m all y   s m ar co m p u ti n g   d e v ice s   ar u s ed .   P r ef er en ce s   ar g iv e n   f o r   m o b ile  d ev ice s   e. g .   lap to p s ,   s m ar p h o n es,  s en s o r s ,   etc.   A ll  t h ese  d ev ice s   ar eq u ip p ed   w it h   s ta n d ar d   h ar d w ar cir cu itr y   d esi g n   d ep en d in g   u p o n   v ar io u s   ap p lic ati o n s   th at  co n tr o its   co m m u n icatio n   o p er atio n   an d   p r o ce s s in g   o p er atio n   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   P o w er   m o d u le  i n   s u c h   h ar d w ar ac ts   as  b r id g e   b et w ee n   co m m u n icatio n   a n d   co m p u tatio n   an d   h e n ce   en er g y   m o d eli n g   is   s o   i m p o r ta n i n   n e t w o r k i n g   [ 3 ] .   E n er g y   is   o n o f   t h e s s e n t ial  ass ets  a s   r eso u r ce   f o r   ev er y   co m m u n icati n g   d ev ice  g lo b all y   an d   af f ec ts   d ir ec tl y   th co m m u n icatio n   p er f o r m a n ce   [ 4 ] .   E n er g y   i s   d ir ec tl y   p r o p o r tio n al  to   co m m u n icatio n   p er f o r m a n ce ,   w h ic h   m ea n s   m o r en er g y   to   e n s u r b etter   n et w o r k i n g   s er v ices.  B u it   s h o u ld   b al s o   k n o w n   t h a en er g y   is   a ls o   o n e   o f   th li m ited   r eso u r ce s   w i th i n   s u c h   co m m u n icatio n   n o d es.  E n er g y   is   r eq u ir ed   f o r   ev er y   es s en t ial   co m m u n icatio n   p r o ce s s   e. g .   t r an s m itti n g /r ec eiv i n g   d ata,   a m p li f y i n g   s ig n al,   d ata   ag g r eg atio n   etc.   I t   is   als o   r eq u ir ed   f o r   in ter n al   p r o ce s s in g   w it h i n   t h co m m u n icat in g   n o d es.  T ill  d ate,   th e   b ig g est  c h alle n g e   is   to   d eter m in e   th e   p o in t s   w h er t h d ep letio n   r ate  o f   t h e n er g y   is   f aster .   P r esen ce   o f   in ter f er e n ce ,   s ca t ter in g ,   a n d   f ad in g   d eg r ad es t h c h an n el  a n d   p o ten tiall y   a f f ec ts   t h n o d p er f o r m a n ce   to o .   I n   s u c h   er r o r - p r o n n et w o r k s ,   a   n o d w ill  b e   r eq u ir ed   to   ex p e n d   ex tr a m o u n o f   e n er g y   to   p ar ticip ate  in   t h d ata   d eliv er y   p r o ce s s .   T h er ef o r e,   tr af f ic  e n g i n ee r i n g   s i g n i f ican t l y   a f f ec ts   t h e n er g y   d is s ip ati o n   o f   w ir ele s s   n o d to   a   v e r y   lar g e   ex ten t   a n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   F r a mewo r fo r   Op timiz in g   th P r o ce s s   o f E n erg Ha r ve s tin g   fr o A mb ien t R F   S o u r ce s   ( R u ch i S h a r ma )   451   m o d eli n g   a   tr af f ic  is   w it h   f u ll  o f   u n ce r tai n t y   a n d   till   d ate  t h e r h as   b ee n   n o   m u c h   ad v a n ce m en i n   t h i s .   A s   t h e   in te n s it y   o f   t h tr a f f ic  is   al wa y s   u n p r ed ictab le,   it  is   n o s u r h o w   lo n g   s u c h   co m m u n i ca tin g   d ev ices  la s t.   No w ad a y s ,   w e   u s p o w er   b an k s   to   ch ar g o u r   co m m u n icat i n g   d e v ices.    Ou o f   all   co m m u n icati n g   d ev ices,  e n er g y   r eq u ir e m e n t   is   m o r e   in   ce ll u lar   p h o n es   as  co m p ar ed   to   o th er   co m m u n icati n g   d ev ice s .   T h p r im r ea s o n   b eh in d   t h is   is   t h at  ce ll u lar   p h o n is   eq u i p p ed   w i th   m o r t h 5   d if f er e n f o r m s   o f   a n te n n a   wh ich   ar 2 4 /7   i n   li s te n in g   m o d e.   Ho w e v er ,   o t h er   co m m u n icatin g   d ev ices d o   n o t   h av t h ese  m an y   n u m b er s   o f   an ten n ae .   E n er g y   h ar v est in g   b eliev es  in   e x tr ac ti n g   a m b ien t   R ad io   Fre q u en cies   ( R F)  as  th s o u r ce   o f   p o w er   an d   u s it  a s   th d ir ec s o u r ce   o f   p o w er   s u p p l y   to   t h m o b i le  d ev ice  d ep letin g   en er g y .   Hal f   d ec ad ag o ,   s u ch   r esear ch   tal k s   w er i n itia ted   an d   s ev er al   p r o to ty p es   h a v al s o   b ee n   b u ilt .   Un f o r tu n atel y ,   w d o   n o s ee   th e m   in   co m m er cial   u s e.   T h is   i s   t h d ir ec in d icatio n   t h at   p r o b ab ly   t h er i s   ce r tain   c h alle n g e s   o r   tr ad e - o f f s   in   th is   f ield .   W r e v ie w ed   all  th e   s ta n d ar d   r esear ch   tec h n iq u e s   to   f i n d   th a t   ex its in g   tech n iq u e s   ar all  s i m u latio n   b ased   ca r r ied   o u in   M u lti s i m   s o f t w ar e,   A DS  s o f t w a r e,   USR P   s o f t w ar e   r ad io   r ea d er ,   A g ilen Mo m e n t u m ,   P Sp ice.   So m o f   th e m   h av also   i n v esti g ated   u s i n g   h ar d w ar p r o to ty p es.   T h s o u r ce s   o f   en er g y   b ein g   i n v e s ti g ated   ar R B r o ad ca s tin g ,   R ec te n n a,   P iezo elec tr ic  m ater ial,   s o u n d ,   etc.   Dis cu s s io n   o f   all  th is   i n f o r m at io n   ca n   b f o u n d   in   [ 5 ] .   T h er e   is   less   w o r k   b ein g   ca r r ied   o u t to w ar d s   ex p lo iti n g   R s i g n als  as  t h s o u r ce   o f   e n er g y   a n d   p er f o r m   o p ti m izat i o n   to w ar d s   it.  Mo r eo v er ,   ex is tin g   tech n iq u e s   ar also   n o f o u n d   to   b b en ch m a r k ed   w h ic h   is   a n o th er   r ea s o n   f o r   less   p r o g r ess   in   t h i s   f ie ld .   R esear ch   to w ar d s   s u c h   d ir ec tio n   ca n   n o o n l y   h ar n e s s   t h elec tr o m a g n e tic  R w a v es  b u also   u s th e m   to   en s u r n et w o r k   lo n g eti v it y .   T h er ef o r e,   th is   p a p er   in v est ig ate s   s o m o f   t h r ec en tl y   r ep o r ted   liter atu r es to   f i n d   th at  s till   t h er is   an   en o u g h   s co p f o r   en h a n c in g   th p er f o r m an ce   o f   en er g y   o p ti m izatio n   ex cl u s iv el y   in   t h ca s o f   lo p o w er ed   m o b ile  co m m u n icati n g   d e v ices.   Sectio n   1 . 1 .   d is cu s s es   ab o u t h e x is t in g   li ter at u r w h er d if f er en t   tech n iq u es   ar d is c u s s ed   f o r   en er g y   h ar v es tin g   f o llo w ed   b y   d is c u s s io n   o f   p r o b l e m   id e n t if icatio n   i n   Sect io n   1 . 2 .   Sectio n   1 . 3 .   b r ief s   ab o u t t h p r o p o s ed   co n tr ib u tio n   to   ad d r ess   r esear ch   p r o b le m s .   Secti o n   2   elab o r ates th e   alg o r ith m   i m p le m en tatio n   f o l lo w ed   b y   r es u lt  d i s cu s s io n   i n   Sectio n   3 .   Fin a ll y ,   s u m m a r y   o f   t h p ap er   is   p r esen ted   in   Sectio n   4 .     1 . 1 .   B a ck g ro un d   T h er ar v ar io u s   s c h e m e s   p r esen ted   b y   d i f f er e n r esear c h er s   p er tain i n g   to   en er g y   h ar v esti n g   i n   w ir ele s s   co m m u n icat io n   d e v ic es.  T h is   s ec tio n   d is c u s s es  o n l y   t h r ec e n a n d   m o s t   f r eq u e n tl y   u s ed   tech n iq u es   o f   r esear ch   p u b lis h ed   b et w ee n   th y ea r s   2 0 1 0 - to   till   d ate.   Mo s r ec en tl y ,   Hr ais h a w et  al.   [ 6 ]   h av p r esen ted   s tu d y   o n   en er g y   h ar v esti n g   c o n s id er in g   ca s o f   M u lt ip le - I n p u Mu ltip le  Ou tp u ( MI MO )   an d   co g n i tiv e   n et w o r k s .   Ma o   et  al.   [ 7 ]   h av in v est ig ated   en er g y   h ar v esti n g   r elate d   to   m o b ile  ed g co m p u ti n g   a n d   in tr o d u ce d   u n iq u o f f lo ad i n g   s c h e m e.   B iaso n   a n d   Z o r zi  [ 8 ]   h av ad d r ess ed   t h p r o b le m   o f   th r o u g h p u t   o p tim izatio n   co n s id er i n g   e n er g y   co n s tr ai n t s   o f   t h w ir ele s s   d ev ices.  C h a n d r et  al.   [ 9 ]   h av d i s cu s s ed   t h e   s ce n ar io   w h er t h e   i m p o r tan ce   o f   o f f lo ad in g   is   ad d r ess e d   in   a s s o ciatio n   w it h   e n er g y   e f f ec tiv e n e s s   o f   h ar v e s tin g   p er f o r m an ce   o f   a   m o b ile   d ev ice.   C h an g   et   al.   [ 1 0 ]   h av p r esen ted   tech n i q u f o r   ad d r ess i n g   d is tr ib u ted   tr af f ic  r elate d   p r o b le m s   as s o ciate d   w it h   m o b ile  c lo u d   in   c o llab o r ativ n et w o r k s   an d   its   i m p ac o n   th p r i n cip le  o f   h ar v es tin g .   Ad d r ess in g   t h p r o b le m   o f   o p ti m izi n g   t h r o u g h p u t,  He   et  al.   [ 1 1 ]   h av p r ese n ted   a   tech n iq u u s in g   w a ter f il lli n g   ap p r o ac h   o v er   th co n s tr ai n o f   p o w er   o f   t h co m m u n icati o n   d ev ice   in   MI MO .   K ap o o r   an d   P illai  [ 1 2 ]   h av i n tr o d u ce d   f r a m e w o r k   th at   u s e s   m u l tip le  ac ce s s   ch a n n els   f o r   en h a n cin g   t h e   en er g y   h ar v e s ti n g   p er f o r m a n c o f   t h e   co m m u n ica tin g   d ev i ce s .   T h au th o r s   h a v b as ical l y   u s ed   r ec u r s iv e   m ec h a n i s m   f o r   co n s tr u ct in g   p o licies  to   co n tr o p o w er   d is s ip atio n .   K h u za n et  a l.  [ 1 3 ]   h av p r ese n ted   a   s tr ateg y   f o r   en er g y   h ar v e s ti n g   co n s id er in g   t h ca s s tu d y   o f   f ad i n g   c h a n n el s .   T an   a n d   Yin   [ 1 4 ]   h av in tr o d u ce d   tech n iq u t h at   p er f o r m s   p r o v is io n i n g   o f   s p ec if ic  tas k   to   u p g r ad t h e   en er g y   h ar v e s tin g   pe r f o r m a n ce   in   e m b ed d ed   s y s t e m .   T h au th o r s   h av co n s id er ed   f r eq u en c y   as  w ell  as  d y n a m ic  v o lta g f o r   th is   p u r p o s e.   E x p licit  e n er g y   m o d el,   tas k   m o d el,   r e s o u r ce   m o d el  ar d esi g n ed   o v er   v o lta g a n d   f r eq u e n c y   w h er e   th s t u d y   o u tco m is   a s s e s s ed   u s i n g   o v er h ea d   an d   v ar ied   f o r m s   o f   d u r atio n .     T r an   an d   C h u n g   [ 1 5 ]   h a v d ev elo p ed   h ar v ester   n o d u s i n g   p h o to v o ltaic,   s en s o r   n o d e,   an d   m ec h a n i s m   to   tr ac k   m ax i m u m   p o w er .   I also   u s es  f u zz y   l o g ic  f o r   o b tain i n g   th e   m ax i m u m   p o s s ib le  p o w er   p o in o f   th e   s y s te m .   Y u a n   et   al.   [ 1 6 ]   h av p er f o r m ed   o p ti m izatio n   o f   t h e n er g y   h ar v esti n g   p er f o r m an c e   co n s id er in g   ad d iti v w h ite  n o is an d   f ad in g   c h a n n el.   C as tag n e tti  et   al.   [ 1 7 ]   h av p r es en ted   m o d el  th a t   p er f o r m s   e n er g y   h ar v est in g   f o r   s en s o r   n o d es  u s i n g   o n li n e   p o w er   m a n a g e m e n tec h n iq u es .   Si m ilar   li n o f   w o r k   i s   ca r r ied   o u in   p r ese n c o f   th s e n s o r   n o d b y   Ko u la li  et  al.   [ 1 8 ]   u s in g   h ar d w ar e’ s   ( p h o to v o ltaic  ce lls ,   s en s o r   n o d es,  etc) .   J ab b ar   et  al.   [ 1 9 ]   h av p r esen ted   an   e n er g y   h ar v e s ti n g   tec h n iq u o v er   elec tr ical  cir cu it s   u s i n g   en h a n ce d   v er s io n   o f   C MO d esi g n   o f   co m m u n ica tin g   n o d es  a n d   Sch o tt k y   d io d es.  T h s tu d y   o u tco m e   s h o w s   h i g h   p o w er   o u tp u t.  He n ce ,   th er ar v ar io u s   t y p es  o f   r ec en r e s ea r ch   tec h n iq u es   f o cu s i n g   o n   en er g y   h ar v e s tin g   m ec h an i s m .   T h n ex s ec t io n   b r ief s   ab o u t h p r o b lem s   id en ti f ied   i n   t h ex is tin g   s y s te m   o f   t h en er g y   h ar v esti n g   f o llo w ed   b y   p r o p o s ed   s o lu tio n   to   ad d r ess   it.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 8   :   4 5 0     4 5 7   452   1 . 2 .   P ro ble m   I dentif ica t io n   T h is   s ec tio n   b r ief s   ab o u th e   o p en   r esear ch   is s u es  i n   th e   lin o f   en er g y   h ar v e s ti n g   p ar ticu lar l y   r elatin g   to   th m o b ile  d ev ic e.   T h id en tif ied   p r o b lem s   in   t h e   ex is ti n g   s y s te m   ar as f o llo w s :   a.   Ma j o r ity   o f   th e x is tin g   tec h n iq u e s   f o cu s es  o n   t h en er g y   h ar v e s ti n g   f r o m   h ar d w ar v ie w p o in o n   d if f er e n f o r m s   o f   co m m u n ic atin g   d ev ices  ex ce p ce llu lar   p h o n es  o r   s m ar p h o n e s .   Ma j o r ity   o f   th e   s tu d ie s   ar co n ce n tr ated   to w ar d s   w ir ele s s   s e n s o r   n o d es o r   o th er   f o r m s   o f   m o b ile  d ev ices.   b.   A t   p r esen t,   t h er is   n o   s u ch   w o r k   t h at   ex p lo r es  th e   a m b ien R s o u r ce s   o f   en er g y   an d   p er f o r m s   h ar v e s tin g   o n   it.  E x is t in g   tec h n iq u e s   ar m o r in cli n ed   to w a r d s   p r ed e f in ed   en er g y   s o u r ce s .   c.   Stu d ies   to w ar d s   o p ti m izatio n   ar v er y   les s   f o u n d   i n   e x is t i n g   liter at u r es.  Mo r eo v er ,   u s a g o f   iter ati v m ec h a n i s m   is   m o r i n   ex i s ti n g   s y s te m .   d.   T h er ar v er y   f e w   r esear c h   atte m p ts   to w ar d   e n s u r in g   test i f y in g   a n d   m in i m iz in g   co m p u tatio n al  co m p le x it y   ab o u t t h p r esen te d   m ec h a n is m   o f   e n er g y   h ar v es tin g .   Hen ce ,   th ab o v m e n tio n ed   p r o b lem s   ar y et  u n s o lv ed   an d   th er is   d ef in iti v n ee d   to   f o r m u la te  s y s te m   t h at  ca n   ad d r ess   s u ch   p r o b lem ,   t h n e x t sectio n   b r ief   p r o p o s ed   s y s te m   ad d r ess in g   s u ch   i s s u es.     1 . 3 .   P ro po s ed  So lutio   T h p r o p o s ed   s y s te m   is   a   c o n tin u atio n   o f   o u r   p r io r   s t u d y   [ 2 0 ]   to w ar d s   e n er g y   h ar v e s tin g .   T h e   p r esen w o r k   f o c u s es   m ain l y   o n   o p ti m izatio n   an d   o f f er s   t w o   d i f f er en t   f o r m s   o f   al g o r ith m   as   s o l u tio n   to w ar d s   r esear ch   p r o b le m s .   Fi g u r 1   h i g h li g h t s   th ar c h itect u r o f   p r o p o s ed   s y s te m .           Fig u r 1 .   P r o p o s ed   ar ch itectu r o f   en er g y   h ar v esti n g       T h co n tr ib u ti o n s   o f   t h e   p r o p o s ed   s y s te m   ar a )   to   i n tr o d u ce   n o v el   alg o r it h m   t h at   is   c ap ab le  o f   co m p u ti n g   p r o b ab i lity   o f   e n er g y   h ar v esti n g   a n d   b )   to   in co r p o r ate  lin ea r   o p ti m izatio n   t h at   ca n   e n s u r h ig h est   ex ten o f   R s o u r ce   a v ailab i lit y   eit h er   in   u n i f o r m   ( o r   d eter m i n is tic)   s tate   o r   in   an y   r an d o m   s tate.   T h e   alg o r ith m   al s o   in tr o d u ce s   th co n ce p o f   ex p lo r i n g   R s ig n al s   in   b o t h   s p ar s a n d   d en s e   n et w o r k s   an d   in s ta n tl y   ac co m p li s h es  h ig h l y   e s tab lis h ed   li n k   b et w ee n   th n o d an d   R s o u r ce s .   I n   o r d er   to   m ai n tai n   r ea lis tic  s ce n ar io ,   w al s o   co n s id er   en er g y   b u d g et  as  co n s tr ai n to w ar d s   m o d eli n g   h a r v esti n g   in   m o b ile   d ev ice  as  w e ll  as  co n tr o th l i m i o f   o p ti m izatio n   ( t h at  ca n   b f in e - t u n ed   b ased   o n   d if f er e n ca p ab ilit y   o f   t h e   h ar v e s ted   d ev ices) .   T h co m p lete  ass ess m e n is   ca r r ied   o u u s in g   an al y tic  r esear ch   m e th o d o lo g y   w h ile  th e   o u tco m is   e v al u ated   u s in g   p r o b ab ilit y   f ac to r   ev e n t lo s s   a n d   en er g y   h ar v e s ti n g .       2.   AL G O RI T H M   I M P L E M E NT A T I O   T h is   s ec tio n   d is c u s s es   ab o u t   th e   co r alg o r it h m   r esp o n s ib le  f o r   e n er g y   h ar v e s ti n g   f o r   m o b ile  d ev ices.  T h p r o p o s ed   s y s te m   is   eq u ip p ed   w it h   t w o   co r alg o r ith m s   v iz.   a )   A l g o r it h m   f o r   co m p u ti n g   p r o b a b i lit y   o f   en er g y   h ar v est i n g   an d   b )   A l g o r ith m   f o r   L i n ea r   o p tim izatio n .   E lab o r ate  d is cu s s io n s   o f   t h ese  alg o r ith m s   ar as  f o llo w s .   A l g o r i t h m   f o r     P r o b a b i l i t y   o f   E n e r g y   H a r v e s t i n g A l g o r i t h m   f o r   L i n e a r   O p t i m i z a t i o n F o r m u l a t i o n   o f   S p a r s e   M a t r i x S h o r t e s t   P a t h   T o t a l   I n c o m i n g   R a t e C h a n n e l   L o s s   P r o b a b i l i t y   o f   L o s s   o f   a n y   p o s s i b l e   r e p o r t s   o f   E n e r g y   H a r v e s t i n g   P r o b a b i l i t y   o f   E r r o r   F l o o r   P r o b a b i l i t y   o f   L o s s   o f   R F   S i g n a l   R a t e   C o m p u t a t i o n E n e r g y   B u d g e M i n i m a l     R a t e M a x i m u m   R a t e H a r v e s t i n g   G a i n   O p t i m i z a t i o n   L i m i t   R e s e a r c h   P r o b l e m :   O p t i m i z i n g   E n e r g y   H a r v e s t i n g S o l u t i o n - 1 S o l u t i o n - 2 C o m p u t e H i g h e s t   L i m i t L o w e s t   L i m i t R e c o r d   O p t i m i z e d   H a r v e s t e d   E n e r g y   R a n d o m   S t a t e   U n i f o r m   S t a t e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   F r a mewo r fo r   Op timiz in g   th P r o ce s s   o f E n erg Ha r ve s tin g   fr o A mb ien t R F   S o u r ce s   ( R u ch i S h a r ma )   453   2 . 1 .   Alg o rit h m   f o Co m pu t i ng   P ro ba bil it y   o f   E nerg y   H a r v esting   T h is   alg o r it h m   i s   m ai n l y   r esp o n s ib le  f o r   co m p u ti n g   th e   p r o b ab ilit y   o f   th e   a m o u n o f   e n er g y   to   b h ar v e s ted   f o r   s ta n d ar d   m o b ile  p h o n e.   Fi n d in g   th e   s o u r ce   o f   R F   is   ch al len g i n g   tas k   wh ich   it s el f   r eq u ir es   ce r tain   a m o u n o f   en er g y   to   b co n s u m ed   b y   th d ev ice.   Hen ce ,   it  is   es s en tial  to   d ev elo p   m o d el  th at   co n s id er s   t h s ca r ce   r eso u r ce s   o f   R Fs   a n d   ap p lies   p r o b ab ilit y   to   co m p u te  t h a m o u n o f   t h en er g y   p o s s ib l y   h ar v e s ted .   T h alg o r ith m   ta k e s   th e   in p u o f   t w o   li n k s   g e n er ated   f r o m   s o u r ce   n o d an d   d esti n atio n   n o d e.   I also   tak es  i n p u o f   to tal  n u m b er   o f   n o d es  an d   u p o n   p r o ce s s in g   it  y ield s   t h o u tco m o f   e v en r ate  ar r iv in g   o n   all  n o d es,  P r o b a b ilit y   o f   L o s s ,   an d   P r o b a b ilit y   o f   E r r o r   Flo o r .   T h s tep s   in v o l v ed   in   t h alg o r ith m   ar as  f o llo w s :     A l g o r ith m   f o r   C o m p u tin g   P r o b ab ilit y   o f   E v e n L o s s   d u r in g   E n er g y   Har v e s tin g   I n p u t:  L 1 L 2 S D n     Ou tp u t: θ ,   P loss P ef   Star t   1 .   in it L 1 ,   L 2 ,   S,  D,   n .   2 .   A à ϕ (L 1 ,   L 2 a r b ( s iz e (L 1 )));   3 .   AA àG( A )   4 .   [ d is t p ath   p r ed ] àsp ( AA ,   S,  D)   5 .   R m et à1 / L 1 .   6 .   T ir =∑R met   +D rep  w h ere   D rep = a r b ( n )   7 .   T or =∑R m et   8 .   γ cl à  T or*   T ir   9 .   P = I ( n ) * ar b ( n )   1 0 .   ir T I . ] ) ( [ 1 1   1 1 .   P loss =1 -   θ/T ir .   1 2 .   P ef =1 - [ Δ ( I ) - 1 - β] - 1   E n d     T h alg o r ith m   i n it iall y   s elec ts   s o u r ce   n o d an d   d es tin a tio n   n o d an d   f o r m u lates   s p ar s m atr i x   ϕ   w it h   it  ( L i n e - 2 ) .   T h p r im e   r ea s o n   f o r   m a k i n g   s p ar s m atr i x   is   to   p er f o r m   i n v e s ti g atio n   o f   R n o d e   ( d esti n atio n   n o d e)   av ailab ilit y   co n s id er i n g   t h f ac th at  th e y   ar v er y   les s   in   n u m b er .   E x p lo r in g   th e   p er f o r m a n ce   o f   e n er g y   to   b h ar v ested   f r o m   t h s ca r ce   R s o u r ce s   w ill   g i v b etter   o p ti m a s o lu t io n .   T h n ex t   s tep   is   to   u s g r ap h ical  o b ject  G ,   w h er all  th p o s itiv en tr ies  o f   th s p ar s m atr ix   A   as  w ell  as  its   n o n - d iag o n al  ele m e n ts   w ill  p r ese n m o b ile  d ev ice s   w it h   e s tab l is h ed   co n n ec ti v it y   ( L i n e - 3 ) .   A   s h o r tes p ath   ( s p )   w il b s elec ted   o n   th b asis   o f   g r ap h   G ,   s o u r ce   S   an d   d esti n atio n   D   ( L in e - 4 ) .   W co n v er th s p ar s m atr i x   to   th f u ll  m atr i x   ϕ   in   o r d er   to   ex tr ac m o r in f o r m a tio n   f r o m   it  as  w ell  a s   to   co n s tr u c r ate  m atr ix   R m et .   T h e   co m p u tatio n   o f   th r ate  m atr i x   R m et   is   g i v en   as  1 /s ize  o f   ele m en ts   i n   R m et   ( L in e - 5 ) .   An   ad j ac en cy   m atr ix   i s   f o r m u lated   o n l y   f o r   t h co n d it io n   if   R m et >0 .   T h alg o r ith m   t h en   co m p u te s   to tal  i n co m i n g   r ate  at  ev er y   n o d as   th s u m m a tio n   o f   t h r ate  m atr ix   its el f   R m et   as  w ell  a s   it   also   co m p u tes  d ela y ed   r ep o r t s   co r r esp o n d in g   to   ar b itra r y   n u m b er   o f   n o d es  ( L i n e - 6 ) .   Fi n all y ,   c h an n el  lo s s   γ cl   is   co m p u ted   as  p r o d u ct  o f   to tal  r ate  o f   o u tg o in g   en er g y   an d   to tal  i n co m i n g   r at ( L in e - 8 ) .   T h alg o r ith m   t h a n   co m p u tes  t h p r o b ab ilit y   o f   lo s s   o f   a n y   p o s s ib le   r ep o r ts   o f   en er g y   h ar v esti n g   f o r   ev er y   m o b ile  d ev ice   ( L i n e - 9 )   u s i n g   p r o d u ct  o f   id e n tit y   m atr i x   an d   ar b itra r y   v alu e s   w it h   n u m b er   o f   n o d es.   T h p r o p o s ed   s y s te m   co n s id e r s   θ   as  an   e m p ir ical  e x p r ess io n   f o r   th r ate  o f   an   ev en t   ar r iv i n g   o v er   all   th e   m o b ile   d ev ice s   ( L in e - 1 0 ) .   T h f o r m u latio n   o f   t h i s   e m p ir ical  ex p r ess io n   u s e s   d iag o n al  ele m en ts   o f   id e n tit y   m atr i x   co n s tr u cted   w it h   n u m b er   o f   m o b ile  d ev ices  Δ I .   T h v ar iab le  α   co r r esp o n d s   to   ( 1 - c) * R m et * ( 1 - P ) ,   w h er c   co r r esp o n d s   to   1 - a r b   ( n ) .   I t h en   co m p u te s   p r o b ab ilit y   o f   lo s s   o f   R s ig n al  ( L in e - 1 1 )   an d   p r o b a b ilit y   o f   er r o r   f lo o r   w h ic h   ac ts   as  m i n i m al  li m it  o f   R s i g n a lo s s   p r o b ab ilit y .   ( L in e - 1 2 ) .   T h v ar iab le  β  em p ir icall y   co r r esp o n d s   to   ( 1 - c) * R m et .   T h er ef o r e,   th o u tco m w ill  s h o w   p r o p er   s tatis t ics o f   a v ailab ilit y   o f   R s o u r ce s   ev e n   i n   s ca r ce   n et w o r k   co n d itio n   f o r   en er g y   h ar v est in g .     2 . 2 .   Alg o rit h m   f o L i nea O pti miza t io n   T h ab o v alg o r ith m   a s s i s ts   i n   ex p lo r in g   th b est  f ea s ib le  co n d itio n   o f   an   ev e n th a is   r esp o n s ib le   f o r   d ir ec s o u r cin g   o f   th R a s   th s o u r ce   o f   e n er g y   h ar v e s ti n g   o n   m o b ile  d e v ice.   T h is   f o llo w i n g   alg o r it h m   w il b to   en s u r t h at,   f o r   c o n d itio n   o f   g i v en   s ca r cit y   o f   th R s i g n als,  t h m o b ile  d ev ice  co u ld   p er f o r m   en er g y   h ar v e s ti n g   to   h i g h er   lev el.   li n ea r   o p ti m izatio n   tech n iq u e   i s   u s ed   f o r   t h is   p u r p o s w h er th e   alg o r ith m   ta k es  th i n p u o f   r ate,   en er g y   b u d g et,   w h ic h   u p o n   p r o ce s s in g   w i ll  lead   to   o p t i m ized   en er g y   t h at   ca n   b h ar v es ted .   T h s tep s   in v o lv ed   in   t h al g o r ith m   o f   o p ti m izatio n   ar as f o llo w s :     A l g o r ith m   f o r   L i n ea r   Op ti m iz atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 8   :   4 5 0     4 5 7   454   I n p u t: E bud , H g ain ,   n _ T x ,   n r   Ou tp u t:  m at,   m at_ u n i   Star t   1 .   f o r   i=1 :s ize( r ate) ,   w h er r ate= 1 :1 0   2 .       E bud àin it   3 .       H g ai n àn r ( in it(n _ T x ) )   4 .       q àso r t ( 2 rate - 1 ) / H g ain   5 .       W h ile  ( a up - a 1 ) >e   6 .             p a =( a up +a 1 ) /2   7 .             I f   ( g ( p a ) ,   p a - e+ 1 ,   r ate) <f ( ( p a - e+ 1 ) ,   r ate)   & &   g ( ( p a ) , ( p a + e) ,   r ate) >f ( ( p a +e ) ,   r ate)   8 .                   a 1 =p a   9 .             else   1 0 .           a up =p a   1 1 .   E n d   o f   I f   1 2 .   E n d   o f   W h ile   1 3 .   B = p a   1 4 .   I f   E bud >B * ∑q   1 5 .     f o r   k =1 :1 0   1 6 .           E opt =[ q k /∑ q ] * E bud   1 7 .     en d   o f   f o r   1 8 .   m at= m at/iter   & &   m at_ u n i = m at_ u n i/i ter   1 9 .   E n d   o f   f o r   E n d     Fig u r 2   s h o w s   t h t ab le  o f   s y m b o u s ed .       S y mb o l   M e a n i n g   L /   L 2   L i n k - 1 / L i n k - 2   S / D   S o u r c e / D e st i n a t i o n   n   N u mb e r   o f   N o d e s   ϕ   S p a r se   ma t r i x   G   G r a p h   o b j e c t   R m e t   R a t e   M e t r i c   T ir   T o t a l   i n c o mi n g   r a t e   D r e p   D e l a y e d   R e p o r t   T or   T o t a l   O u t g o i n g   R a t e   γ cl   r a t e   o f   c h a n n e l   l o ss   P   P r o b a b i l i t y   I   i d e n t i t y   M a t r i x   θ   e v e n t   r a t e   a r r i v i n g   o n   a l l   n o d e   P l os s   P r o b a b i l i t y   o f   L o ss   P ef   P r o b a b i l i t y   o f   Er r o r   F l o o r   E b ud   En e r g y   b u d g e t   H ga i n   h a r v e st i n g   g a i n   n _ T x   n u m b e r   o f   t r a n smi t t e r   nr   n o r mal   r a n d o n u mb e r   e   Er r o r   a /a up   L o w e r   o p t i mi z a t i o n   l i mi t / H i g h e r   o p t i mi z a t i o n   l i m i t     p a   p r o b a b i l i t y   o f   o p t i mi z a t i o n   E o pt   O p t i mi z e d   h a r v e st e d   e n e r g y   mat / ma t _ u n i   mat r i x   t o   r e c o r d   o p t i m i z e d   h a r v e st e d   e n e r g y   i n   r a n d o m s t a t e / u n i f o r m st a t e     Fig u r 2 .   T a b le  o f   s y m b o l u s e d       T h p r o ce s s   o f   lin ea r   o p ti m iza tio n   i n itiate s   w it h   d ef in i n g   t h e   r ate  w i th   m i n i m u m   an d   m ax i m u m   r ate.   m a tr ix   ma t   is   co n s tr u cted   u s in g   th e   d i m e n s io n   eq u iv al en to   th e   s ize   o f   t h e   r ate  m atr ix   R m et   ( L i n e - 1 )   f o llo w ed   b y   i n itializat io n   o f   th en er g y   b u d g e E bud   ( L in e - 2 ) .   A   n e w   v ar iab le  o f   h ar v e s tin g   g ai n   H g ain   is   f o r m u lated   u s in g   n o r m al  r an d o m   n u m b er   co r r esp o n d in g   to   th s p ec i f ic  n u m b er   o f   tr a n s m itter s   ( L i n e - 3 ) .   T h e   p r o p o s ed   s tu d y   c h o o s es  1 0   t r an s m itter s .   Har v est in g   co ef f i cien q   is   co m p u ted   u s i n g   r a te  m etr ic  R m et   a n d   p o w er   g ain   H g ain   ( L in e - 4 ) .   L o w er   o p ti m izatio n   li m it  a 1   an d   h ig h er   o p ti m izatio n   li m i a up   ar f o r m u lated   an d if f er e n ce   b et w ee n   t h t w o   i s   ch ec k ed   a n d   co m p ar ed   w it h   t h p o s s ib le  test - er r o r   ( L i n e - 5 ) .   I f   th d if f er en ce   is   f o u n d   h ig h er   t h an   t h er r o r   e   th an   p r o b ab ilit y   o f   o p ti m iz atio n   p a   is   co m p u ted   as  t h m ea n   o f   h ig h er   an d   lo w er   li m it i. e.   a up   a n d   a 1   ( L i n e - 6 ) .   A   g ai n   f u n ctio n   g   is   u s ed   to   co n s tr u ct  lo g ical  co n d itio n   w it h   f u n ctio n   f   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   F r a mewo r fo r   Op timiz in g   th P r o ce s s   o f E n erg Ha r ve s tin g   fr o A mb ien t R F   S o u r ce s   ( R u ch i S h a r ma )   455   r an d o m   v al u es  o f   s ize  o f   r ate  m atr ix   ( L in e - 7 ) .   I f   th p r ac tical  g ain   i s   f o u n d   m o r th a n   t h r ate  m atr ix   t h a n   lo w er   li m it  a 1   is   in i tialized   w i th   p r o b ab ilit y   o f   o p ti m iza tio n   i.e .   p a   ( L in e - 8 )   o th er w is p a   is   ass ig n ed   to   h ig h er   li m it   a up  ( L i n e - 1 0 ) .   T h d ef a u l co n d itio n   w ill   allo ca te  p a   to   B   ( L in e - 1 3 ) .   I f   th e   en er g y   b u d g et  is   f o u n d   m o r e   th an   th p r o d u ct  o f   B   an d   s u m m at io n   o f   q   ( L i n e - 1 4 )   th an   t h alg o r it h m   co m p u tes  e n er g y   t h at  ca n   b e   o p tim ized   as  s h o w n   in   L i n e - 1 6   u n d er   all  p o s s ib le  r ates  o f   al 1 0   tr an s m itter s .   T h ese  s tep s   o f   th al g o r ith m   ar e   q u ite  h elp f u f o r   co m p u tin g   t h o u ta g p r o b ab ilit y   o f   h ar v esti n g   j u s o n   th b as is   o f   a v a ilab le  r ates.  L i n e - 18  s h o w s   th e   m atr ix   r ec o r d in g   o p ti m ized   e n er g y   v alu e s   as   w e ll  as  u n if o r m   e n er g y   v alu e s   with   r esp ec to   u s er - d ef in ed   iter atio n s .   T h m atr i x   ma t   ca n   b co m p u ted   o n   th b asis   o f   o p ti m a en er g y   E opt   th at  co u ld   b h ar v e s ted   u s i n g   L in e - 1 6 .   T h d ir ec em p ir ical  i n ter p r etatio n   o f   ma t   an d   m a t_ u n i   co u ld   b e   g iv e n   as  p r o d u ct  o f   E opt   an d   p r o b a b ilit y   o f   id en tic al  en er g y   h ar v e s ti n g   co r r esp o n d in g   to   ea ch   r ate  v alu f o r   r an d o m   an d   u n i f o r m   s tates o f   e n er g y ,   r esp ec tiv e l y .         3.   RE SU L T   ANAL YSI S   T h is   p ar o f   th p ap er   d is cu s s es  ab o u th r esu lt s   b ein g   ac co m p li s h ed   f r o m   th p r o p o s ed   s tu d y .   T h e   f r a m e w o r k   in i tiates  w i th   s elec tio n   o f   s o u r ce   an d   d esti n a tio n   n o d co n s id er in g   p o w er   f o r   a ctiv h ar v est in g   i n   m o b ile  d e v ice  b in   r an g o f   1 - 3   m W   w h ile  p o w er   f o r   p ass iv h ar v e s ti n g   b 0 m W .   W also   co n s id er   p r esen ce   o f   1 0   tr an s m i tter s   a n d   d ef i n an   in i tialized   u tili t y   f u n ctio n   o f   v al u 0 . 0 0 5 .   I is   as s u m ed   t h at  t h e   p r o p o s ed   s y s te m   r u n s   o v er   a n y   co n v e n tio n al   m o b ile   ap p licatio n   o n   an y   m o b ile  o p er atin g   s y s te m   a n d   d o es  n o r eq u ir an y   s p ec ial  r eso u r ce   f o r   th is .   W h ile  in   th p r o ce s s   o f   ev alu a tio n ,   th co m p lete  f o cu s   w a s   to   ch ec k   m ai n l y   t w o   p ar a m eter s ( a )   p r o b ab ilit y   o f   ev e n lo s s   a n d   ( b )   p r o b ab ilit y   o f   en er g y   h ar v es tin g .   As  th s t u d y   to w ar d s   o p ti m izi n g   e n er g y   h ar v esti n g   o n   a n y   m o b ile  d e v i ce   is   q u i te  les s ,   w c h o o s t o   ap p ly   p r o b ab ilit y   th eo r y   in   t h alg o r it h m   test i n g   to   p er f o r m   s tat is tical  i n f e r en ce s   o f   th o u tco m b ein g   r ec eiv ed .   Ou r   f ir s t   p er f o r m a n ce   p ar a m eter   p r o b a b ilit y   o f   ev e n lo s s   is   m ea s u r ed   w ith   r esp ec to   n o d p o s itio n   an d   d is tan ce   f r o m   d o m i n a n R s o u r ce s .   Fo r   t h i s   p u r p o s e,   w iter ate  t h s i m u latio n   f o r   ce r tai n   r o u n d s   an d   ca p tu r to tal  ev e n t   an d   ev e n lo s s e s   r ec o r d ed   at  p ar ticu lar   i n s ta n ce s   o f   s i m u lati o n .   Si m ilar l y ,   o u r   s ec o n d   p er f o r m a n ce   p ar a m e ter   p r o b a b ilit y   o f   en er g y   h ar v est i n g   i s   co m p u ted   w it h   r esp ec to   in cr ea s in g   n o is le v els  to   f i n d   h o w   d o m i n a n is   th p r o ce s s   o f   ac q u is itio n   o f   en er g y   f r o m   t h a v ailab le  R F   s o u r ce s   in   t h p r esen ce   o f   n o is e.   W co n s id er   n o is a s   t h a v ailab ilit y   o f   R s o u r ce s   i s   h ig h   in   h i g h - d en s it y   ar ea   w h ich   is   al w a y s   co v er ed   b y   n o is e s   a n d   o th er   ch an n el  p r o b le m s .   Fo r   ef f ec tiv e   an al y s is   o f   t h a cc o m p li s h ed   o u tco m e,   w e   co m p ar o u r   w o r k   w i th   t h at  o f   Yu a n   et  al.   [ 1 6 ] .   T h r ea s o n   f o r   s elec t in g   Y u an   et  al.   [ 1 6 ]   w o r k   is   a b o u th s tr o n g est  co r r elatio n   w ith   th e   r esear c h   ag en d th at   is ,   o p ti m izi n g   e n er g y   h ar v e s ti n g   tar g et in g   f o r   m o b ile  d ev ice s .   I is   o n o f   t h m o s r ec e n t   i m p le m en ta tio n s   o f   en er g y   h a r v esti n g   w h er a u th o r s   h a v u s ed   s p ec i f ic   ar ch itect u r f o r   en er g y   h ar v esti n g   in   t h p r ese n ce   o f   s ta n d ar d   n o is y   a n d   f ad in g   c h an n el s .   A   u n iq u o f f l in e   s tr ate g y   o f   p o w er   al lo ca tio n   w a s   i m p le m en ted   b y   Y u a n   et  a l .   [ 1 6 ]   an d   its   o u tco m w as   ass e s s ed   u s i n g   b atter y   le v e l.  W d id   ce r tain   a m en d m e n ts   in   Y u an s   i m p le m en tatio n   p r o ce s s   b y   ch a n g i n g   i n itial izatio n   v al u e s .   W s u b s tit u ted   t h o r ig i n al  v alu e s   u s ed   i n   Yu a n s   al g o r i th m   b y   p r o p o s ed   en v ir o n m e n tal  d ata  i n   o r d er   to   r etain   s i m ilar   te s t - b ed   f o r   co m p ar ati v a n al y s is .   T h s t u d y   o u tco m s h o w s   th a p r o p o s ed   s y s te m   is   w i tn e s s ed   w it h   l ess er   p r o p o r tio n   o f   p r o b a b ilit y   o f   ev e n lo s s   a s   co m p ar ed   to   ex is t i n g   ap p r o ac h   as  s h o w n   i n   Fi g u r 3 ( a)   an d   Fig u r 3 ( b )   w it h   r esp ec t to   n o d p o s itio n   an d   d is tan ce   f r o m   R F so u r ce s ,   r esp ec tiv el y .               ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   P r o b ab ilit y   o f   e v e n lo s s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 8   :   4 5 0     4 5 7   456   T h p r im r ea s o n   b eh in d   t h is   i s   Yu a n s   ap p r o ac h   [ 1 6 ]   h as  m ain l y   u s ed   h ar d - co d ed   th r es h o ld   s ch e m e   th at  o n l y   r estrict s   t h e x p lo r atio n   o f   an y   e v e n o n l y   in   its   ad j ac en n o d es.  Mo r eo v er   i n   t h e   p r esen ce   o f   f ad in g   an d   n o is y   c h a n n e l,  th e   p r o b a b ilit y   s co r h i g h l y   f l u ct u ates.   Si m i lar l y ,   i f   th d i s ta n ce   f r o m   t h R s o u r ce s   is   in cr ea s ed   alo n g   w it h   th p r es en ce   o f   th n o is y   ch a n n el,   we  f in d   t h at  Yu a n s   ap p r o ac h   is   n o ab le  to   tr ac k   m o r n u m b er   o f   ev e n t s   in   co n tr ast  to   p r o p o s ed   s y s te m .   T h is   o u tco m i n   Fi g u r 3 ( b )   d ir ec tl y   r ep r esen t s   th at   p r o p o s ed   s y s te m   o f f er   b etter   r eliab ilit y   o f   ev e n tr ac k i n g   w h ic h   o f f er   co m p r eh e n s iv e   co n n ec ti v it y   o f   t h m o b ile  d e v ices  w it h   t h av ail ab le  R s o u r ce s .   T h er ef o r e,   r o b u s s u p p o r tab ilit y   o f   d y n a m ic  to p o lo g y   ca n   also   b o b s er v ed   as,  ir r es p ec t iv o f   t h n o d e’ s   d i s tan ce   f r o m   R s o u r ce s ,   th er i s   s ea m les s   co n n ec ti v it y   w it h   t h R F so u r ce s   to   lar g ex ten t.            Fig u r 4   P r o b ab ilit y   o f   en er g y   h ar v est in g       Fin all y ,   w e   as s ess   th e   p r o b ab i lit y   o f   e n er g y   h ar v e s ti n g   in   th p r esen ce   o f   in cr ea s in g   n o is e   lev el.   W e   co n s id er   th at  t h ar ea   w it h   h i g h   d en s it y   h a s   in cr ea s i n g   n o i s lev el  w h ile  ar ea   w i th   h i g h   s p ar s it y   h a s   lo w er   n o is le v el.   W ell,   b o th   ca s e s   ar n o g o o d   f o r   R e n e r g y   h ar v e s ti n g .   T h ca s o f   s p ar s it y   i s   d ir ec r ep r esen tatio n   o f   Fi g u r 4   w h ile  i n   d en s ar ea ,   w s ee   t h at  th p r o p o s ed   s y s te m   ca n   h i g h l y   d is cr ete  t h R F   s ig n al  s o u r ce s   an d   estab li s h   r o b u s t c o n n ec ti v it y   u n a f f ec ted   m u c h   b y   i n cr ea s i n g   le v el  o f   n o is e.   T h o v er all  p r o ce s s in g   ti m i s   f o u n d   to   b 0 . 2 3 3 1 5   s ec o n d s   w h ile  t h alg o r it h m   d o esn t   s to r an y   f o r m s   o f   i n ter m ed iate  r e s u l ts   in   b u f f er   th er eb y   d o es  n o a f f ec m u c h   o n   s to r ag e.   T h er ef o r e,   th p r o p o s ed   s y s te m   ca n   b co n cl u d ed   th at  it  o f f er s   co s e f f ec tiv e   s tr ate g y   to   en s u r w ell  e s tab lis h   li n k   w it h   R s o u r ce s   af ter   ex p lo r in g   it ;  m ain l y   h i g h er   en er g y   h ar v est in g .       4.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   e m p h asize s   o n   a m b ien t   R s i g n als   an d   co n s t r u cts  f r a m e w o r k   co n s id er in g   d if f er e n t   f o r m s   o f   tr a f f ic  d ef i n itio n   i n   t er m s   o f   d en s a n d   s p ar s n et w o r k s .   P r o b a b ilit y   th eo r y   is   a p p lied   f o r   m o d elin g   th ev e n o f   R s o u r ce   av aila b ilit y   w h ich   is   i n s ta n tl y   f o llo w ed   b y   s ea m les s   en er g y   b an k in g   p r o ce s s .   W also   m o d el  t h p r in cip le  o f   u n ce r t ain t y   o f   R s o u r ce s   o f   en er g y   b y   i n co r p o r atin g   n ea r   r ea l - li f co n s tr ain t s   th a is   en er g y   b u d g et  a n d   ap p lied   lin ea r   o p tim izat io n   p r i n cip le  f o r   th is   p u r p o s e.   Ou r   f i n d in g s   s u g g est  t h at  t h is   m o d el   is   to tall y   ca p ab le  o f   p er f o r m i n g   en er g y   h ar v e s ti n g   e v en   i n   t h p r esen ce   o f   less   n u m b er   o f   R F so u r ce s .       RE F E R E NC E   [1 ]   J.  L o ra n d e l,   J - P re v o tet  a n d   M .   lard ,   F a st  P o w e a n d   En e rg y   E ff icie n c y   A n a l y sis  o f   F P GA - b a se d   W irele s Ba se - b a n d   P ro c e ss in g ,   a rXiV,  2 0 1 6   [2 ]   K.  M .   S .   Hu q ,   J.   Ro d rig u e z ,   Ba c k h a u li n g   F r o n h a u li n g   f o F u tu r e   W irele ss   S y ste m s ,   Jo h n   W il e y   &   S o n s,  2 0 1 6   [3 ]   K.  R.   Kh a li lp o u r,   A .   V a ss a ll o ,   Co m m u n it y   En e rg y   Ne t w o rk w i th   S to ra g e M o d e li n g   F ra m e w o rk f o Distrib u ted   G e n e r a ti o n ,   S p rin g e r,   2 0 1 6   [4 ]   A .   A h m a d ,   S m a rt  G rid   a s a S o lu ti o n   f o Re n e w a b le an d   Ef f i c ien En e rg y ,   I G G lo b a l,   2 0 1 6   [5 ]   R.   S h a rm a ,   S .   Ba laji,   In v e sti g a ti n g   T e c h n iq u e a n d   Re se a rc h   T re n d in   RF   En e rg y   Ha r v e stin g ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o Co m p u ter   E n g i n e e rin g   a n d   tec h n o l o g y ,   v o l. 5 ,   Iss . 7 ,   p p . 1 5 7 - 1 6 9 ,   2 0 1 4   [6 ]   H.  A l - Hra ish a w a n d   G .   A .   A ru m a   Ba d u g e ,   " W irele ss   En e rg y   H a rv e stin g   in   Co g n it iv e   M a ss iv e   M IM S y ste m s   W it h   Un d e rlay   S p e c tru m   S h a rin g , "   in   IEE E   W ire les s Co mm u n ica ti o n s L e tt e rs , v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 4 - 1 3 7 ,   F e b .   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   F r a mewo r fo r   Op timiz in g   th P r o ce s s   o f E n erg Ha r ve s tin g   fr o A mb ien t R F   S o u r ce s   ( R u ch i S h a r ma )   457   [7 ]   Y.  M a o ,   J.  Zh a n g   a n d   K.  B.   L e ta ief ,   " D y n a m i c   Co m p u tatio n   Of f l o a d in g   f o M o b i le - Ed g e   Co m p u ti n g   W it h   En e rg y   Ha rv e stin g   De v ice s, "   in   IEE J o u rn a l   o n   S e lec ted   Are a in   Co m mu n ica t io n s ,   v o l.   3 4 ,   n o .   1 2 ,   p p .   3 5 9 0 - 3 6 0 5 ,   De c .   2 0 1 6 .   [8 ]   A .   Bias o n   a n d   M .   Zo rz i,   " Ba tt e ry - P o w e re d   De v ic e in   W P CNs , "   in   IEE T ra n sa c ti o n s o n   C o mm u n i c a ti o n s ,   v o l.   6 5 ,   n o .   1 ,   p p .   2 1 6 - 2 2 9 ,   Ja n .   2 0 1 7 .   [9 ]   R.   Ch a n d ra ,   S .   Ho d g e s,  A .   Ba d a m   a n d   J.  Hu a n g ,   " Off lo a d in g   to   Im p ro v e   th e   Ba tt e r y   L ife  o f   M o b il e   De v ice s,"   in   IE EE   Per v a siv e   Co mp u ti n g ,   v o l.   1 5 ,   n o .   4 ,   p p .   5 - 9 ,   2 0 1 6 .   [1 0 ]   Z.   Ch a n g   e a l. ,   " En e rg y   E ff icie n Re so u rc e   A ll o c a ti o n   f o W irele ss   P o w e T ra n s f e En a b led   Co ll a b o ra ti v e   M o b il e   Clo u d s,"   in   IE EE   J o u rn a o n   S e lec ted   Are a s in   C o mm u n ica ti o n s ,   v o l.   3 4 ,   n o .   1 2 ,   p p .   3 4 3 8 - 3 4 5 0 ,   2 0 1 6 .   [1 1 ]   P .   He ,   L .   Zh a o   a n d   B.   V e n k a tes h ,   " No v e W a t e r - F il li n g   f o M a x i m u m   T h ro u g h p u o f   P o w e G r id ,   M IM O,  a n d   En e rg y   Ha r v e stin g   Co e x isti n g   S y ste m   W it h   M ix e d   Co n stra in ts, "   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   Co mm u n i c a ti o n s ,   v o l.   6 5 ,   n o .   2 ,   p p .   8 2 7 - 8 3 8 ,   2 0 1 7 .   [1 2 ]   P .   He ,   L .   Zh a o   a n d   B.   V e n k a tes h ,   " No v e W a t e r - F il li n g   f o M a x i m u m   T h ro u g h p u o f   P o w e G r id ,   M IM O,  a n d   En e rg y   Ha r v e stin g   Co e x isti n g   S y ste m   W it h   M ix e d   Co n stra in ts, "   in   IEE T ra n sa c ti o n o n   Co mm u n i c a ti o n s,   v o l.   6 5 ,   n o .   2 ,   p p .   8 2 7 - 8 3 8 ,   F e b .   2 0 1 7 .   [1 3 ]   M .   Ba d iei  Kh u z a n i,   H .   Eb ra h imz a d e h   S a ffa a n d   P .   M it ra n ,   " On   A d a p ti v e   P o w e Co n tro f o En e rg y   Ha r v e stin g   Co m m u n ica ti o n   Ov e M a rk o v   F a d in g   Ch a n n e ls, "   in   IEE T ra n s a c ti o n s o n   C o mm u n ic a ti o n s ,   v o l.   6 5 ,   n o .   2 ,   p p .   8 6 3 - 8 7 5 ,   2 0 1 7 .   [1 4 ]   Y.  T a n   a n d   X.  Yin ,   A   d y n a m ic  s c h e d u li n g   a lg o rit h m   f o e n e rg y   h a rv e stin g   e m b e d d e d   s y ste m s ,   EURA S IP  J o u rn a l   o n   W ire les s Co mm u n ic a ti o n a n d   Ne two rk in g ,   p p . 1 - 8 ,   2 0 1 6   [1 5 ]   T .   V .   T ra n   a n d   W .   Y.   Ch u n g ,   " Hig h - Eff icie n En e rg y   Ha rv e st e W it h   F lex ib le  S o lar  P a n e f o a   W e a r a b le  S e n so r   De v ice , "   in   IEE S e n so rs   J o u rn a l v o l.   1 6 ,   n o .   2 4 ,   p p .   9 0 2 1 - 9 0 2 8 ,   De c . 1 5 ,   2 0 1 6 .   [1 6 ]   F .   Yu a n ,   S .   Jin ,   K.  K.  W o n g ,   Q .   T .   Zh a n g   a n d   H.  Zh u ,   " Op ti m a h a rv e st - u se - sto re   d e si g n   f o d e la y - c o n stra in e d   e n e rg y   h a rv e stin g   w irele ss   c o m m u n ica ti o n s,"   in   J o u rn a o C o mm u n ica ti o n a n d   Ne tw o rk s ,   v o l.   1 8 ,   n o .   6 ,   p p .   9 0 2 - 9 1 2 , .   2 0 1 6 .   [1 7 ]   A .   Ca st a g n e tt i,   A .   P e g a to q u e t,   C.   Be ll e u d y   a n d   M .   A u g u in ,   A   f ra m e w o rk   f o m o d e li n g   a n d   si m u latin g   e n e rg y   h a rv e stin g   W S n o d e w it h   e ff ic ien p o w e m a n a g e m e n p o li c ies ,   EURA S IP  J o u rn a o n   Emb e d d e d   S y ste ms p p . 8 ,   2 0 1 2   [1 8 ]   M . A .   Ko u lali,   A .   Ko b b a n e ,   M .   El   Ko u tb i ,   H.  T e m b in e ,   a n d   J.   B - Oth m a n ,   J,  D y n a m ic  p o w e c o n tr o f o e n e rg y   h a rv e stin g   w irele ss   m u lt im e d ia  s e n so n e tw o rk s.   EURA S IP  J o u rn a o n   W ire les Co mm u n ica ti o n s   a n d   Ne two rk in g ,   (1 ),   p p . 1 5 8 ,   2 0 1 2   [1 9 ]   H.  Ja b b a r,   Y.S .   S o n g   a n d   T . T .   J e o n g ,   RF   e n e rg y   h a r v e stin g   s y s tem   a n d   c ircu it f o c h a r g in g   o f   m o b il e   d e v ice s ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Co n su me r E lec tro n ics ,   V o l .   5 6 (1 ) ,   2 0 1 0   [2 0 ]   R.   S h a rm a   a n d   S   Ba laji.   S M E H:  S to c h a stic  M e t h o d   o f   En e rg y   H a rv e stin g   f o P o w e rin g   u p   M o b i le  P h o n e s”   In ter n a t io n a J o u rn a o f   C o mp u ter   Ap p l ica ti o n s   1 0 9 (2 ): 3 8 - 4 5 ,   2 0 1 5 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       a m   R u c h S h a r m a .   h a v e   re g istere d   f o P h in   th e   a re a   o f   M a th e m a ti c a M o d e li n g   f o RF   En e rg y   Ha rv e stin g   f o r   M o b il e   De v ice s”   in   V T U,  u n d e th e   g u i d a n c e   o f   Dr.  S .   Ba laji,   Re se a rc h   De a n ,   J y o th y   in stit u te  o f   tec h n o l o g y   Ba n g a lo re .   P o siti o n h e l d /A ss o c iate d   w it h ,   sta rted   m y   t e a c h in g   c a re e in   2 0 0 8   a s a L e c tu re in   De p t.   o f   El e c tro n ics   d e p a rtm e n t,   S VIT S ,   In d o re .   T il Ja n u a ry   2 0 1 0 .   I n   2 0 1 0 ,   jo in e d   Cit y   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   w o rk e d   a a   a s so c iate   p ro f e ss o f o 5 y e a r.   S in c e   2 0 1 5 ,   a ss o c iate d   w it h   Ca m b rid g e   In stit u te  o f   Tec h n o lo g y ,   Ba n g a lo re ,   As   A ss istan P ro f e ss o r,   in   th e   De p t .   o f   IS h a n d li n g   v a rio u su b je c ts  li k e   El e c tro n ic  Circu it s,  Co m p u ter  Org a n iza ti o n ,   S o f tw a r e   A rc h it e c tu re ,   Co m p u ter  Ne tw o rk s,  S y ste m   M o d e li n g   a n d   S im u latio n ,   P ro g ra m m in g   f o 1 st  y e a r.   h a v e   to tal  8 . 5 y e a rs o f   e x p e rien c e   in   tea c h in g .   G u id i n g   UG   stu d e n ts  f o th e ir  f in a y e a p ro jec ts  w h ic h   in c lu d e   a re a su c h   a w irel e ss   s e n so n e tw o rk s,  e n e rg y   h a r v e stin g   e tc.  A lso   g u id e d   P G   stu d e n ts  f o r   th e ir  p r o jec w o rk   in   th e   a re a o f   W irele ss   se n so n e tw o rk e tc.  h a v e   m o re   th a n   2 1   Re se a rc h   P a p e r (Na ti o n a a n d   I n tern a ti o n a l)  in   h e c re d it .   h a v e   p u b li sh e d   5   re se a r c h   p a p e rs i n   re f e re e d   In tern a ti o n a l   T e c h n ica Jo u rn a ls  a n d   IEE E   Co n f e r e n c e   e x p lo re   w it h   g o o d   Im p a c f a c to r.         Dr . S . B a la ji ,   P r o f e ss o o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g in e e rin g   Ce n tre  f o In c u b a ti o n ,   I n n o v a ti o n ,   Re se a rc h   a n d   Co n su lt a n c y   T h a ta g u n i,   Be g a lu ru   Ru ra l - 5 6 0 0 8 2 ,   In d ia.  h a v e   re c e iv e d   m y   P h . D.   i n   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g in e e ri n g   f ro m   De p a rt m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   In d ian   In st it u te  o f   S c ien c e ,   Ba n g a lo re   in   1 9 9 3 .   I   h a v e   w o rk e d   o n   h a rd   re a l - ti m e   s y ste m f o m y   th e sis  w o rk   c u lm in a ti n g   in   m y   P h . D.  ti tl e d   S - NET S a   T o o fo t h e   Per fo rm a n c e   Eva lu a ti o n   o Ha rd   Re a l - T ime   S c h e d u li n g   Al g o rit h ms .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.