energy harvesting-aware resource management for wireless...

149
Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless Body Area Networks Ernesto Antonio Ibarra Ramirez ADVERTIMENT. La consulta d’aquesta tesi queda condicionada a l’acceptació de les següents condicions d'ús: La difusió d’aquesta tesi per mitjà del servei TDX (www.tdx.cat) i a través del Dipòsit Digital de la UB (diposit.ub.edu) ha estat autoritzada pels titulars dels drets de propietat intel·lectual únicament per a usos privats emmarcats en activitats d’investigació i docència. No s’autoritza la seva reproducció amb finalitats de lucre ni la seva difusió i posada a disposició des d’un lloc aliè al servei TDX ni al Dipòsit Digital de la UB. No s’autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX o al Dipòsit Digital de la UB (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant al resum de presentació de la tesi com als seus continguts. En la utilització o cita de parts de la tesi és obligat indicar el nom de la persona autora. ADVERTENCIA. La consulta de esta tesis queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso: La difusión de esta tesis por medio del servicio TDR (www.tdx.cat) y a través del Repositorio Digital de la UB (diposit.ub.edu) ha sido autorizada por los titulares de los derechos de propiedad intelectual únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro ni su difusión y puesta a disposición desde un sitio ajeno al servicio TDR o al Repositorio Digital de la UB. No se autoriza la presentación de su contenido en una ventana o marco ajeno a TDR o al Repositorio Digital de la UB (framing). Esta reserva de derechos afecta tanto al resumen de presentación de la tesis como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes de la tesis es obligado indicar el nombre de la persona autora. WARNING. On having consulted this thesis you’re accepting the following use conditions: Spreading this thesis by the TDX (www.tdx.cat) service and by the UB Digital Repository (diposit.ub.edu) has been authorized by the titular of the intellectual property rights only for private uses placed in investigation and teaching activities. Reproduction with lucrative aims is not authorized nor its spreading and availability from a site foreign to the TDX service or to the UB Digital Repository. Introducing its content in a window or frame foreign to the TDX service or to the UB Digital Repository is not authorized (framing). Those rights affect to the presentation summary of the thesis as well as to its contents. In the using or citation of parts of the thesis it’s obliged to indicate the name of the author.

Upload: others

Post on 07-Oct-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless Body Area Networks

Ernesto Antonio Ibarra Ramirez

ADVERTIMENT. La consulta d’aquesta tesi queda condicionada a l’acceptació de les següents condicions d'ús: La difusió d’aquesta tesi per mitjà del servei TDX (www.tdx.cat) i a través del Dipòsit Digital de la UB (diposit.ub.edu) ha estat autoritzada pels titulars dels drets de propietat intel·lectual únicament per a usos privats emmarcats en activitats d’investigació i docència. No s’autoritza la seva reproducció amb finalitats de lucre ni la seva difusió i posada a disposició des d’un lloc aliè al servei TDX ni al Dipòsit Digital de la UB. No s’autoritza la presentació del seu contingut en una finestrao marc aliè a TDX o al Dipòsit Digital de la UB (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant al resum de presentació de la tesi com als seus continguts. En la utilització o cita de parts de la tesi és obligat indicar el nom de la persona autora.

ADVERTENCIA. La consulta de esta tesis queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso: La difusión de esta tesis por medio del servicio TDR (www.tdx.cat) y a través del Repositorio Digital de la UB (diposit.ub.edu) ha sido autorizada por los titulares de los derechos de propiedad intelectual únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro ni su difusión y puesta a disposición desde un sitio ajeno al servicio TDR o al Repositorio Digital de la UB. No se autoriza la presentación de su contenido en una ventana o marco ajeno a TDR o al Repositorio Digital de la UB (framing). Esta reserva de derechos afecta tanto al resumen de presentación de la tesis como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes de la tesis es obligado indicar el nombre de la persona autora.

WARNING. On having consulted this thesis you’re accepting the following use conditions: Spreading this thesis by the TDX (www.tdx.cat) service and by the UB Digital Repository (diposit.ub.edu) has been authorized by the titular of the intellectual property rights only for private uses placed in investigation and teaching activities. Reproduction with lucrativeaims is not authorized nor its spreading and availability from a site foreign to the TDX service or to the UB Digital Repository. Introducing its content in a window or frame foreign to the TDX service or to the UB Digital Repository is not authorized (framing). Those rights affect to the presentation summary of the thesis as well as to its contents. In the using orcitation of parts of the thesis it’s obliged to indicate the name of the author.

Page 2: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

������������

� ���������� ����������������� ����� �����

����������������� ���!�

���

���

���

� �����"�#$������%�&

�����'�"�(������)��!��!��*��'��"��� ��������

���

���

Page 3: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

������ ���������

�����

� ���������� ����������������� ����� ���������������������� ���!��

����������������� ��

���

����� ���� � �������������

���������� ���������������������� ������ ���!�����"��"������� "�

�����#��������" �������$��� "�

�%&�%��%'��(�)%�%�(*��+���%,���&�+���

�����������-�� ���������$����$��

�����������-�� ���� �.��$����� �����$����������������

����� ��.�'������/012�

��!��������-��3�&��� ��4�5 �5������� ��

��������3�,�������$����� ��

����� $������ ��������

Page 4: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

����� $��-���

� �� ���� $������ �������

����� "��������������-��

� ��+,�����)�-*# +���������-./�(���� �+��� *�0.���#��1�--��.�,������ �*�.�2-�

+���� "�����������������-�

����� ���� � ���������6���

'�������7���!������-��

'�����������'6���7��!���������8�����9�����

:�� ��5�� ������� "� ���� � !�� "� ���� ������ � � ��� ����� �� ���� ��! �� ��! ����3�

���������������������� -�������������������������������������������������������� -�

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;������������������������������������;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;�

�3�&��� ��4�5 �5����������������������������������������3�,�������$�4����

����&�������-�

�;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;�

�������� ��3�������3��

Page 5: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

�������������� �� ������ ��������������������������������

����������������������������������������������������������

������������������������������������������������������������

��������������������������� �� ���������������������������

������� ������������������ �

������

!"#���� ����������������������$��������������

#���� ���������������������� %��������������

#���� ����������������� ������� ��

������ ������������������������������

"#���� �&���������

��

Page 6: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

���������� �������� � #��� � � � ���$ � #��� �$������ �� � �� ! � ����� �<!������

����.�! �� � �� ��!���� .�! �� ���� ����!�� ����#������� � �� .�

! � ������� ����� ���� #��� ��� � � ��� � ��� �� ���� � �� ! � ������

��=���������!��� 3��

>�� � �<������ �� �?�� ���� � �$�������� � �� �� ���� � ���

����.� �3� &��� �� 4�5 �5�.� � $����� ! � ���� ��� �6.� �! ����.�

� ������������������ ! ����������������������� ��� �� �����

������@ ����� �������3�������� ��$�������� � ����A��!�����

��� .��3�,�������$.�! �����<����������! ��B�.����� �"�������! �

! ���� ����� ����������3�,������$���������� ��! �$����������

" ���B�� � � � � �� ��� � �� ! � ������� ���� �<!������� �� ����

� � ����� �3��

��� � ��� ��� �$�������� � ���� ��!����� ��� �3� ��$�� ��

��� � ! �� �� �� �� ��� ��3� ���� C����5�.� !���� � #��� =�$� �� ��� !�!���

���� �! ������ ����A�� ��� �� " ���B�� � � � � �� ��� .� � � � � �

������� �����!��������! !����������������� .�� ������������$�$ .�

DEF� GHI� JKLMN� FN� ONP� EQHNRMOSTOI� LMN� KJU� SUF� VUJWSMXU� HRKFU.� SYF�

QVUXUFT.� SYF�NZUO[IOY�\NM� SYF�]UT^EMN�VUQ�XUQ�VRUOZGRNSE�\NS_�KJU�

NQSK� SU� `M_OSYXN3� aQS_� VUQ� GXN^N� NVK� ONP� �b� �$�!��c.b��� ������ c.�

\3S3J3 �GHUQF�NFQVUJKLMOSY�Nd[N3�e[ONOSE�UM�\NJWSERUM�\NM�^N�ONP�E[XNM�LMN�

V_FSN� EQLFfXIFg3�,������$�����������$��� "��! ���������� ��

�����!?�" ����$�$ 3��

�$����������A�����&��� ����� �B$� ��������� ������ �������

&�����@�� �&��& .� ! � ����� ���� !�����.� ������� � ! ��� !���

���� ���� ��� ���������� � � � ���������� � �� ��� �� !������

� � ��� �� ������� !�� ���� �<��!� ������ �� ����?����.� �������� � ��

� � �g� �!�� ���� ��������� .� � �!�@� �� ��� ���!��� .� �����������

Page 7: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

� �� ����.������$�� ��.��$��� �.����3 3�h������3�4�5 �5�.�! �

���������� ! ����������" ���!��������&��&.�! ������! �� �

� ���� ��� ��� ��� � � ���� �$������� �� ! � !������ �����

! "�� ����������������!���$ � ����� ���������$��B�3��

)����� ��$���������� �����"����.�����!��������� ��3������

)3� �#3�3!3� � #��� �������@ � ���� � ��� ��� ���� �� ��� #���� �!���6� #��� ���

��������� ����� � 3����������4�� ���3����6���! ��������"����.�

����$������������.��� �#���� ��� �!�� �! �������$������= ����

�� ���� 3� �� �� ������� 4�� �� ������� �4�5� � �� �� �� ����� �

��� � �)3��3��� �� �! ����������!������.���������B�!����.������!��

! ���� ����� ���������3����� �6�����������6��.�! ����� � ������

! � ����� �� � � � � �� ����.� ������� $����.� ���� ��� ��= 3� �� �6��

(���$�����h�� �! ������������! � ���� �!���B�3������������

��������&���� ������������ ���� � ��� @ .������ ����������$����� �

#��� � �� ���� ������ �$���� � � �� ������ #��� ���� ��� �� "����� !���

�����������������! ���� 3������������!������ $��� � ������ � ��

���� ��� �.� $����� ! � ����@�� �� ��� ��� � ���� ����= .� ! � ���

������B�� �� ! � ��� ����$�� �� ��� "����.� ���� ����@������ �� ����

����� ��!�������?�����!���� ������ � � �3��

���� � �$������ ����A�� �� ��� �������� +�� ���� ��� &����.�

���� � $6���� ��� ���B�� ���+�&*� ������ ������� �!��� ���' ���B����

�! ��������� ��������� ��(���� ����'��(� .������������� ����

$����������������������!i�������������?.�! ���������� ���� �/j0k

/00lk1jm1� ��� ����� ��� !���B� ������ � �� ����� �� ���� � �� �� � ���

� ������������������������������ ��3��

��������!����������/00l.�"�����#����������,?���������$���6��

� �A���.� ������ ��� ���������� ��� � � �� � �� ������� !�� ���� #��� � �

� � � ��� ���� ������ � �� ����� ! "�� ��������� �� � ����A�� �� �����

!�� ���3����������! �����#����� ���������<!������������.�������

#������$���! �!������������� !��� ��������� ���� ��� ����������

Page 8: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

���� !������� �� �� � ���� �h����� ����� ! � �������� � �� ������ �� ��

������! ���������� ��� �������� $6���� .����������6������!���� ���

�������� ������� ��������.� ��� ��$ �� ���� �?���.� ��� ��$ �.� � ��

��$ ����������$ �.����"���������������������������!�� ���.�#���

�� ��� ��� ���� .� �����?.� ��!�@�.� h���.� ��i.� � ���.� �����.�

'����.� �A�$��.� ( �����.� � � ��.� �������.� � ��$��.� ,A<� .�

�$�����.� &���.� & � ���.� ����� .� h��������.� ��� � ��� .�

4��������.� ����.� ���$��.� ,���� ��.� &���.� ��!i����� � ������.�

����� � �3� �� � � �� � �� #��� ������ �� � ��$ � ��?�� ���

���?�� ��� ��� �! � .� ��� ���� ������ ����� �&� ��.� ��� .� &��� .�

���=��� .�����.�)��.������.�����.�����<�.�� ��� .� �$���.�&������

��������� ���?� � ������� ��= �� ��� "����.�*�5�.�)����.����.�� �.�

���� .� ��������.� )���.� ����.� + ��.� ��� .� n�����.� *�����.� )����

��������� ���?� .������� ����������<!�������������� �����$ �����

��!����.����� ��B���������$�������$ �g��

������?������ ������!��� ������! ��������������.������� ����

��!�����!�!��� �!�������$�����o�

����� ��3�������3��

����� ��.�'��� �/012�

Page 9: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

�$��������� �� ����� " � �� ����������� ������� �� ���� ���� "� ��" ��� �� ����

& ������� ��� ����� � $�� ��&� � " � ���� �� ��� ������� �� "�

� ������� ����� ���� ���� �� ��� � �� �� "� � ������� �#�!����.� ��

���� ��! �������! �����������������3��������$�� �� "�:������

� ��� ���� +��p 5�� �:��+� � �� ����������� �������� � ��� � �� ����

������� �$�"����� �! �������� �� ���� !�����q�� ���������.� ���� ��� �

��������� ����#������ "� �"�3�( p���.� ����! �����������"���! �����

������������p 5���������������������$��� ���������! ����p����

���� ���� �������� ��� ����� ��� ���� ! p�� � ���.� ����� ����

�!��������� �����$�$� "���������� ����p���������������53�� ������

���.� �������$� ���$�� " �� ���� ������ ��� ������ ���� ��� ��

! ���$�� ��� ��� ������" ����� ����! �����3��������� ���<�.�����

�! ������ ����$���""��������$�k�p���������������������� ����

����$��������������� ��<!� ����������"��� "����$���������$�p����

$��������$�����>������ "��������> � ����������p 53�

���� ������� �� ! ����� �� � ����� �� � � ���� ���$�� ����

������� �� "� � ���� � ��� ��� " ������ �� ���$�k�p��� �� ����

����$������ " � :��+�� ! p���� ��� ������ ���$�� �������$3� ���

!������.� ��! ! �������� ������� �� ��������! ����������������

�����""������������$����������<!����������� ��������� �����! p��

��!!���������$���������$3���������������� ����� ������������

�� � �p � !���3� ���� "��� !��� !������� (�(k�,�&.� ��� ���$�k�p���

����k! ���$� ,����� ������� & �� �� �,�& � ! � � �� " � :��+��

! p���� ��� ������ ���$�� �������$3� (�(k�,�&� �� ���$���� � �

! ���� ������ ������� ��5�$� �� � ��� ���� ���� ��!������� "� �����

� ��� p��� ��!���� � � ���� ���$�� ! "��3� (�(k�,�&� � ������ �p �

��!��� "� ������� ���������.� 3�3.� ������� ! ���$� ������� ����

! ����������� ��������.��� ���� ����!���������p 5� !��� ��� �

���� ��!��� "� ������ ���$�� �������$� � ����3� ���� (�(k�,�&�

!�" ������������� "�� ��������� �$�!����������$���""��������

Page 10: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

������

������������������ "��<�������� �!���k������������ ��.�������$�

�� $ �� ���!��� �� � � ! ������� ����$��� �� ���� ���$�� �������$� ���.�

!��5������k����������������p 5����3�(�(k�,�&����������! ����

� � ��!�" �� ����� r0/31s3t� �������� " � :��+�� �� ����� "�

� ������� �� �$�!��� ���� ���$�� �""�����.� ��� ���� ������ "� � ����

����������������������� ��� ��� "����$���������$3���

���� ��� ��� !��� "� ���� ������ �� ��������� � � ���� ���$�� ����

������� �� "� ��(k> �.� �� � p�k> �� � �� �� ������� " � � ��� � ����

! p���� ��� ���$�� �������$3� ��(k> �� �� ���$���� � � ���� �""�������

����������������$�������������������������������!��5����������"���

�� �� ������� � ���<�.� ������ ������������� �! ��$� ���� ""���� > �3�

���� ���������������� p������������������""�����������$������������

#����.� ����� �! ��$� ���� � ��� !��� �� ���� !����$� ���� �����

������� �.� ���� ��� � ! ����� > �.� p���� �������$� ���� � ��� ��

���$��������� !��� �������3�

Page 11: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

(� � ��3" # ������ �"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�3�

1313 ���������33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�1�

13/3 � �������������������, ���� ��33333333333333333333333333333333333333�t�

13m3 %�=�������3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333311�

1323 ,��� � � $��33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333331/�

13s3 �������� "�������� ������,���& ����� ���3333333333333312�

��� $�!���3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333331r�

4" ���!��� ��"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�45�/313 � ���+ ������+� �� p����������$��(������$�333333333333333/1�

/3131 ���$��(������$��������������(�������� ������33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333/1��

/313/ ���$���� �$���������" ��+��3333333333333333333333333333333/j��

/313m �+��������:������� �������+��p 5���:��+� �333m0��

/3132 �+�����$��& ����!� ��333333333333333333333333333333333333333mm��

/313s �+��� p�������(��������$��(������$�3333333333333ms��

/313s31 ���$��+������%!��� ����+% �33333333333333333333mr��

/3/3 �,������������& �� ���,�& �� � � ���3333333333333333333333333333ml��

/3/31 ,�&�! � � ���" �:��+��333333333333333333333333333333333333333ml��

/3/3/ ,�&�! � � ���" �:�+��� p�����������������$��(������$�3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333332m�

/3/3/31 �� �����&�,�7&��,�&�! � � ��333333333333333333332j��

/3/3/3/ ���� �����&�,�7&��,�&�! � � ��33333333333333332l��

/3/3/3m ��k! ���$�,�&�! � � ��333333333333333333333333333333333s1��

/3/3/32 � ��������! ���$�! � � ��33333333333333333333333333s1��

��� $�!���333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333st�

6" �������(�7������������ ��7������$������ �� ���������� ��8������� �9�"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�:4��m313 ��� ���� ��3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�tm�

m3/3 �������, ����33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333tj�

m3m3 � ! ����(����� ���$�,�&�� � � ��(�(k�,�&�333333333333tl�

Page 12: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

m3m31 ��k! ���$��������� ���3333333333333333333333333333333333333333333tl�

m3m3/ � ��������& ����� ����& ��������� ��333333333333333j1��

m3m3m ������������������$ ����3333333333333333333333333333333333jm��

m3m32 (�(k�,�&� !��� ���<��!��33333333333333333333333333333333jt��

m323 (�(k�,�&�p������$��(������$�33333333333333333333333333333333333jr�

m3231 ��k! ���$����$�k�p���333333333333333333333333333333333333333333333jr�

m323/ �&k����������$�k�p���333333333333333333333333333333333333333333333jl�

m3s3 (�(k�,�&���" ������������� ��3333333333333333333333333333333333jl��

m3s31 ������ ��& ������ ����������!�33333333333333333333333333jl�

m3s3/ (�(k�,�&-���" ��������������3333333333333333333333333333333rm�

m3s3m (�(k�,�&���3�����r0/31s3t-���" �������& �!�� ��3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333rr�

m3t3 &��!��������������& ����� ���33333333333333333333333333333333333l/�

��� $�!���333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333l2�

;" ����<�-��� �������������� ���������� ��� ��"""""""""""""""�=>�2313 ��� ���� ��33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333lr�

23/3 �������, ����333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�10/�

23m3 � p�k> ���p���,���$��������$ ����333333333333333333333333�102�

23m31��(�,-�� p�k�(��p���,���$������33333333333333333333333�10t�

23m3/��>�&-������>������p���& �� ��3333333333333333333333333333�10r�

23m3m�����-����5����$$�$�� 7��������$��������333333333333�10l�

2323 ��(k> ����" ������������� ��333333333333333333333333333333333333�10l�

23231������� ��& ������ ����������!�3333333333333333333333333�111�

2323/������� ����������3333333333333333333333333333333333333333333333333333�11m�

23s3 &��!��������������& ����� ���333333333333333333333333333333333�11l�

��� $�!���3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�1/1�

?" *������(� ������ ��� ��0������!��"""""""""""""""""""""""""""""""�34?�s31 & ������$�����5��33333333333333333333333333333333333333333333333333333333�1/s�

s3/ '�����: 5�33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�1/r�

Page 13: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

1������0�������

(���*���3'�# ������ �

131 * ��$�C�������%������ !��������h� ����� !���� ���������$���

1ls0k/0s0�33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�/��

13/ h� ���������� �� "������������ �&� �����������333333333333333333333333333�m�

13m , ���k�������������!� ���!������ �������3333333333333333333333333333333333333�2�

132 �<��!��� "���:��+������(�������������333333333333333333333333333333333333333333333�t�

13s & �!���� ������ ������p����!������������ ������

��"����� ��!����������333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�r�

13t �������� �� "�:��+�������� ! � $�����������p �������� "�! ������

����������������!������������33333333333333333333333333333333333333333333333333333333�1m�

(���*���4'����!��� ��

/31 �� �5���$��� "����+�! p����������$���������$�33333333333333333333333333�//�

/3/ ���$�������������������������� ������3333333333333333333333333333333333333�/2�

/3m �<��!���� "�!������������$���������$�� �����33333333333333333333333333333�/s�

/32 �<��!���� "���!������������$���������$�� �����3333333333333333333333333�/t�

/3s �<��!������"�������$���������$�� �����3333333333333333333333333333333333333�/j�

/3t ����������� "���������! p����������$���������$�3333333333333333333333�/r�

/3j ,��������������� "����$���� �$�������333333333333333333333333333333333333333�m0�

/3r ����� �����p���������r0/31s3t��������� �������!��� "�p������

����p 5��3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�m1�

/3l �������� �� "��������� $������ "������+��������:��+��3333333333333333333�m1�

/310 ,������:��+�-������������� ���������������$��! p��

� ����!� ��33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�mm�

/311 ������ �� "�! p��� ����!� ��p���������!�����$������

�����������������&h�33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�m2�

/31/ � p��� ����!� �� "�� ��� !��� ��� ��������p���������� �333333�ms�

/31m � ���� ����� ��������� ��� ������$�����������������������

� ���333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�mj�

Page 14: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

/312 �������!�" �������������$��� ����!� ��� ���� �����+%��

�����+%k,�u��������33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�ml�

/31s &����"��� �� "�,�&�! � � ���33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�20�

/31t & ����� �k"�������!��k����������� ���33333333333333333333333333333333333333333333�21�

/31j ���$���$��� "��� ���!��������� �����3333333333333333333333333333333333333333333�2/�

/31r �� �����&�,�.������������ ����$���3333333333333333333333333333333333333333333333�2j�

/31l �� �����&�,�.�������� �����$��333333333333333333333333333333333333333333333333333�2r�

/3/0 ���� �����&�,�.������������ ����$���333333333333333333333333333333333333333333�2l�

/3/1 ���� �����&�,�.�"� p����� "��������5 ""����������3333333333333333333333333�s0�

/3// ��k! ���$.������������ ����$���3333333333333333333333333333333333333333333333333333�s1�

/3/m ��k! ���$.�������� �����$��333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�s/�

/3/2 � ��������! ���$.�����!����$���$ ����33333333333333333333333333333333333333333�sm�

/3/s ,������������!������� ����,�.�,�,�.�����.�����,����

�����#����" �! ��������! ���$�! � � ��3333333333333333333333333333333333333333�s2�

/3/t & �!�� �� "���,�.�,�,�.�����.�����,���������#����" ��

! ��������! ���$�3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�ss�

(���*���6'��������(��������

m31 :��+�! p�������(��������$��(������$.��������, ��������

�+��p 5�� ! � $��333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�tr�

m3/ �+������������� ����$���p������$���������$�33333333333333333333333333�tr�

m3m �<��!��� "���k! ���$��������� ���33333333333333333333333333333333333333333333333333333�j0�

m32 ��k! ���$��������� ���33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�j1�

m3s �&k�������� ���3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�j/�

m3t (�(k�,�&�"� p������" �������� ��� �� "�������k! ���$�!� ���

������&k�������!� ���33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�j2�

m3j ������������������$ ����" ���k! ���$7�&�!� �������������

(�(k�,�&�! � � ��333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�js�

m3r '�����<����$����(�(k�,�&�! � � ��333333333333333333333333333333333333333333333�jt�

m3l ������ ������� �3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�r0�

m310 �������������"�������������333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�r1�

Page 15: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

������

m311 � ����� ���������������� �$�!����������������$���������$��

����3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�r2�

m31/ + ��������� �$�!���!��� ����������������$���������$�����3333�r2�

m31m ���$���""�������������������$���������$�����33333333333333333333333333333�rs�

m312 � ��������������$����������������$��������������������$��

��������$�����3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�rt�

m31s � ����� ���������������� �$�!������������� "��&k�+��33333333333333333�rj�

m31t � ����� ���������������� �$�!��������������� "��&k�+��" �

�""���������333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�rr�

m31j (�(k�,�&���3������r0/31s3t-����$���""������3333333333333333333333333333333�l0�

m31r (�(k�,�&���3������r0/31s3t-�+ ��������� �$�!����3333333333333333333�l0�

m31l (�(k�,�&���3������r0/31s3t-�+ ��������� �$�!����!���+��333333�l/�

(���*���;'�����<�-�(� ���-������

231�����+q����������������:��+�� ! � $�-��������� ����333333333333333333333333�10m�

23/������������ �� "�������(k> �� !��� ��33333333333333333333333333333333333333333333333�10s�

23m�����(�,����k� �������$ ����333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�10j�

232�����>�&����k� �������$ ����333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�10l�

23s������������k� �������$ ����33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�110�

23t������������ �� "������r0/31s3t������"������������3333333333333333333333333333�111�

23j���������� ���""������333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�11m�

23r���������>���������� �333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�112�

23l������ �$���""������333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�11s�

2310��+ ��������� �$�!���33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�11s�

2311�+ ��������� �$�!�����3�������33333333333333333333333333333333333333333333333333333333�11t�

231/����������5���) ���3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�11t�

231m������$�����5������k� k����������33333333333333333333333333333333333333333333333333333�11j�

2312�����$���!����!�������������� ��333333333333333333333333333333333333333333333333�11j�

231s�����$���""������333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�11r�

231t�����5���) ���333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�11r�

231j������$�����5������k� k����������33333333333333333333333333333333333333333333333333333�11l�

Page 16: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

1������*�$�����

(���*���4'����!��� ��

/31��������� "�C�����!����� "�:�+�����:�+k(����333333333333333333333333333333333�2t�

(���*���6'��������(��������

m31���+������������������� ��3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�r0�

m3/��(�(k�,�&7�����r0/31s3t-�����������������33333333333333333333333333333333333�r/�

m3m��(�(k�,�&7�����r0/31s3t-������������!�3333333333333333333333333333333333333333333�rl�

(���*���;'�����<�-�(� ���-������

231���&h��+-�&�����������333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�11/��

23/���&h��+-��������!��������333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333�11/��

Page 17: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

1��������� ������(2���(��#����#����������� �� (�((��(����(��(-��@(���(��<�(��(+���+����������#(�� .�0(-�0����+.��+��-�������� �#�*�#(*�#��#����#��(�#*/�

��5� p���$������

���� $k� k�$����& ������

������k��������������k��������

������k��������,���!������k���������

���5 ""��<! ������

��k� k�����

� ���+ ����

� ���+ ���& ���� �

&�����&�������������������

& ������ ��,���!�����������

& ����� ��� �������& �� �����5���

&���������,���!���������7& ��� ���� �������

�����&������

�����>������p���& �� ���

����� ��� $�!��

����� ����!��� $�!��

����� ���(������

���$��,���$����������$�����&�����

���$��+������%!��� ��

'����&���5���#��������

'�#��������� ��,���!�����������

h� ����%������ ��" ��(�������

h���������5������ �������

:��+�! p�������(��������$��(������$�

����k����������

��" ��� ������& ������� �������� � $���

���������"��� ���

��������� "������������������� �����$������

������������,� ����� ����&�����

������� ��������� ������� ���� ���

Page 18: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

��(��(/���������#����#���.-#���--��(������������,��1(���������/��-�/�<�-������*����*A@�A���� ����.���- ��- ������

,������������& �� ���

,� � �� ���������

, ����(������

,���!������k��������������k��������

,���!������k��������,���!������k���������

%!���������������� ����� ���

���5����$$�$�� 7��������$��������

� ��������& ����� ���

��� �����$�����$������

� p�k���$��(������$��p���,���$�������

���������

��������)����& ���$������ � � ����

� p��,���$�������

��������)����� � � �����������

��������)��������������������

>������ "��������

����k%��� ��������

������� ��,���!����������

������� �7����!� ���

:������� �������+��p 5��

: ���(������%$����� ��

:���������� �+��p 5��

:�+�! p�����������������$��(������$��

Page 19: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

������

���� ������� ����������

���

� � ����� � ������������������������ !���"#$%�"�&'�"'(���)'�

*�(�*�&'�**+��&,,�

-�&.&���*+���������/$�(�0#$�(���)'�

�1�&.&���1$�(�

����

����$������"�� "������ ����

, �� �$��������" ���k�+���

, �� �$������ ""�����!!��� �" ���k�+��

, ����� "�� �!��� �� "������ ������� ��! �����" ��+2�

���� �� "����������� ������� ��! �����" ��+2��

� ���� ��������k! ���$�� ���

� ���� �������&k�������� ���

���$���������$�����

���5������k��������� "���+��

���� ��������$����������������+��

��,���������"��� �

��,����������"��� �

���k ���!� ��

,���������� ��&k�������

������ ��! p��� ����!� ��

������� ��! p��� ����!� ��

�����!��5�������

������� �����$��� ����!� ��

������ �����$��� ����!� ���

���$�����������

������ ��""�������

)����� "����$���������������

���$���������$�����

+����� "���)'�� ��������������2222

,�<������� p������k� k���������2222

,�<������ �$����!������

�����!��5���p���$�����

+����� "������!��5������ ���

,�<������� p���p���$����������������#�����

�����������" ����������� ������� ��! �����

Page 20: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

'� ��� ����

!������������������������������������( �������������� ��� �� �� ���� ������ ������� � &��� � ���� !����

(� � ��3"3 *����� ����""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�3�3"4 ��$����-���� �� ��������� �"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�:�3"6 .$B�������"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�33�3"; �����������"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�34�3"? -������������������� �� ����� �(� �$��� ��"""""""""�3;���$�����7���""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�3C��

3"3�*����� ����+ p�����.� �p � ��!���������� ������� �� ���� ��� �� "� �������� ���

��5�$� !����-� � ���� ������� ! !���� �� �� $������ ������$� p ��p��.�

���� �� ��������p������ ����� � $����������$ �$��� ������ ���

! �"��� �3� :��� �$��� � � ���� ����� "� $� ���� ! !���� �� �$�$.� ����

: ��� (������ %$����� �� �:(% � ���� �������� " ������ v1w� ����� ����

������ "�!� !��� ����<��k"�������� ���p���� �����$��������������

������ "�������������"�������� ����'$���131 3���� ��$�� �:(%.�

�����������! !���� ��p ��p�����$ p�$����/�!��������������.�����

� ������������$�"����������������������������"���<!�������.�p����

�����������<!������� ������/3r�!��������/0m03������� ��������"����.�

:(%� p���� ����� ���� �!�� $ p��� "� ���� ������� ! !���� �� �� � ���

(���*���3����

Page 21: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

� ������p����������$��������� �����"�������������.�!��������.�

������������������3���

0�����3"3�D�* ��$�C�������%������ !��������

h� ����� !���� ���������$��1ls0k/0s0�v1w�

� ���.� ��� �� ������ "� �� ��� "��� �� ��3$3.� �$�$.� �"������.� ����

����$��.� ���3 .� ����� !�$� � ������ �<!������ ��� ������� �� ����

�������� "� �� ��� �������� ����� ������ �""���� ������� ���� �������

!� !��� �'$��� 13/ � v/w3� &� ��� �������� ��� ����������� ��� � �$�

���� �� ���� $�������� �� p� �� ���3� ' �� ���� ��!��� "� �� ��� ���

� �����$-� ��� �������� �������.� �� ��� ��!�� �� �������.�

�������� ���� �����3� ���� 5��� "� �������� ��� ������ " ���� ��

����� !��� � ������ ���� � �������� �� ��= � ! ����� " � ���� �������

������.� �����$� ���� ����� � � ������ � �� �� ����� �� ������ �.�

� �!���� �"��������.� ������� p 5��.� ���3� %"���.� ������ �����������

���� ����""������ �!����� �������$���������" ���������#�������

����! !���� �3��������������������:(%���������������p����k�����

� ������p���� p������������� ����������p�����""���� � ���� �����

Page 22: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

�������� "� �� ��� �������� ���� p��� ����� � � �!���� � ���� rm� ��� ��

� �������!! <�������tm���� ���� � ����p����/00t�����/01s�v1w3�

�0�����3"4�D�h� ���������� �� "������������ �&� ����������-�� �

� �����<��.�� �)���������t0����� ���!�� ��.�����& �)���������j0�����

���!�� ���v/w�

�����$�$�! !���� ������ ���� ������� "� �� �������������� �p �

"��� �������$�������""�����������$��� "����������������p ��p��3�������

�p �"��� ������������������� ����������������������.������!� !���

�#��� � �� � ������� ������� � �� �$� ���� ���������� � � !�" ��

����� ����� �������3� %�� ���� ���� ����.� �� ��p� � ���!�� 5� p�� ���

b� ���� ������c� ��(����� .� p���� �� !��� "� ���� ����� ��� �������

��(����� ����������������������!!���� ���������5�� ��� ����!� ����

" � ���� ����"�� "� ������� �� ����� ���� ������� ���.� �� ��� ��$�

������$���! !���3�����h� ����%������ ��" ��(�������h%� ���"����

�(��������� ���������������!����������������������� ��� �� �$��

� ���� ������.� �5�� ����!� ���.� !������ � �� �$� ������.� ��� ����

�$���� ���������� ����� .� ���� ���� p������ ������� vmw3� ��� ��$� � �

:(%�vmw.��(��������! ��������������� �����$��������=��� �� "��������

�������p ��p��3�

Page 23: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

�0�����3"6�D�, ���k�������������!� ���!������ �������v2w�

��� ��$�� �������� ��������� ������� ���� ������ ���������.�

�� /01m.� ���� ������ "� � ���k�������� �����!� ��� ���� ��� ���

������� ����p ��p���! !���� �� �'$���13m � v2w3�������� �� ����� "�

� ���k�������������!� ���������������� ����lt�!������$� �����.�

1/r� !������ �� ����� !��� � ������ ���� rl� !������ �� ����� !�$�

� ������ vw3� , � ��.� ���� ��������� ����� �� p�� ����� � �� ����� /3j�

��� ��!� !���������$�������������������.�p����� ��! ����� �ml�

!������ "�����! !���� ��� ��������p ��3��

�����$��!������ ������� "�� ���k�����������p 5�� ��� ������

"�� p������������� ����<������ ����������������� � $����! =����.�

����� ��� ���������� �"��������.� !����� ���� ���� ��5�$� p����

��������v�.�w3�����$���������������� ��������p����������� � $����

� ��� ����� !��� ���� ����� !�$� � ������ ��� ��!��$3� ���� �(������

���������������������� � $��!���" ���� �!�" ���� ������5���������

� � ������.� ������� ���� ����$������ "� !������ �" ��� �3�

'����� �.� �� �� �� $ �� � �� " � �<�����$� ���� ! ����� ����������

� ���$�������! ��$����#�����3��(�������!!���� ���" �����!� ����

����������"���������������""���������� ����!������ "��""�����������3�

� ��� �������� ����� �� ��-� �������� ���� ����� ���������.� $������

Page 24: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

������� ������� ���� �" ��� �.� ������� ��$� ��� ���� ���������

��������.��� �$� �����v�.�w3��

�� �$� ��� ���� ����.� �� ���� ����� ! ���� ����� � �������

����� � $������$�������! ������$� ��.��������������� �� �$� "�

!������������3�'����� �.������������� � $�������<!����������p����

� � ��"�$���� ���� �"�� "� �� !������ �p��� !�����5��.� ������ !��!�.�

� ��� ! �������.� �� �$� ���� 3� ������ ��!��� "� ����� � $�� ���

��� ��$� � �� �""����� ��� $����$� ������.� � �� ����.� ���� � ��

� �" ������" �����!�����3��� ���������" �� ��������������������

���� p��� p������ ����� � $�� " � �<����$�$� �" ��� �.� ������$� ����

�������� "��� �� " � � ��� !������� ���� ������� p 5��3� ����

����� � $���� �� ��� �� �� �$� p��� ���� ���$� ������� " � �������

������� ��� ���� !������� � � ���� ��p� � ���!�� �� ����������-� ����

:������ � ��� ���� +��p 5�� �:��+� 3� :��+�� � ����� "� ������ ����

�������������������� ������������������ "�� �k� �� .� ��������k

� �� .� ���� ������ � ��3� :��+�� ��� �!��"��� �� ���� ���� ������ �����

r0/31s3t� �������� " � �� �k��$�� p������ � ������� ��� �� ����

������ � ��� v�w3� ���� ���� !�! ��� "� :��+�� �� � � �""������� ����$��

���� ����� � ������� �� �� �$� ���� ���� ������� ������� ����� ��� �$� � �

�������p 53��

'$��� 132� �� p�� ��� �(������ ������� p���� �������� �� :��+3� ���

���� �<��!��.� ���� � �������� ����� ��� ���������� p�������� � � ���

�<��������������������������!� ��� ������3�����:��+��p����������

��������������$ p��� "��(�����.�������$����"���� �����������

������� ����"��� " � ���� !������� vjw3� ���� ! ������� � ���� ���� �� � ���

����"��� "������!�������� �� "�:��+�����������������������������

����<�������! ���$3�:��+��p������ p�!��������$� ��.����������

���� � �� �$.� ���!��������� "� ���� � ��� �.� p�� ��� ����!��$�

����������������3�����p����! ���� ��������""���������� "��������

! ������� ���� ���� #������ "� �"�� "� !������3� ����������� ��������

������ ��:��+�����������! �������� �� ����� �! ����� ��� ���" �����

Page 25: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

���� "� ���� ������� ���� !������� p��� �� ��� �������.� ���� ��� � � �

����������"�������� ��� "�����p� ����������������3��

0�����3";�D��<��!��� "���:��+�������(���������������

3"4���$����-���� �� ��������� �

���� :��+�� "���� ������� �������$��� ����� �� ���� ��� ��� ��� ��" ��

����"�����!�������� ����������������������3�������������������

����� " �� �������p 5.� �������� ���+ ���� ��+� .� ������� $��� ��� ��

$�����.� ����� �����!�" ���""����� ���5�.� �����������""�����>������

"� ������ �> � � �#�������� ���� ����� ����� �""����� ! p�� ��!!��3�

, � ��.����������p 5����������"���������!����� ���������! �������

����������� ��.�����$����������������������� "������ ����������

���p 53� ��� :��+�.� ����� � ��� ����� ��� �� �""����� �! �����

"���� �� ������� � � ��$� ��.� ��������� � � �� �$� "� ���� !�����q��

������3�����" �.������ ������!��������� ��� "������������ ��.�����

���5�!�" ������������� �������#��3��' �������� �.��+���� �������

������ ����� �������"���� ����""������������������p�������������

� ��� ����������������������������p��3�� � ����� ���.��+���� �������

Page 26: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

������ ���� �$��.� � � ���!�� ����������� � � ���� ������ � ��3� ������

������������ �� �$��� ��!���� �� ���� ������� ��!����.� p���� ��

! ! � ���� � � ���� ������q�� p�$��� ���� ���3� (����.� ������$� ����

��!����� "�������������!��������������������p�$��������������� "�

�����+3���

�!��� " �� ���� !������� ����� ��� ���� ���� �� ��.� ���� ������

������� ��!����� ������� ��� � ���� �"����� "� ���� � ���.� ����� �� �� ��

"���� ! p�� � ���3� �� ������k! p���� p������ � ��� ���� �""�������

���� ��� ��� ���5�� ��3$3.� ������ ������ �.� ����� ! �����$.� �� �

���!� �7� ������� � � ��� � �$� ��� ��� ������� ������ �� ��""����� � �

��!!��� ���� �#���� ���$�3� ( p���.� ��� ���� ������� �� ��!�����.� ����

� ����<!���������������� �� ����������.���" ���������������� ��$�

!����������������3���� ���" ���� ���� ������ !����$��$��.��� ��

��������� � � �!����� � ����$�� ���� ������� ��� � �� ��� ! �����3�

( p���.� ������� �!��������� �� � �� ��p���� "������.� ����� �� �$���

=� !���������!�����q��������� ���� ��������$�������+3������! �����

�� �<��������� ����� � �� �� ���� ����� "� � ���� �!������� ����� ����

������� ��.�p���������!��������� "������ ���p �����#�����$����

! �������v .��w3�'$���13s� ������������5� "�� �!���� ����������� �

�����!��������� "����������!�������������������� ��3�

����������� "��������������!�����p �����<����������"����� "�����

� ������.����p������������������ ���.������ ���������� !� ������� �

��������� ��� ��������������p�$��� "��+�3�(����.��������$����$��

" �� ���� ��������� � ����� v10w� � ���� !���������� ��!!��� ���� � ���

p��� ���� �#����! p�.�! ���$� ����� ���! ���$�� ��� �� � � ����

���$�� ! ����3� ���$� �!����� ���p��� ������.� 5� p�� ��� ���$��

��������.� �+�� ���� � ����� ������� ��!��� "� ���$�� !������ �� ����

��������� ��������3$3.�����.�� � �.����3 ���� �������������$��v11w3�

�� � ��� ! p���� ��� ���$�� �������$� �� ����� � � � ������ ���$�� �� ����

������ ��� ������ ���� ���� �� " � ��� p�� !��� �.� ����� ������$�

�$��� ��� � ��.� ��� ��$� ���� ! ������ ��� ������ p��� ����

��!��� �� "� ���� ���� ���� �������3� ( p���.� ���� ���� "� ���$��

Page 27: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

�������$� �� ������ ��� ���� ���� ������� � � ���� ���p 5.� p���� ��

�������� ���������������������$������ "������ �����������$�3��

�0�����3"?�D�& �!���� ������ ������p����!������������ �����

��"����� ��!����������v w�

���$����������� �� ������������� ������! ���� ����� �� ����

"����$��� �!����� ������������.�p������������� ����!������� ��

���3��������������.�����������������$����� ����""�����" ������+��

� � p 5� ! !���.� � �����$� ����� � ������� ���� ���� "� �� ����$������

�� �$�� ������ ��3$3.� �� ������� � �� ��!���!��� � ����� ���� � ��������

���$�� $��������� ���� � ��q�� !��� �3� ���� �� ���� "� ���$�� ����� ��

��������� �����������$����!� �� "������3�3.��������$���� ���"����

���� ���� ������� � � ����� ���� !����$� �����3� ������k! p���� � ����

��� ��� � �!������� ������� ���� ���� �������� ��� ��!�����.� �����

����!��$� ���� ���� ���5�� ����� ���� ���p 53� ��� ���� ����� "� ���$��

�������$.� ���� � ���� ���� ������� ���������� !� ��� "� �������.�

�����$� ����� ����� ����� � � � �������� ���!���� ���� ���5�� �����

Page 28: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

�����$������#�������$��� ������� !��� �3������� �������� ���

"����.� ����� ��������� ����� �����������"����<!� ��� �� "� ����� ��������

���$�� �� �� 5��� "��� � " � ���� �� ��� !��� �� "� �� � ��3� ���$�� ��

���������" �������������! p�k"����$�� ���.�� �� ����������������

� � !����� � ���� ����3� C������ ��� ��3� v1/w� �� ������ ���� � ���!�� "�

���$��+������%!��� ����+% .�p������������ ��� �������� �"����

�"����.���� � �$������������� ����p���"�����3���� ���! p�������

���$���������$������������ �������+%�������"���� ������������ �

�#���� �� ���� "� ���$�� � �!���� � � ���� ���$�� ��������� " �� ����

��� ������ v1/w3� ����" �.� ����"��$� ���� � ��� ��� ����� $��������

�����+%� "����+.�p����������������!�!������ !��� �� "������ ��3��

���� p������ ���"���� � ������� �� � ��������� !��� "� ���� ���$��

��������� ���$� ���� !��� �� "� ���� � ��.� p���� ���$�� �������$�

�""�����������! ��������� "���� �������$����!� �� "����.����������

���5� "� ���$�� ���� ������ ���� ������ ������� "� ���� p������ � ���3�

���� ,����� ������� & �� �� �,�& � �������� �� ���� � ��� �!! !����

������� ���������������$���""������������v1mk1tw3�����,�&���������

��!��� "������������5������ "�����%!���������������� ����� ���%�� �

���������3� ���� ,�&� ����� ��"���� ���� ���� "� ���������� ����

! � � ��� �� �$�� p���� �� ��� � ���� �$��� � � ����� �� � �� ��

������� �� �����3� ��� !������.� ���� ,�&� ! � � ��� �!��"�� ����

���5�� ���� ! ������� �#���� " � ���� ����� ����"�� ���p���� �p � �

� ��� ���� �� �������p 5.�! ���$������������ ��� ����! �������

� �"����� ����� ���� ���� ���$� ���� �����!�� � � ������� ���� �����3�

����" �.� ���� �� ��� "� �� ,�&� ��������� �� ���� ���� "��� � �����

����������������$��� ����!� �� "������p 5�v12w3����� ���� �.� ����

���$�� � ���� �� �""����� ���p 5�� ����� ���� ! ���� � � ���� ������

����������3�������p 5�� !����������������.���������!�! ��� "�����

,�&�! � � ����������""��������� "������� ������$���� ���� ��<�����

���� ���p 5� �"����� ��� ����� ��� ! �����3� %�� ���� ���� ����.� ��

���p 5������� !��������$����$���������$.��������� �=������������

Page 29: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

�� �$�!��� ��<���� �.� ��� ���� ���$�� ��!!��� �� � � � �$�� ��

����� �3��

�� �$�� ���$�� �������$.� ���� �"�� "� �� p������ ���p 5� ���� ���

��������.� ���� ���� > �� ������ ���� ��� � p�$����� ��� �$�!��.�

�����.�!��5���� ��.����3 �v1j.�1rw3�h�������.�:��+�������� �����$����

> �� �#�������� p��� ��!���� � � ���� ���� ���� :������ ���� �

+��p 5�� �:�+� � v1lw3� ��� :��+�.� �� �$�!��� ��<���� �.� ������

������ �������"������<���� �� "��������p 5� !��� ������ ���

"� ���� ���� $ ���� � � ��� �������� v/0w3� ��� ���� �.� ���� �����������

�������� "�����p������� �������� ������= ��������$�������:��+��

�� ���� "���3� ���5�� :�+�.� p���� �� ��$�� ������ "� � ���� ����

� �!������� " � ���� ���5� "��������� �� ���������������.� ��:��+�.�

����� � ��� �� ���� ��� ����� ���� �������� v/1w3� ��� ���� !������ ���.�

� ��� "� ���� :��+k ������ ,�&� ! � � ��� ����� ����� ���$���� ��5�$�

�� � ��� ���� ������k! p���� �+�.� ����� � �� ���$� � �!������ p���

���$���������$� ���������p 5�3�(����.����� "�$�����! ������� �

! ! ����������$�����������������$���������������!������> ��������

��:��+��! p�������(��������$��(������$��(�(k:��+� 3��

���!�������$��������"��������(�(k:��+��������$�� �����#������

"� �"�.� ������#�����p�! � � ���������$ ������ ���5�� !���������

"� ���� ������ ���$�� � �������� �� ���� ������ ��� �����3� � ���� ,�&�

���$�� " � (�(k:��+�� �� ���� ��5�� �� � ��� ���� ���� !������� ��!���

���� "������� "� ���� ! p�� � ����� � � ��� ��������� �� ���� ������

��� �����3� ��� �� ���� ��� � ! ���� ���� � ���� p��� ������ �������

��� ��$� � � ���� ! ��� ���� ���� ��������� ���$�3� ��� ���� � ���<�.�

��5�$� �� ���� ���� ����������� !������ ��:��+������ �� �������$��

�������$� "���.� ���� ������ �� " ������ �� ���� ������ ���� ���$�� "�

�""��������$���������$k�p����� ��������$�����������#���������

��������������> ����(�(k:��+�3��� ���������� "� ��5� p���$�.�����

p 5� �� ���� "��� � ����� �� � � ,�&� ! � � �� ���$�� " � :��+��

! p����������$���������$���������������� �����3��

Page 30: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

3"6�.$B�������

����!�����$.������ !��������������� �� "� ��������������!������

����" �� p�$� �=�����-�

• ����������� ������������������������������� ������������������� ���������� �������� ����� ��������� ���� �������������������������������������������������� ��

��� ������$� ���� �" ����� ���� $ ��.� ���� ������ � ��������� ��

� ����� ��� ����������������� "�:��+��! p����������������$��

�������$� �� ����� "� �""����� ����$������ "� ���� ���$�� � p������

������> �3��

� � �������"����� ����� ���� $������ �=�����.� ���� " �� p�$� !�����

�=������������ ������� �"��"����-�

13 � �! ������ � �!�������� ���p� "� ���������� "� ������� �� ����

����� "�,�&�! � � ��� " �:��+���������$���������$� �� ����

��������� �����3�

/3 � �! ! ����������������������$�k�p���,�&�! � � �.� ����� � �

���!�� ���� !��� �� "� �� :��+� � � ���� ��� �.� ���k����$�

������ "��������������$���������$�� ����3��

m3 � ����$����������� !��� � �� �� ������� �������� p�� ���� !�����

���� "� ������ ���$�� � �������� ��� �� � ��� ! p���� ��� ������

���$���������$.��� ���� ��! �������! �����> �3��

23 � � ��������� ���� ������� "� �� ! ! ����� ���� � �!��� p���

�"�������������������������$��""�����> �������3�

Page 31: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

3";�������������

����"������!������ ����� ���������p�������� �!��������p� "�����

������ ������� � � ���� �!!���� �� "� ���$�� �������$� �����#���� ��

:��+�3� ���� �������� ���p� p��� " ������ �� ����"��$� ���� ����

! ������ �� �� :��+� ! p���� ��� ������ ���$�� �������$3� (���$�

����"�������������������� ���������������.�p��! �������� ���������

���� ������������ ���.� �����#������.� p�� ! ! ���� ! ������ p���� � �

� !��p�������3��

������ �� ���� �������� "� ���� ������ ������ "� ���� ��.� p�� �����

�����"��� ���� ! ������ ��������� �� ���� ������ �� � �p � ����$ ���

�'$���13t -��

:��+k������ ! �����-� ��� ���� �����.� p�� ����� $ �!��� ���� ����

! ������ "����� ��� �� :��+� ���� � � ���� ! p�� ��!!��� ��� ���$��

�������$3� ������ ������ �""���� ���� !��� �� "� ���� � ���� �� ����

���p 53� ���!������.� ����! ������ �����p��������� �� ���� ������

��-� ���$�� �""�����.� �� �$�!��.� ���p 5� "��<����.� �������

! �������� !��������� "�����������p�������������3��

��+k������! �����-�������������.�p�����������������������! ������

����� ��������$���������$�� �����������""��������!�" ������ "�

����� ���� ���������3�������! ������������������� ������� � �

����!�������� ��� ��� "�! �� ������� ����!� �� "����$�3�

������! �������""��������!�" ������ "������ ��.�������$�������

��$���� �� "�> �3�����! �����������p�����������������������-�

!���������$������ "������ �����������$�.�������������� ������

������� �$���""�����3��

���� � � ���� ������ "� ���� � !��� � ����� �� ���� �����.� p�� �����

�� ���� � � ��!� �� � �!���k����� , ���� &�� � ������ ��3� ' � ����

���5.� p�� ����� �� ���� ���� ,��)��� � "�p��.� ����� �� �� �� ! p�"���

� �!���$� �$�k������ ���$��$�� ����� " � ��$ ���� ����� !����.� �����

Page 32: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

�������� �.� ����� �������.� ���� �������� � �!���� �3� ��� ��

������.�p���� !�������p 5������ ! � $���'$���13t .�p�������������

���5 �������� ���+ ���& ���� ���+& ���! ������" ������$��!�����

���p 5������ ������$����� ���� �" ��� ��������������������+�3�:��

������� ����� ���� �+&� ���� ��� �<������ ! p�� ��!!��� ���� �$���

! �����$���!�������������+�3������+&����������� �����������5��

������!� ��� ������.����������$������!�� �������������$���p���

� � �����(������������3���� ��������.�p�����" ����$� ������������

"����$���""������ "������+��! p����������$���������$.�� ����������

���$�� � ����!� �� "� ���� �+&� �� � �� ��5��� �� � ��� ���� �� ����

�������� ��3� :�� ����� ����� !��� �p � �����k����� ������ �.� " �

:��+k������ ���� �+k������ �<!������.� ��!�������3� ������ ������ ��

� ��� �������� ��� �� ���� ���$�.� ����.� �������� ���� ������� �� "� ����

������������������.�p������������ ���� p������� �� �!��� ���������

p����"���������������������3��

0�����3":�D��������� �� "�:��+�������� ! � $�����������p �������� "�

! ���������������������!������������

Page 33: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

3"?� -����� ��� ��� �������� � � �� ��� �(� �$��� ���

���� $ ��� "� ���� ������ �� � � �! ��� � ��� ���� > �� "� ����� � ��� ��+k

����� � ��� p���� ��� ���� ������ > �� "� ���� ���p 5� �:��+k����� .� ��5�$�

�""����� ���� "� ���� ���$�� � �������� �� ���� ������ ��� �����3� ��� ��

������ "� ��������.�p����������$���.������ !������������������p �

� ����� ��� ���� � ������ ������ ���� �����3������ ����� �� "� ����

�������������p " ��-��

�3 ���� "��� � ����� �� �� � ������� �� &��!��� m.� p���� p��

�� ����� �� ����� ,�&� ! � � �.� ������� (�(k�,�&.� p���� ����

��������$������������� !���" �(�(k:��+�3�(�(k�,�&��������

���������������$���$ ����� �� ��������������"��� ����� �

! ���$������ ��������& ����� ����& ���� ��������.����!��$�

�������p 5� !��� ��� �������� �.����k����$������� "�����

������ ���$�� �������$� � ����3� , � ��.� �� ""��� �""�����

������� "�� ���! ������$������� ��� .����$���p�����������

���p 5�"��<����3�

��3 ������� ���� ����� �� "������������������������&��!���2.�

p����p��! ! ������ p�k> ��� �� ��������� " ��+��! p����

��� ������ ���$�� �������$3� ���� ������� p��� ���$���� � �

������� ���� !����� ���� "� � �������� ���$�� ���� �����������

�! ������� "�> �3�����! ! ������������������� ������������

��� �������� �����!���7������������������������������������

������!�����������!��5�����""������3�%��� "���������"������� "�

�� ��������� �� ����� ���� ���"��� ����� ��#������� ���

���������.�������$������!��5���� ���������� � ��� �����������

��������3�3.� ��� "���������� 3��

Page 34: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

���� ������� "� ���� ������ � ������ "� " �� ���!���.� p���� ����

� ����������� ����� ����� ��� "���������!�������������� ��������

���" �� p�-�

• (��7��4"�������� ������!���! ��������������p������������

5� p���$�� ������� � � ���������� ���� � ���<�� ���� ���� ����

� ���!��� "� ���� �����3� '��.� p�� �<!���� ���� ����� !���� �����

� �! ��� �� �+� ! p���� ��� ���$�� �������$.� p��� !�������

��!����� ��������!��� "����$��� ��������������������������

��� �����3�+�<�.�p���<!����� !����������� �����������������

"������+�3�:��p���" ���� ��! p��� ����!� �.��������""�.�����

����> ���#�������.�$��$�����!�������� �! !���� �� �����

���� � ���!�� "� ���$�� �""�����3� ��#��������.� p�� ! ���� ��

� �!�������� ������ "� ���� ��� "� ,�&� ! � � ��� ���$���� " �

:��+�3� :�� ��"��� ������� ���� ���� �������$��� ����

���������$��� "�����������!��� "�,�&�! � � �����:��+�3�����

! � � ��� ���$���� " � :�+�� ! p���� ��� ���$�� �������$� ���

��� ���������3��������p��.�p����������!��������� ����" �� p�����

�������$����������� !����� "� ��! � � ��" �(�(k:��+�3�

• (��7�� 6"� ���� ���!��� � ������ �� "��� ��= � � ����� �.�

���� (�(k�,�&-� �� ����k! ���$� ,�&� ! � � �� p��� (�����

���$�� (������$� ��!������� ���$���� " � :��+�3�(�(k�,�&�

�� ���$�k�p��.� ����� �� ���� ����� ���$���� � � ������� ����

���� �� �� ���� ������ ���$�� �������$� � ����3� ��� ����

���!��.�p��!�����������������.����� !��� ��� ���.���������

!�" ������������� �� "�����! � � �3�'��.�p���<!������������

���� �p � � ���� "� !��� �� �3�3.� ��k! ���$� ���� �&k������ �

�<���������� ��! � � ������ ������$ ���������� ������ �����

�3�3.� ���� ������� ��������$� ��$ ��� 3� � � "�������� ����

����������$� "� ���� ! � � �� !��� �.� p�� �<!���� ��� ������

"���� ��$� �� �$�� �� � �!�������� !��� ���� �<��!��3� ���

���� �.� �<������� ������ �������������� �������� �� ��� � �

Page 35: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

��������� ���� !�" ������ "� ���� ! � � �� ���� ������ ����

!�" �����7���$�� ���� ""�3� � '�����.� p�� ��������� ���� ���$��

�""������ ���� �� �$�!��� "� �� ������� � �!���� � � ���� �����

r0/31s3t��������������$���������$�� ��� ��3�

����� "���$�� ������� �� ���� ���!��� ����� �����

!�������7����!���� �� !��� �� ��� �����"�� = ����� ���� ���

������ ����� �"�����-��

� �

� �"�#$��.��3���� � ! �� �.��3�C����5������&3�4�5 �5�.�

b(�(k�,�&-�(����� ���$�,�&�� � � ��" �:������� ���

���� +��p 5�� %!������ ��� (����� ���$�� (������$c.�

)������������������� �����)�� ����*��������)������'�����

���+�������#������ ���,�����-,������ �.#��/�� ���������

01#2��������!���.���������/01/ 3��

� �"�#$��.��3���� � ! �� �.��3�C����5������&3�4�5 �5�.�

b���$�� (������$� �p��� (���� ,�&� � � � �� " �

:��+�c.� ����� (��)�(&%,� /01m.� %�� ��� /01m.� )�� �.�

� ��$��3��

• (��7�� ;"� ���� ���!��� �� ������ �� ��� ��� � ����� �.� ��

� ���� � p�k> �� � �� �� ������� " � �+�� ! p���� ��� ���$��

�������$.� ������� ��(k> �3� ��(k> �� �� ��� �+%k��!���

��$ ���� ����� !��� " � ! ���$� ���� ����� ! ������ > �� �����

���$�� �������$� � ��� ��3� ��� �������� �� �������� ���p���� ����

! !�� !��� �� "� ���� � ��� ���� ���� > �� �#�������.� ��5�$�

�� � ��� ���� ���� ���$�� �������$� ���� �� ���� ������

��� �����3� ��(k> �� ������� ����� 5��� �����������.� p����

��-� �""����� ����$������ "� ���� ��������� ���$�.� � �� �� "� ����

����� #����.� ���� !����� �� "� ���� ����� ������� ��3� � �

������� ������ $ ���.� �� ��������� � ������ ����� ���k

� �����-� � ���� � p�k���$�� (������$� �p��� ,���$������

Page 36: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

��(�, .� � ���� ����� >����� �p��� & �� �� ��>�& .� ���� � ����

���5��� �$$�$�� 7��������$� ������� ����� 3� ��� ���� ���!��.�

��������k� ������������������� �����p��������������������

�� �����3� %��� "� ���� � ��� �! ����� ���5�� !�" ���� ��� ����

! ! ���� � �� �� ������� �� ���� ����������� "� ���� �������

������� "� ���� �" ��� �� �� ��� ��� ������$� ��� !��5���� ����

�!����$� ���� ����� #����3� ��� ���� �.� p�� ��������� ��� �<�������

������ ��������� �$�!������� �����! �����> ������������

��!�����+�p�����(k> �.�����p��� �!��������p�������������

����� � ����� ���� ����� �(� � ��� ��.� p���� ���� ��(k> �� ��

� ���!!���3��

���� � ����� �� "� ���� ���!��� ���� ����� ����!���� � � ���

������ ����� �"�����-�

�� �"�#$��.��3���� � ! �� �.��3�C����5������&3�4�5 �5�.�

bn ��� � p�k> �� & �� �� ������� " � ���$�� (������$�

� ��� ���� � + ���c.� ',,,� '��� 3456.� n���� /012.� ������.�

�������3��

• (��7��?"���������!���� ������������������� �����! ���$�

�� ������� "� �� � ����� ��.� � $����� p��� � ��� ! �������

�����" �"����������$�� �3��

Page 37: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

� ��

��$�����7����v1w� +�� ���� ��������� �� �$�$.� +�� ���� ��������� "� (������ ���� �3�3�

��!������� "�(����������(�����������.�bh� ����(�����������$�$.c�: ���

(������%$����� ��+�(�������� ��� 3�11kjjmj.�!!3�1km/.�%�� ���/0113�

v/w� �3� ,����.� �3� ���5�� ���� �3� + ��$.� bh� ���� ������ �� ��� ��������

�������!����� ������� �� �.c�: ���(������%$����� ��������� �.�!!3�1k

1t2.���!������/0113�

vmw� h� ���� %������ �� " � �(������ ����.� b�(������ +�p� � � ��� " � �������

�� �$�� � ���� ����� � $��c.� : ��� (������ %$����� �� ������� �� h%��

������� �.�4 �3�m.�!!3�1k11/.�n����/0113�

v2w� �3� ��� �.� b���� : ��� �� /01m-� �&�� '����� ���� '$���c.� ������� ����

����� ������� �� �� �� ���� .� �&�� ����� ���� ��������� ��� �.� '������

/01m3�

vsw� 4���� :���� & ������$.� b�(������ " � ����� !����-� ���� %!! ������ "�

, ���� ����� � $�� " � (��������� �� ���� ����� !�$� : ��c.� �C-� �+�

' ����� ��4 ��" ���' ����� ���������!.�!!3�1kj0.�/00l3�

vtw� r0/31s3� txk/01/� ����� ����3� �������� " � � ���� ���� ��� ! ����� ����

���p 5�-�����1s3t-�:������� �������+��p 5�.�'������/01/3�

vjw��3���� ��������3�&���.�b� �������+��p 5�-����$��(������h p��c.�

&�,h.�!!3�1ks.�,����/0113�

vrw��3��3�h ���.������3��3�C���.�b& �!���� ������ ������:�����!���������

&�� ����k��"����� � ��!��������� �� ���! ���� � � ������ ���� ��c.�

n ����� "������������,��������� ��� �.�� �3�/ls.�� 3�1t.��!!3�s/lkss1.�

�!��/00t3�

vlw� ,3� ���������.� b&�� �������� ��!��������� &�� ����� ���"����� k

��������& �!���� ��-�' ����!������ ���� ���� ���!��������-�������pc.�

�+��&(�������� �.�!!3�101k11t.���!������/0113�

v10w�n3��3������ ������3������.�b���$��������$�$�" �� ��������p������

����� ���.c��������������& �!���$.�� �32.�� 31.�!!31rk/j.�,����/00s3�

v11w��3�3�,����� �.��3,3�*������.�h3C3��� .��3�3�( ����.������3&3�h���.�

b���$�� �������$� " �� ������ ���� ������� � � �� " � p������ ����� ���

������c3� ���� �����$�� "� ���� ����.�� �3lt.�� 3l.�!!312sjk12rt.���!������

/00r3�

Page 38: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

v1/w��3�C�����.�n3�(��.��3�y����.�����,3��3���������.�b� p������$������

�� ���$�� �������$� ���� � ���p 5�.c� n ����� "� �&,7����� ����3� %��

���������& �!���$��������.�� �3�t.�� 3�2.�!!3�ts1ktst.���!������/00j3�

v1mw�y3��3���.�(3k�3����.�����:3�C3�h3�����.�b���$������!�" ��������������

"� ,�&� �������� " � :������ ���� � +��p 5�� � p���� ��� ������� ���$��

(������$.c� n ����� "� � ��� ( �� +��p 5�.� � �3� l.� � 3� m.� !!3� m00zm/m.� ,����

/0113�

v12w� +3� ����� �.� �3� C� �� .� �3� ��5�.� (3� :��$� ���� (3� ,����.� b� p��

����$������ �� �,�&k������ ���$�k�������$� p������ ���� � ���p 5��

���$�#����$��������.c�n ����� "�+��p 5�����& �!�����!!���� ��.�!!3�

1z10.��!��/01/3�

v1sw��3����5!�������43���!��.� b��" ������������� �� "�� ! ������(��k

,�&� " � p������ ���� � +��p 5� �� (������ , �� �$.c� ������� ����

n ����� "������"��{���$����$��������.�� �3�/.�� 3�10.�%�� ���/0113��

v1tw�u3�'�� ��������+3���$ �.� b%�,�&-����%�k�������,�&�� � � �� " �

���$��(������$� k�:���������� � +��p 5�.c� ��� � �����$� "� r��� �$����

�&,�������� �������! ���� ����" ������������� �� "�:���������( �.�

���� .�������#�� ���+��p 5����k:���+ .�+ ������/01/3�

v1jw� :3�3� ( � �.� b�""����� "� ���$�� �������$� �� #�����k "k������ ��

�������� p������ ���� � ���p 5�.c� ��� � �����$�� "� ,�����

& ������� ���& �"�������,�)&%,�/01/ .�!!31kl.�%�� ���/01/3�

v1rw�43���������.��343������5�.�C3���5���.�����(3�3�n�����$�.��b>�����

�������� ������������ " � ���$�� (������$� ���� � � ���.� c� +�� ����

& �"������ ��& ������� ����+&& .�!!31ks.�'������/01/3�

v1lw� ,3�3� �����.� �3� +����.� ���� C3�3� Cp�5.� b> �� ������� p��� ' ���� ��

:������� �������+��p 5�.c������������ ����& �"������ ��& ���$�����

���� (���� ��" ��� �� ����� � $�.� /00r3� �&&��� 80r.� � �31.� !!3r01kr0j.�

+ ������/00r3�

v/0w��3������.��3�����.��3�,3��3������.��3�C���.��3�������.�����C3��3�Cp�5.�b��

������ "�,������������& �� ��� � � ���" �:������� �������+��p 5�.c�

��� � �����$�� "� ���� ����� h� ���� ����� ������� �� & �"������

�h)%��&%,�/010� .�!!3�1k1m.��!��/0103�

v/1w�hky�*��$.�� ������� �+��p 5�.�1�����3.�� �313��!�$�-�4���$�) �� �.�

/00t.�!!3�1km23�

Page 39: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

(���*���4����

1�7������

!8���������7��������������� ����7������������������������ �

7���������� &���$���� ��� �

(� � ��

4"3� ����� �����8� �9��������$��� ���������� ��"""""""""""""""""�43�/3131����$��(������$��������������(�������� ������33333/1�

/313/����$���� �$���������" ��+��3333333333333333333333333333333333333333/j�

/313m��+��������:������� �������+��p 5���:��+� ��33333333333m0�

/3132��+�����$��& ����!� ��3333333333333333333333333333333333333333333333333mm�

/313s��+��� p�������(��������$��(������$�3333333333333333333333ms�

���������/313s31����$��+������%!��� ��3333333333333333333333333333333333333mr�

4"4� ��������������(� ���8��(9���������""""""""""""""""""""""""""""""�6=�/3/31�,�&�! � � ���" �:��+��3333333333333333333333333333333333333333333333333ml��

/3/3/;,�&� ! � � ��� " � :�+�� � p���� ��� ������� ���$��

(������$��:�+�k(��� �33333333333333333333333333333333333333333333333332m�

/3/3/31��� �����&�,�7&��,�&�! � � ��3333333333333333333333333332j�

/3/3/3/�&�,�7&��,�&�! � � ��3333333333333333333333333333333333333332l�

/3/3/3m���k! ���$�,�&�! � � ��333333333333333333333333333333333333333s1�

/3/3/32�� ��������! ���$�! � � ��333333333333333333333333333333333s1��

��$�����7���33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333st�

��

Page 40: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

������� ������!��� "��������������������� ��p ����� ��3�����"���

���� ��� �����������#�����" ��� ��� ���������������� ���!�� "�

�+�� !������������������$���������$3�:��������� ������ �������

� � �������$���������$�� �������������� �� ������������� �����.�

������!�������������������������������$���� �$������ .������ ���

������������ "���������+��������:��+�3� � �������"����!��� "�����

���� �.�p��" ���� �������+q�����$��� ����!� �.�p����p�������������

� ���!�� "� �+%� ������ ���� ��� �! ������ �� �� �+� !������ ��� ���$��

�������$3�

���������� ������� �� "��������!��.�p������������������ "�,�&�

! � � ���" �:��+�3�:��!����������"������"��� �� "�,�&�! � � ���

����� ���� ��� �!!���� �� �� ��!���� :��+� ���� p�� � �!��� ����� p���

$ �!�� "�,�&�! � � �����!! ����������$���������$3������������ "�

���� ���� �.� p�� �<!���� �� � �� ������ " �� $ �!�� "� ,�&� ! � � ���

�!��"���������!����" � !��� ��p������$���������$3�������������

�� � � �� p� � p� ���� ! � � �� ����� � ���� ���� p������ ���p 5�

!�" ������ ��� �""������ ��� ���$�� �������$3� ����� �� �$�� ������

! � � ��� ��!� �� ������� ���$�� �������$.� ����� p��� ��� ����� ��� ��

�"������" � ��! ! ���������� �����������$���������$�� ����.�

!�������������!���m3��

4"3�� ���������$��� ���������� ���������������.����� ������� "����������"��� ���������������� ���

������� �����$���������$������! p��� ���� �� � pk! p��p������

������������$�"���������������v1w.����������! =������� ������������

� ��� ��" ��������$��������$����!�������� "������ ���������� ��

�������3������������$�! ������������ ����� �$�����������������

���$�� �������3� ���� ������ ����" ��� �� !������� � �� ��������

� ���� !������ �� ���� ��� ������ �� � ��������� ���$�3� �� � �!��<�

���� ""� ����� ��� � ������� p���� ���$��$� ���$�� ��������� " �

p������ � ���� v/w3� ���� ���� ""� �� ������ " �� ���� ������ �� "�

�� ��� "��� �.� ������$� ���� ������������ "� ���� � ����� � � ���

��������.� ���� ���$�� �� �$�� ������.� ���� ! p�� ����$������ "� ����

Page 41: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

� ���.� ���� ��!� ���� � ������� �� ! � � ��.� ���� ���� �!!���� ��

�#�������3�'$���/31��� p����������� �5���$��� "�������������

"����+�! p����������$���������$3�

0�����4"3�D��� �5���$��� "����+�! p����������$���������$�

���'$���/31.����������!���������������"��������+�! p�������

���$���������$-�

|�� ���������� ��-����'� ���� "���� ����������������!���� "�����

� ���� ���$�� ���� ��� � ���� �� �� � ��������� ���$�3� ���� � ��������

���$���������� ������� �$��������3�

|�� ����-�����-����'� ���� ���5� �� � � �� �� �������$��� �����������

�������$���������$���������� ���� �! p������� �������3�������!��

"����������� �������p���! ����������$��� �������������$�� ���� ��

���� �! ����������+�" ��! ����������$��3�

|������ ���'�����������������������! p�����������������������$����

������ �$��������3����$�� ���p����! ����! !�� !��� �.������+�

�� �������!����� !��� ��� �����������������$����!!��������������� "�

���$��� ����� ���3�3.����$���������$���� 3�

Page 42: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

4"3"3� � ���� ������ �� -����� � � ��� ���� �� ��� �� �

���� ���$�� ��������� ����� ���� ��� ����� �� :��+�� �""�� " �� �� ���

����� �� ���� ���� :�+�3� ��� :�+�.� � ���� ���� ���� �� ��� � �����

��������� �� ���� ��� �����.� p���� ��� "���� ������� ������� ���$��

�������$� � ����3� &������.� ���� � ��� "�#������� ����� ���$��

�������$� � ����� �� :�+�� ��-� � ��.� ���������.� ������� ����

����� ��$�����v�.�w3�( p���.������������$�� ����������! p���+��

��:��+���'$���/3/ ������ ���" ������!���� ����� "����$�������

� �� ����������� ��� vsw.� ������$����������� vt.� jw.� ������� vr.� lw.�

���� � �������� ���$�� � v10.� 11w3� � ����� ������� � � � �������

����� � ���������������!�������� ������� ���������������������

! p�� � ����� �� :��+�� v1/w3� ���$�� �������$� � ����� ��� � ��

��" ���� ��������� �� ���� ������ ��� �����.� 3�3.� ���� ��$������

���� ���������� "� �� $���� � ���� ����� ��!����$� �� ���

�����������3� ��� ����p��.� ������ !��� ����� ��� � �� !�������� ��

� ��� !���� "� ���� � ��� ����� �� ����3� �� �������� ������ ���� ���

���$����� ���!�������$������p � �� ��� ����.��� ���� ��������

� ��������������������������� ���� "�������������$��!���������3�

' � �<��!��.� ����� $����� �� � ���� ��!���� " �-�

������7����������� �����v1mw.����������7� ��������� �����v10w.�

!� � � ����7������� � ����� v12w.� ���� ���������7����� ��$�����

� ����� v1sw.� �� �$� ����3� � � �<!� �� ���� ���$�� �������$� � ����.�

���� � ���� ����� ����� ��� �""����� ���������� " � ����k�!��� ���$��

��������3� ����� !������� ���� &�����5����� v1tw� ����� ���$���� ��

����� ����� ��� p�� �� � ��� � � �p���� ���p���� ����� ���$�� �������$�

� ����� �3�3.�� ��.� ������.��������� ��� ���� �#��5��.� !����$�

�������$��! ���� �3�����.�������������������! p����" �����������

���$�� � ����� �������� ����.� �� ��� � � ������� �$��� ��������

p�� ������������� ������������������ "��������� �! �����3�

Page 43: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

0�����4"4�D����$�������������������������� ������

���� ���������� "� ���$�� �������$� � ����� �� ���� ������ � ���

�""��� " �� �� ��� ���������p���� �3� ���� ������ � ��� ���� �$���� ��

����������� �5��!������ ��� ��� "�������������� ������� �������

���� �������� � � ���� ����$��� �<!������� ���� � � ���� �<������

��� �����3� ����" �.� ���� � ��� 5��!�� ������� ������� � ��� ���

�� �� ����� � �� �$�� ���"k�$���� �� ��� ��� �� ������� � �� ��

!�������� ����� ��� ���!�����.� �� ���� "� p���.� �����.� ���3� %�� ����

���� ����.� ���� �<������ ��� ������ ���� �� ��� � �� ����� ��� ������

���������3������� �� ���������"��� ������� �� v1jw.� �� ��! ������ � �

�����"�� ���� ���$�� �������$� � ����� !������ �� ���� ������

��� �������� ��p �$ �!�-�

�9 �������$��� ������'� �� ��� ���$�� � ����� ����� � ��� " ��

!��� ���������������������������� ���������7 �!�������p���

������ ��$�� "� � 3� �p � ����� �<��!���� ��� ���� !�� �������

�������������������������������$��! ������" ������������

Page 44: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

���� ���� � �������� �������� ����� ����� $��� ��� <��� �� � �

! ����� ��������� ���$�� p���� ���� ������ � ��� �'$��� /3m 3�

� ����<��!���������� �� ��������������$�� ����.�����������

��$������ ���� "����$��!������ "�����#����� ��������3�(����.�

������ ���� "�� �����������$���������p��������������!������ .�

�����p�����������5� p���������������� ������������t0�� �100�

����� !�� ������ ���� ����� ���� � ���� $��� ��� ������ �� ����

���� �!����"���������p����s0�� �r0��$7100���3�

�0�����4"6�D��<��!���� "�!������������$���������$�� �����

�$9 / 7�����$��� ������-� ���� $ �!� � ���� ���� ��� �� ���$��

�������$� � ����� �� p���� ���� !������� � ����$� ��� ����

� �!��<� � �! ������ � � �!!��� �� :��+�3� �<��!���� ������� ��

!�� ������� �������� ����� ��5��� �������$�� "� ���� � ������� "�

������ � � � � �.� � �� ���� ������� �������� ����� ����� ����

���!������ �""������ ���p���� ���� ������ � ��� ���� ����

��� ������� �! �����������������$���'$���/32 3��������"���

�<��!��.�����������p��5��������� ��������������� ��! �����

�""������ ����!�������p����������.����������!����� ���������

������������� �.��!���.����5�.����3 3�����" �.������� ���� "�

���$���������� ���������������������������$����!� �� "�����

���� �� ��� 5� p�� �� �������3� ������.� �$���$� ��

���� ���������������� ������ ������� ��.������ �����������$��

Page 45: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

���� �� ��� !������� �������� ���� ����$��� �� ���� ��� ��������

���!������ ��� �������� ��� �� ������3� ���� �$��

���� �$���� ������������������ �5��!������ ������!������

��� mj}&.� ����$��� �� ���� �<������ ��� ������ ����� ����� ����

���!�������""���������p���������p ���������������.������

�����$�����$����������� ���� "������ �����������$�3��

��������0�����4";�D��<��!���� "���!������������$���������$�� �����

�������"�������$���������$����� ������!�� "�� ����������������

������ ���!!���! p��� ������ ���3������� �������������� �� ���<�����

������������� �����.�������������� ������������������������" �

��!!���$� ! p�� � � ���� � ���� p���� ��������3� ��� �<��!��� "� ������

� ����� �� ���� ���������� ������$������"���������� v/1.�//w� �'$���

/3s 3� ������ �������� ����"�� ! p�� " �� �� ��������� � � �� ������

�!������� �� ���� ������ � ��� �� �$�� ���� �������� ����� ��� !������

���p���� ����.� 3�3.� �� ����.� �5�.� "��.��� �.� ���3����$�� �� ����"����

�� �$����� 5����5����������������$���$�����"����p�����������

������������� "� p� �� ���� �����3��������������������������� ��

! p��� �!����� ��������$���������$�� �������������������������

���� ������ ��� �����.� ������$� ���� ! p�� ��!!��� "� ���$�k���$��

�!������������������3$3.���"��������� 3�

Page 46: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

�� �����0�����4"?�D��<��!������"�������$���������$�� �����

4"3"4�� ����-�����-��������� ��

:������ ���� �� ! p���� ��� ���$�� �������$� ������ �����"��� �� �

�p � ����� ����������� ��!��� ��!����$� �� ���� p��� �� p���� ����

� �������� ���$�� �� ����� v1j.� /mw3� �"� ���� ���$�� �� ��!����� ����

��������������.�����(�����k����������������������3�%������ ����

����.� "� ���� ���$�� �� �� ��� ��" �� ���.� �� (�����k�� �k����

���������� ����!� ���3�'$���/3t��� p���������������������� "�

�������p �����������3�

'$��� /3t�� �� p�� ���� (�����k���� ���������.� p� ��� ����

��������������-��

• �������$���������$����������!!����! p���������� ������ ��3�

• ������!�� "������������������""������p�����������$��

�������$�� ������������$��� ����� "����$�3�

• ���� ��!��� ! p�� "� ���� ���$�� �������$� ������� ����� ���

� ���� ����� �� ��� ���� ������ �#���� ! p�.� �� ��� � �

�����������������"��� !��� �� "������ ��3�

Page 47: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

� ��

• '������ �����������������#����! p�������������� ���� �

���� ""���� ��������3�

• ���!�� ���� ��� �� ���� ��!��� ! p�� ���� ���� ����� ���

������� ! p� � ������ ��� ���������� !��� �� "� ���� � ���

�3�3.�"������� �����p��������������������������� 3�

0�����4":�D������������ "���������! p����������$���������$-�

� (�����k�������������.������ �(�����k�� �k��������������

�:��� �$��� � � ���� (�����k�� �k���� ���������.� �� p�� �� /3t�.�

����������������������-�

• ���� � ��� �� ! p���� �� �$�� ������� ����� �� �� ���� ������ ����

� �����������$�3���

Page 48: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

• ���� ��!�� "� ���������� �� ��� � ���� �""������ p���� ���� ���$��

�������$�� ������������ ��! p��������#���.�� ������ ���

�������5�!�� !��� �������������<��������$�� ���� ���" � �����

���3�

• �"�����! p��������������������$���������$�� ����������������

���� �#���� �� ���.� ���� ��������� ���$�� ���� ��� �� ��� ����� ��

��������������������������� ���5������� ��� !��� ���3�

• �� �$�� ���� ���$�� �� �$�� ������ p�� ���� ������� ���� ������

�������� ��������!������$���������! p����!!��3�

���� ���$�� � �������� �� ���� ������ ��� ������ �� �������� � ��

�� �$��" ���������� !��� �� "������ ������.������.��������$�������

����� �����" �������3�3.�(�����k�� �k������������� 3������ ��������

���$������������! �������������$�����������.������������������ �

��!���!��� .� ����� �� ������� ���� ������ �#���� " � ���� � ��� � �

"���� �� ! !���3� ���� ��!���!��� � �� ���� � ��� �������� ������ " �

���� ���5.� �������� "� ��� ������ ���.� ��� �$��� p�$��.� ���� ��� ��� ���

�"�������$�����������$���������v/m.�/2w3�'$���/3j��� p����������

������������ "��������$���� �$����������������p������� ����v/2.�

/sw������ ��������������v/tw3�

����� ������������$���������$���� �$��������.���!���!��� ��

���� ��������������<���������������� !� ��" ��!����������������

������� v/jw3� ' � �"�����.� 100� �4� �� �� ��!���!��� � �� '���� �1' �

���������100��n~��������$���� ��������� �$��� �! p������!�������

������" ����������m�� ���v/rw3��������$�� "����� �"$��������!��� �

���5�" ���<���$��������$������ ��!���������� v/rw3� ���!������.�

�<!� ��$� � �� ����� lr�� "� ���� �� ��� ���$�.� ��!���!��� ��

��!�" ���$�"������������ ����� ��������� � $�������� ���������3�

Page 49: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

0�����4">�D�,��������������� "����$���� �$�������

4"3"6�� ��� ��������������������� ���!������:��+������!��"��������������r0/31s3t���������" ��� �k��$��

p������� ������� ��������! <���� ����������������� ��������

� ��������� ������� �v/lw3�'$���/3r��� p���������� ���!����p����

�����r0/31s3t��������� ������������������" �p���������p 5�3��

:��+�� � ����� "� �����.� ����� ������� ������� p��� �����$.�

! �����$� ���� p������ � ������� �� ��!������3� ������ �+�� �����

���� ������ � � ���� �� ���� p�� p�� ��� ���������� " �� ���� ������3�

����� ������������ �$�� �����:��+�������<������ ��� �� ����� ���

�������� ������!��� � $�����$����� �� �$.���$� ��� ����������

"� �������3� ��� ����� �� '$��� /3l.� ���� �+�� ��� �� ���� ���� $��� ���

$ �!� "��������p����$���� ��������5����!!���� �� .����p�����!�.�

� ��� �� �� ���� ������ � ��.� ���� ! !�$�� �� ������� "� ���� �� �

p������3$3.�� � $����������.��.����3 3��

Page 50: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

0�����4"C�D������ �����p���������r0/31s3t��������� �������!��� "�

p���������p 5��

0�����4"=�D��������� �� "��������� $������ "������+��������:��+��

Page 51: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

'$���/3l��� p��� ����<��!���� "��+��� �����-�

|� . � ��� ���� � ����'� �� � ����� ����!��� $�!�� ���h � ��3$3.� ��h�

�����7�( ����&���� .��� ����!�� ���������� ���3$3.�,��� ����� p�

���� �� ����� , �� �$ .� �� � ����� ��� $�!�� ��&h � ��3$.� �&h� 4k

����� .������� �������%<�������3$.�%�,�'�$��!�������%<���� 3�

|�# ������������ �$���-��� ����!������������ ���3$3.�)��u�����!�

����������� .��" �4�$��������������� ���3$3.�&��� ����4+����� .�

�$ � ��������� ��� �!��������� ��� ����k��"����� � ��3$3.� &��� ��

(������ �k�&�� ������ � ���� �� � h����� ������� �� ������� ��3$3.�

���,%+�������� 3�

���� � � ���� $���� ���� $������ "� �+�� ���� ���� ��!������

�����������.������ ���������������������$��������� ��$�� -�

E� �����'� ���� ������ "� �! ������ "� ����� � ��3� ����� ���� �������

��� ���������<���������� �.���� ��q��! ���p��������� �� �����.�

����� �� ��!����� �� ���� ������ ������� ������� "� ���� !������ ���� ����

!�������������������$����!� �� "����3�

|�<���������-������8<�-9-������ ���!������������ ������#��������

��������������� "��!��"���������""�3�����!������������������> ��

��3$3.� !��5��� � ��.� �����.� �� �$�!��.� ���3 � ��!���� �� ���� !�������

�#�������� "������<��������!!���� �3�

|��������!��-�&�-�h �!� "������� �p���������" ��� ����� 5���

� p��������������������3�

|� # �������� ���!�� *���-� & ��! ���� � � ���� ���� ������ ���p����

�p �!��5���$����� ��3�

|������(� ���7�� -��������$��� ����!� �� "������� ���!������

"����3�

|�����(����-��������$�� "����$�� "������� �! ����� "������ �����3$3.�

�� .�&��.����� .����3 ���������!� ��� "����3���������� �� ��.�p��

Page 52: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

������"����������������������� � "�����������!� ����������"����������

7��������!� ��vm0w3�

|� ����� 1������-� ���� ���� "� ! p�� ��!!��� ! ����� ��� ��������

��" ���������� ��.���������!����$������ ������ � ��3�

4"3";�� ��� ����(� ���7�� ����$��� ����!� ������5���"��� ���:��+�.������ ������ ���������

! p����!!��.� ���� !��� �� "� ����� ���.����� ������������ "���� ���

p���� ���� ��� �""������ � ����!���3� ��� '$��� /310� ������� ��

�" ��� ��" ����<������������� .� ������ �����������������������

:��+��������$����� ��������������������$�$�" ����"�p�5�7���!�� �

�������,�7��.�p����� �����$���������� ����� "����$��������� ���

"���"�p��n7� 3�

0�����4"35�D�,������:��+�-������������� ���������������$��

! p��� ����!� �.�� �!����� � ����p����������� � $���

��� ����� �� '$��� /311.� ���� �$����� �� ���� "� ���$�� "� ��� �&h�

� ������ ���������������� ����"���3���������<��!��.������� ������

s0�� "� ���� � ���� ���$�� � ������� !�� ���� "� ���.� " �� p��� ��� ����

Page 53: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

! p�� ����$������ ������� ��, � �/s� .� ���� ���� � ���� ����� ��k �� �

�1l� .� ���� �� � �� ���� ���� �,&� � �s� .� ���.� "�����.� ���� ���� $� � �

�$����� ���������& ��1� 3�

0�����4"33�D������� �� "�! p��� ����!� ��p���������!����

�$�����������������������&h�vm1w�

�����""��������$������$������������5���� ��<����������"����� "�

����� ��������������! ��������" ������� �������������� �����$�� �

����$�� ���� �������3� , ��� p������ � ���� ����� ������� � ���� "�

!��� �� ��!! ���� ��� ���� ,&�3� ������ � ���� ��� ����������� ���

�""����� ! p�� � ����!� �.� ���� � � ������� �p������ ����� ��� p� ����

�������� ����� �� � ""�!���� "��������p��� "������ ��.���!����$� ��

�������5�����!�" ��$.������������$� ��������$.���!�������.�����

���$��� ����!� ��!������ "����3�'$���/31/��� p������<��!��� "�

���� !��� �� � ���� "� �� p������ ���� � vm/w3� ����� ��� " �� � ���.�

������������� �������, �� .�����!� �����!�, �� .����!� ����'������� �

����������� ����'������� 3������������ ���������!� ��� ����

���� ��! p��� �����$3����������������� ����!���������!�������

� ��.����p����������������� "������ ��.�$�������""�������������������

Page 54: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

�������$��� ����!� �3���������������� "������� �����!����� ������

��!�� "� �!!���� �� ���� ���� ���5�� � � ����� !.� p���� �� p��� !����$�

� ����� �" ��� ��������#�������3�

���� �

0�����4"34�D�� p��� ����!� �� "�� ��� !��� ��� ��������

p���������� �vm/w�

4"3"?�� ���������$������ �� ���������� ���

h�������.� ���� �+�� p���� �� :��+� ����� �""������� �� ���� "������.�

���� ! p�� � ����!� �� ���� ���� ���$�� ��������3� ����

!�" ��������� ��� �����������! p��� ����!� �������������$��

��!!��� "������������$�������3��

����! �� ��$� "����+� �� ����������������� ��������������

�������!���������������!!���� �3� ������� �.�����! <����� �����

� ��� ������������$�������.��������������� "���!��� � $�����$����

�������� �� �����������!�" ������ "�������$� ����! ����.��� �$�

����.���������� ������3������ ��� �� "������ ��.����������� "�����

� ����� ������������.����p�������������������������������� ��� "�

������!� �����������.� ���!�������� ������������� ������ ���� "�

���$�� ����� ���� ��� � �������� " �� ���� ������ ��� �����3� ' � ����

��� �.� ���� �� ��� "� ���� ����� �������� � ���� " � ����� � ��� �� ���

Page 55: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

�! ����� ���5� �� ������ ���p 5�.� ����� ���� �������� !�" ������

��������""���������!�" ������ "������ �������� ����������3���5�$�

�� � ��� ���� ���� "���� ����� ���� �� !�� "� ���� �+�� �� ��p���� ���� ������

� ��.���� ���� ������������!��������������������������� ���������

"�$�������$������������'$���/31m 3��

�������! ��.����������"����<!�����������"$������'$���/31m-�

• '$���/31m���� p����!�� ����������������������5����������$��

"� ���� ����� � ����� ��� �!��������� � ��� � � � ! p�� ��

!�����5�3�������������p������$����������������� ����������

���� � �� ���� y���5� ���� ����� � ���� ���� � �!����

��!�����3�

• '$��� /31m�� �� p�� �� !� � � ����7������� ����� ��������

������ �� ��� �������� �$��� ���� ���� ���!������ �""������

���p��������� �������������� ���������!���������� ���� �� �

! p�� �� p������ ��h3� ���� ��!����� ��h� � ��� �� �� ! � ��!��

���$���� ���� �!��������� ��� ���� ���$��� ������� �����.� ��

��� k����� ���� ���� ��� ����� � $�.� �,�&� �������������

,� ����� ����&���� 3�

• '$��� /31m�� �� p�� ��� ��"���� ����� p���� �� ! p���� ��� ��

���������� ��� p������ ����"�� ������� ���"���� � ��� 3� ����

"$��� �� p�� ���� �� & � ��"���� ����� ������� ���$���� ����

����� !�����������3�3��� ����& �!���3�

Page 56: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

0�����4"36�D��+��� ��������� ��� ������$�����������������

������� ��-��� ������������!���������� ��� .��� ���� ���������$���

�������!�������""���������!���������� ���� ������� �

���������� ������$������"�����"����� ��� �

Page 57: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

� ��

4"3"?"3�� ���� �����.7���� �8� .9�

�� � ��� ! p���� ��� ���$�� �������$� �� �� �+%� � ��� "� �� �� ����� � �

��!! ����������!�" ������p�� ��� ����!� ��.���� � �$���� �����

���� ����p���"������v1jw3���������+%������.������ ���� ������������

��#������ ���� "����$��� �!����� ��������$�����������" ������

��� �����.���� p�$���� � !������ ���� ����3��������������� "�����

�������$� � ���� �� ���� ���� �!���.� ��� p���� ��� ���� p��� ����� ����

��������� ���$�� �� ����.� ��� ���� �p � 5��� "��� �� ����� ��������

p��������������� !���������+%������3�C�����������3�v1jw��<!���������

���� ��<���� ���������� !�" ������ ��� �� �+� ��!����� �� � p� ����

������������$�� ������������� �$������� �! ������������ �!���

�3� 4$ � � ��� ��3� �� vmmw� ��!������ ���� ��� ������� ����� ���

�!�������$�� �� ������������" ���������������� "�� ����! p����

��� ���$�� �������$.� ����� ���� ������� !�" ������ ��<���� �.�

������� �+%� �����.� ���� ����� ������ �������3� ���� ���� �� ��"��� ���

�+%k,�u� ���� � ��� �� �� p���� �� � ��� ������� �� ��<����

!�" ������p�����������$������+%�������vmmw3��+%������+%k,�u�

��������� �����������!� ������� ����� ��q�����$��� ����!� ������

�������!�" ����������� �$����������v1j.�mmw3��'$���/312��� p����

$�!����� �!������� �� "� ���� ���� ���!� ���p���� �������

!�" �����������������$��� ����!� �� "������ ����vm2w3���� ���� �

����������+%k,�u������.���������������� "������ ����� ����������!����

� ���������$��� �����$����!!�������� ������������$�! ����3� �������

p��.������ ������������������!�" ���������������$���������������

p��������� ������<����� "�������������$�.� � ���p����������� ���

������������ �������! p��� ����!� ��p��������� �����������$��������

��� p3�

Page 58: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

0�����4"3;�D��������!�" �������������$��� ����!� ��

� ���� �����+%������+%k,�u��������vm2w��

4"4���������������(� �������������

��� p������ ���p 5�.� ����$� ���� ������ �!���� �� ��� ������ �����

������� ���� ! p�� � ����!� �� ���.� ����" �.� ������ ���� �"����� "�

���� ���p 53� ���� ���� ����� ��� ����� ������� ���� ���$�� p����$�� ��

p���������p 5�����vmsw-�

• ���!�� (������� -� %����� p���� � �� ����� ��� !��5��� ��

������������� ��������� ���3����� �������� ��� "�!��5���� �����

������ �������#������� �������$��� ����!� �3�

• #����1��� � �-�(�!!����p������� ����������� ����������������� �

����������3��

• .������ �-�%�����p������� ����������� �������������� �������

!��5��������������������" � ����� ���3�

• ���!��.������-���"���� ������ �� ��!��5�������������" ��� ��

������� �����!��� ���������� 3����������� "�� �� ��!��5���������

� � ���� ��� ���� ����� � ������� �� ! ����� ��� � �������� ����

! p��� ����!� �3�

Page 59: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

:������ � ������� �� � ������� �� � ��������� ! � �� "� ����

���$������������������ ���3�����" �.�����,�&��������! ����������

� ��� �!! !���� ������ � � ������� ���� ���$�� �""������ ������ vmtw~� ��

����� ��� "���� ��� ������� � � �������� ������� � �� �.� ��������$� "�

���� ������� ��.� ����� "���$.� � � ������$.� ���� ���$��

����$�����.��� �$� ����3� �����""�����,�&�! � � ����<����� ����

����� �� �$�!��� ���� ���� ���$�� �""������ "� ���� ���p 5.� �������

������$� !����� ���� "� ���� p������ �������� ���� �<�����$� ����

�"����� "������������3�,�&�! � � ������������������ ��p �$������

��!��� �'$��� /31s -� � ����� �k"��� ���� � ����� �k������ �������

�������3�

0�����4"3?�D�&����"��� �� "�,�&�! � � ���

��� � ����� �k"��� ,�&� ! � � ��.� ������ ������� �� ���������.� � �

����� ����� � ��� ���� ������� ���� ������ p�� ��� ���"��$� p��� ����

� ���3� ���� ���� ��� � ��� ����� ��� ����� ���$������ ��� ���� �������

� �� ���� �� �$�� �� ! ���$� �#����� �� ���$k������ ������� � � ���

���$��$� �""����� ���� �� ��� ���,�-� ���� ��� �� ,���!��� ������ .�

Page 60: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

�""����� "�#������ ��������� �'�,�-� '�#������ ��� �� ,���!���

������ � � �""����� ��#��� � ���� �&�,�-� & ��� ��� �� ,���!���

������ 3� '$��� /31t� ���������� ��,�.� '�,�� ���� &�,�� � ����� �k

"������� ��3������,�.������ ��������������""����������� ������$�

���� p� ��� "�#������ ����p���3� ��$���$� '�,�.� ���� � ���� �������

��� ���� ����� ���� ���� �� �""����� "�#������� p���� ���� ���������

����p���3������������� "�&�,�.������ �����������$������p�������

p�� ��#��� � ���� ����� ��� p� ����� � � ������� ��� ���� ����� ���� ����

�� �$�� ���� ����� �������3� ���� � � ���$�� �""������ �#�������.�

��������������������������� ��'�,������&�,������ ����"�������

�!!���� �� �� :��+�3� ���� �$�� ����� ���������� ""�� � ��� �k"���

������.� ����� �#��� � �!��<� ���p��� ������ ���� �$��

� �!���� ����! p��vmj.�mrw3��

��

0�����4"3:�D�& ����� �k"�������!��k����������� ��-������������������������������ ���,�.��� �'�,�.������� �&�,�3�������+����������p 5���

�!��������������""������ � ������������������ ��vmlw ��

Page 61: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

%�� ���� ���� ����.� � ����� �k������ ! � � ��� ! ���� ��� ��

�������� �������������������� ���������� �!����� �$���������������

�� ����3� ��� ���.� ������ ! � � ��� ���� ��� ������ �� � �p � ���k

����$ �����!����$� ��p����������������������������" �����5�$�

�������� ���������� ��3$3.� &�,�7&�-� &��� ������ ,���!���

������7& ��� �� �� ����� � � � �� ��3$3.� �)%(� .� ��" �� ��5�$� ����

����� ������� ��3� ��� &�,�7&�.� ���� � ���� !�" �� &���� &�������

����������� �&&� .� 3�3.� ������$� � � ���� p������ �������.� ����

��������$� ���� "� ���� ������ �� !������� ��� ���3� �"� ������������ ��

����.� ���� � ��� ! ��! ���� ��� ������� �� ����� ���� �������� ��� ����

���3� �"� ���� ������� �� �� �������"��.� ���� ������ ������ ���

��5� p���$�������&C �� �������������3������������� "��)%(�.�� ����

�����!��������� ������� ���������������!��5������������""��3���"�

�� ����� � ��� �� ����.� ����� � ��� ��������� ���� !��5��� �"��� ��

��� �� ���� ������.� �� ��� � � ������ ���� ! ������� "� "�����

� ��� ��3� ���� �� ����� �)%(�� ��� �� �� � �� �������� " � :��+�3� ���

�� ������)%(�.������!��5����������������� ����p�������������� ��3�

��� ����p��.��� ������)%(����������������������!�" ��������������

������������ ���""�����������'$���/31j 3��

��0�����4"3>�D����$���$��� "��� ���!��������� ������������ ��v20w ��

Page 62: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

��� ! � � ��� ����� ���� ���� �� ��.� ���� �� ������ �� � �������

����������� �� �������� ����������� ��� ����!� ��� "�!��5��� ����

��������<���������������$���$� "�������� �3�(����.�!��5���� ��� ���

��� ������� �$�"������� ���� ���� ���p 5� !�" ������ �� �������3�

+ ����!������������ ���� ������ �����!����$� �� ��������������� "� ����

�� .�3�3.�"����������!� ��� ��.�������� ��� ��.� �p����������

������ ""3� ���� �� ��� ����� ��� ����� ����� �� ���� ���� � ���.� ��� p�$�

������ ����� �������� �� ����p����������.��������$�����������$�

����������$3�

4"4"3���(�7������������� ��

���� ���$�� "� ���$�� �""����� ,�&� ! � � ��� " � :��+�� �� �� �������

� !�� ����� �� $���$� ����� ������� ���� �$�"����� �! ������ �� ����

���������3�:��+���������!��������������� �� "�������������������

� �!����� p ��p��3� ���� ���� ���� � � ���� ����� !����� "� ���� ���

,�&� ! � � ��� " � :��+�3� ,�&� ! � � ��� ����� ��� � � �! ��� ����

���$�� �""������ "� ���� ���p 5� ���� ��� ����� ��� �� �����$�� � �� " �

�<�����$� ���� ������� �"�� "� �+�3� :��� ���� ��� "� ���� �����"�� ����

�������� � ������.� ���� ��������5�h �!�t�!�������� ��'������

/l.�/01/����������r0/31s3t���������" �:��+�3�����! � � ��! �����

�!��"��� ��������� ������� ���" �����!���������(* ���������,�&�

����� " � :��+�3� ��� ����� r0/31s3t.� ���� �� ������ �� � ��!�"����3�

���� �������� ��� p�� ����� ��!��� "� ������� ���������-� � ��� ��

������� �� ����� �k����� .� p���� ����� ����� &�,�7&�� � �� �����

�)%(��" ��� ������� ��� �.� � �! ���������������������������.�

p���������������������! ���$7! ���$�" ��� ������� ��� �.����� �

���������� ������.� p���� ���������� ���� ��� ��� �� "� �� ��� �� ��� �1k

!� �� � �����!�����k!� �� �������� ��� ��3���

��� ���� ������ �������.� p�� ���� "��� �� ��� ������� "� ! ! ����

,�&�! � � ���" �:��+��vmskmr.�20.�21w3��������� ����� �k������,�&�

�����������������������$�����-�$ �����������.����!��� ��� ���""��

� ���"������� ��.�� p�� �!��<��.�� p�������.������������������� ��

Page 63: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

"� !��5���3� ( p���.� ���� ������� �� �""������ �� ������� ���� � �

!��5����������� ��.�p��������! p��� ����!� ��������������$��

����� � ������$.�����������$�����!��5���� ��� ��3����������!��5���

� ��� ������ ��������� ���� "� ���$�� ��""������ vmjw3� ���� �����.�

��� ���������� ������ "� ,�&� ! � � ��� " � :��+�� ��� ������ ��� ��3� vmsw�

�� p�� ����� ���� &�,�7&�k������ ! � � ��.� ������� ����$� �� �$��

������ "� � ��� ��.� ����� ��� � ����� ! ������ p��� ��������� &&�3�

:�����!����� �!��������� ������)%(�.�n����������3�v20w��<!���������

�����������#�������� ��p������������:��+������� ������$��!��5���

� !����������� p����$���""����������� ������� ��� ��3�%������ ����

����.�������,�k������! � � ���������$��������� ���""�����.�� �

������$�! �����.�� �!��5���� ��� �.�� p�! p��� ����!� ������

��<��������p���������� �3�������������������������v20w�����v21w.�

�������� ��� �������������,�k������! � � ����������� ������$�k

�""����������������,�&�! � � ���" �:��+�3������������������$��

"�������,�k������! � � ������������������� �����!���.�"��<���.�����

��������.� p���� ����� �#��� !����� ����� ���� �.� p������ �� ����

����� "� ���� &�,�7&�� ���� !��� �)%(�.� ����� ���� �� �� � ��

�#���3� ��� ���� �.� ����� ��� ��3� vmrw� ����� ����� ���� &�,�7&��

�!! ���� ���� ������ ���!��� �� ����� ���� ��,�� �� �������

��� ������.��������! ���$�$ ��� ������ �����p���������p 53�

%������ ��������.�������,���!! ������p���k������" �������:��+�.�

�����! �����$ ����!! ��" ��$����""������������! ����!��� ����

������� ��� ������� vmrw3� ��� ���� �.� y���� ��� ��3� v2/w� ��� �������

�<!���������� ����� &�,�7&�� ���� �� ��� �� !���� �� :��+�� �k� ���

���� � � ���� ��������� &&�.� �$$������� p��� ���� �!�� �������� �� "�

����� ��$�����p������ �$��� � $����������3��

� ���� ��������������� v2mw� ! ���� �� ������ �� ��� ���� ���� �� "�

!�" ������ ���� ���$�� � ����!� �� �� :��+�.� p���� ���$� ����

� ����� �k�����������������! ���$k�������������������""�������""��

� ���3������������ �������v2mw�������������! ���$k������������� ""���

�$�"����� ���$�� $���� � �!���� � � � ����� �k������ ������3�

Page 64: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

��$���$� ���� �������� ����k� k���� ����� .� ���� � ����� �� "� �� ��

� ����� �� !� ��� p��� � �$� ! ���$� !� ��� ! ����� ���� � ��� �������

!�" ������ p��� ��!���� � � !��5��� ������� ��3� C���� ���� *���� ��

v22w� �<!���� ����� ���� ! ���$k������ ,�&� ! � � ��� ���� ��!! �� ��""��

� �����p����""�������������k���������.�! ���$��$������p 5�

"��<����������������,�k������! � � ��3�������������� ��v22w������

����� ���� � ����� �� "� ! ���$k������ ���� &�,�7&�k������ �������

! � � ��� � ���� ��� �� $ �� ��������� " � ! p�� ����$� ���� " � ����

�������� ������� �� "������������������3�

4"4"4� ��(� 7������� ��� �- �� ������� $����$�� �� ���������� ��8�- ������9�

�$�"����� ������� �� ���� "���� "� :�+�� � p���� ��� ������� ���$��

(������$� �:�+�k(��� � ���� ����� � �������� ��� ��� ��� ��3� v2sk2lw3�

������p 5������������������ ������ ����� ��� "����������.������

����� ! ! ��� ,�&� ! � � ��� ���$���� " � ���$�� �������$.� �����

�� �$������" ������!��� ������������$���������$������� ��������

���$���������$ 3�

��� v2sw.���������3� �!�" �������!�������������� �� "���:�+k

(���� "� � ��������� ��������� ������� ���� � ��� ���$�� �������$�

���� � � ���3� ���� ������� �� ���� ������ �� p� ����� ���� ������� ��

��$�� "� ���� � ���� �� �$���� ��!������� �� ���� ��� ������ �� p����

����������!� ���.�����������������$�����$�$�������������""�����

����� �� ����� �� ���� �������� "� � ����� v2sw3� ��� v2tw.� ���� ���� ��

! ���� �� � �!�������� ������ "� ���� :�+�k(���� ����� �������� ����

���� �������$��� � � ��� "����3� ���� !��� "� ���� �����.� ���� ���� �� �����

! ����� �� ������� "� ���� 5��� ��!����� "� :�+� ���� :�+�k(���� �����

������ /31 .� ���� �� �$�� ���� � �!��� �� ���� �������� ����� �����

� �������� ����� ������ ����� � $�� �� ���$�� �������$� � ��� � ��

! ������������������$����!!���� ��������:�+��� �p 5�� ���� �����

v2tw3��

Page 65: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

*�$���4"3'�D�������� "�C�����!����� "�:�+�����:�+k(����v2tw�

������������� �� ���������� !������������� ������� �� �������$��

���� !�" ������ "� ,�&� �������� " � :�+�k(���� v2jk2lw3� ,�&�

! � � ��� ���$� ���� �� ��.� �5�� ��,�.� �� ����� �)%(�� ���� ���� �� �����

��� �� "�&�,�7&�.�����""������ ��!!���� �����:�+�k(������������

����� �#��� ���� ����� ���� �3� ���� ���$�� �������$� � ����� " �

:�+�� ��� �������� ��!��������.� � �!�����$� ���� �<����$�� "� ����

���������� ���p���� � ���.� ����� ���� � ���� � � � �� 5� p� ���� "�����

���������� "� ���$�� v2jw3� � ��� v2rw� ���� v2lw.� ���� ���� �� � �������� ��

!�" ������ ������ "� " �� �""����� ,�&� ! � � ��� ������ �� &�,�k

������ ���� ! ���$k������ �����#���� " � :�+�k(���3� ���� ���� ��

��������� ���� " �� p�$� ! � � ��-� �� ����� &�,�7&�.� ���� �����

���7���

������

�7������- ��

�������7������- �����7���$��� ������������

��- ������

��

+����

�� �$�!�������

�����������

�������������� ""�

" �� �$��

���p 5��"�����

) �$���"�����

�����������

��!!�������$��������

! p��p������������

���$��

,�<������ �$�!���

����������������

��������$����

���p�����{��������

� �� ���!�� "��"�����

������������� �

����!k���k

p�5��!�

�����������������

���������

!�������

����!k���kp�5��!�

�����������������

���������"�"�����

���$��������������

� ������!�������

����!k���kp�5��!�

�������������� �����

!�������

�� ����������

���$��� ������

p���������� ��

���$��� �����������

!�������p����$��

��������

���$���������$�

����������� ���

���.��!���.����p����

���p���������!�� "�

���$���������3��

Page 66: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

&�,�7&�.� ��k! ���$� ���� ! �������� ! ���$3� ���� " �� ! � � ���

� ��������!��� ����� ����������������� �.� �� ���� ���5�������

"���� ���� �� ���$�� �������$� � ��� ��3� ��� ���� ������ ������.�

��!���!��� ��p��������" ����$���� �$���������� "������������$���

����� ""�� ����� ���� �� /313/ 3� ��� v2jw� ���� v2rw� �� ��$��k� !� p������

���p 5�� �! ���� "�����5������ �������������� ������3����v2lw.�����

������ " ������ �� ���� �!�������� �� "� ���� ! �������� ! ���$�

! � � ��������k� !����p 5�3��������" �� p�$����� ��.�������!� ��

"������" ����� ����" ��,�&�! � � �����$���3��

4"4"4"3�-�����(-��@(����(�7��������� ����� &�,�7&�� ,�&� ! � � �� " � :�+k(���� v2r.2lw� �� �� � �"���

��� �� "� ���� �� ����� &�,�7&�� ! � � �� �!��"��� �� ���� ���������

����� r0/311� vs0w� ���� ����� r0/31s32� vs1w3� ��� ���� ! � � �.� ���� � ����

��������� ��� "�����" �� p�$�� ���������'$���/31r -�

• (���� �� -��-� ��� ���� �����.� � ��� ���� ! ���� � ���� ����

������������ ""3������ �������������$�$������ ������$����$��

" ��������� �����3�

• (���� -� �� �� -��-� ��� ���� �����.� � ��� ���� ! ���� � ���� ����

������������ �3���������������������!� ��� ����� ���� �

�������p���������������������������!�" ��$�����&&��! �����3�

• *� ����-��-�������������.�����! ���� ���������������������

�3������������������������� ��� ����� ���� �����������

�����!��5��3��

0�����4"3C�D��� �����&�,�.������������ ����$���v2mw�

Page 67: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

� ����������'$���/31r.�������"����������� "������ ������������$�$�

�����3�:��������� �������� ����������!������������ ���� "����$��

������ �� .� �� p�5��� �!.� �����$� ���� ���$�$� �����.� ���� $ ��� � � ����

���� �����$� ������ � � p��� " � ���� ����� "� ���� ��<�� ���� �� �3� �"� ����

�������� ���� ����� ��������� ���.� ���� � ��� $ ��� �� � ���� ������� ��

������ �� ���� ��<�� ���� �� �.� p���� �� �������� ��� ����� !��5��� � � ����

��53������#������.� ����� ���������� � �������$�$������� �� ��� � �

����� ���� ���$�� ����� ��� ������ �$��3� ���� ���� ���� � ��� ������ ��

�������$�$���������!����� ���������$���������$���������.������.�

��!����� �� ���� ������������ "� ���� �������$� � ���3� '$��� /31l�

�� p������<��!��� "������������ �����$������ �����&�,�7&�3�

0�����4"3=�D��� �����&�,�.�������� �����$��v2rw�

��������<��!��� "�'$���/31l�p����!���"��������� ��� "����� �2343�

����!�������356������������ �������������!��5��.�357����������p���

���� ���� ���� " �� ���� �����$� ������ � � ���� ������� �� ������ �

��������.�����3887��!��������������� "�����&&��! �������� ���� �

�������� "� ���� �������� �� ���� � � �3� ��� ���� �� ��� 1.� /� ���� 2.� ����

� ����������������!��5����� �������53���������� ���m�����s.�������5�

��������������� ���� ��!��5��� ���� ���������� ������ ����� �����

������������������� �3�

Page 68: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

4"4"4"4�/ ������(-��@(����(�7�������

���� ���� ����� &�,�7&�� �� �� ���� ��� �� "� ���� &�,�7&�� ! � � ��

������ ���� ����!� �������� ��3��������� �����&�,�7&�����������p �

���� ���� ������� p��� ��!���� � � ���� �� ����� &�,�7&�� ��� �-� ����

�����$������������������������������'$���/3/0 3�

0�����4"45�D����� �����&�,�.������������ ����$���v2rw�

��������<��!����������'$���/3/0.�p������ ����������"���������� "�

�������� �����&�,�7&������������� ����$��3����������������������

���$�$� �����3� ���� � ��� ������ �� ���� ���$�$� ������ ����� ���

��!���!��� � �� "���3� :���� ���� ��!���!��� � �� "���.� ���� � ���

����$���� ��������������$��������� ���� ���������"�������������

�� "��3� �"� �� ���������������� ������������ ������.� ����� ���! ������� �

������� ��� ����� !��5��3� �"��� �����$� ���� ����� !��5��.� ���� � ���

����$���� ����������$������� �� ���� ������������&C�!��5��� " ��

���� ��53� �! �� �����$� ���� !��5��.� ���� � ��� �p������ ���5� � � ����

���$�$��������$��3�%������ ��������.�"��������������������������.�

����� ���� � ��� !�" ��� �� ���5 ""� ���� ������ � � ���� ���$�$� �����3�

'$��� /3/1� ���������� ���� ���5 ""� ��������� "� ���� ���� �����

&�,�7&�3�

Page 69: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

0�����4"43�D����� �����&�,�.�"� p����� "��������5 ""����������

v2rw�

�"� ������!���!��� � �� "�������" ���������5 ""�!� �� ��� �!����.�

���������� ����p������� ���������������" ����������$� "��������5 ""�

!� �3� ��� ����� �� '$��� /3/1.� ���� ���5 ""� !� �� �� � ������ �� �p �

�����-� �"����������������������������.����� �"������&C�!��5������ ��

������� �"��� �� ������� �3� ���� ���5 ""� �<! ����� ��� � �� � ������

�"�����������5 ""������!���� ���� �� �������������$�����5 ""����3�

������<�������������������������������������91,3�����������

���� �� "������5 ""��� ������.�����������<�������� ����9:76;<�

���5 ""�����3�

Page 70: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

4"4"4"6�#��7���� ����(�7��������

��� ��� � � ���� ��� ������� ��� � ! ���$.� ���� ��5� ����� ��� ����� � �

!������������$�������� "������ ���3�����!���� �� "����$�����������

� ����! p�����������������$���������$�������� �!������.������

�������$�$�����������������$��"������� ������������� ���������

���������!���� v2tw3������� ��������� ��#��� ���p���� ����"�������

����$������ �� " �� ���� ���� � ���3� ���� ������ ����� �� ��$��� "�

����! � � ������ p����'$���/3//3�

0�����4"44�D���k! ���$.������������ ����$���v2sw�

����������'$���/3//.������ ������������������$�$������������

������� ��������������""������� ���� "����$���������� � !����3��! ��

�����$���������� ������$�.������ ����p������� ����������$�������

� �p���" �����! ���$�!��5���" ��������53�����! ���$�!��5���� ������

���� ��� "� ����� ���� ����! ����3� �"� ����� ���������� ����! ���$�!��5���

p�����������$���.��������! ������� ����������������!��5��3�%������

��������.�"��������� ���� �������.����������� �����������5�� �����

���$�$������3������������ �����$����� p����'$���/3/m3��

Page 71: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

�0�����4"46�D���k! ���$.�������� �����$��v2rw�

���'$���/3/m.��������!� ������ "�����! ���$�!��5��� ��3=>??3�����

� �����������������! ���$�!��5��� ����"������������$�� ���p����

����� ���� ��������$��3��"������ ������$�! ����������������$�$�

�����.� �� ���� �� ������ ���� ! ���$� !��5��� ���.� ����" �.� ���� ��

������� ��� ����� !��5��� �3�3.� ���������"��� ! ���$� !��5�� 3� :���� ���

���������"���! ���$�!��5��� ����.������ ���������p���" �������5�� �

��� ��� �p��� ����� ���� � ��� ! ����� ��� � �� ��! ��� ��" �� �� ����

! ���$� !��5��� �� ������3� '$��� /3/m� �� p�� ���� ������ ����

��!��� �� ���p���� �p � ���������� ! ���$� !��5���� ��� ���� ���� "�9357�

���� 38873� ���� ! ������� "� �� �������"��� ! ��� �� ���� � p.� ����� � ����

�!���� ����� � �� ���� �� ���� ���$�$� ������ � �!���� p��� ���� ����

����������������������������v2rw3�

4"4"4";���$�$�������7���� ��7��������� ��3� ��3� ���$���� ���� ! ! ���� ���� ! �������� ! ���$� ! � � �� ��

��� � � ������� �$�� �� �$�!��.� "������ ���� ���������� �� :�+k

(���v2jk2lw3� ��� ! �������� ! ���$.� ���5�� ��k! ���$� ����� ����� ��

��#��� ����"�� " � ����� � ��.� ���� ��5� � �������� �� � �� �� !��5���

�������������������� ���������p������ ����� ��! ��������@8 3�:����

�� � ��� ������� ���� ! ���$� !��5��.� �� $�������� �� ��� �� ������ A.�

p����A2B2CDEFG3��"����������� "�A�������������@8.����������� �����������

��������!��5��~� ���p��.������ ����������� ��������������.�p���$�" �

Page 72: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

���� ��<�� ! ���$� !��5��3� ��� �� p ��� � ��$� ����� @8� �� �����������

��=���������������5���� ��$�� �����!����$���$ �����������5����� �

��� ����������! ���� "������ ����� �����! ���$3����'$���/3/2.�����@8�

�!����$���$ �������� p�3��

0�����4"4;�D�� ��������! ���$.�@8��!����$���$ ����v2rw�

����������'$���/3/2.����������� "�@8����!���������p ������-� �"�

� �� �����! ����� �����! ���$�!��5��.�������5������������������� "�

����@8� ����� ���� � ������� ���� ������� ��! ������� "� ����� ���.�

���� �p���� ����� �� �� � ��� �� ���p���� �p � � � �� � ���.� ���� ��5�

��������� ���� ������ "� ���� ����� ��� � � ������ ���� ! ������� "�

� ��� �3� ��� ��������� "��������"��� ������� ��.� ���������������� "�

��������� ����������������������<��! ���$�!��5��3�� ��������#����

����� ���� ��� ����� � � ������� � �������� ���� ������ "� ���2@822��� v2lw-�

������k�����������!������k�����������,� .�����!������k�������

����!������k�������� �,�,� .� ������k������� ������k��������

����� � ���� ����!������k������� ������k�������� �,��� 3� ����.� ����

��5.� ��!����$� �� ���� �����#��� ��������.� ���� $�������� �������

2@822�������k������ .� $�������� �������� 2@82�������k������� .�

������� 2@822��� �� ��$�� �� ���� �����!������k������ .� � ��������

2@822��� �� ��$�� �� ���� �����!������k������� 3� '$��� /3/s� �� p�� ����

Page 73: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

�������������!������� �� "�����������#���.�p����@HI8�������"��� �

����� �������2@8.� @JK82�� ���� "��� � " � �������$� @8.� @?HI� �� �� ������

"��� .�@:H2L@:H2 M FN���������!������k�������"��� .�@:J2L@:J2 O FN�����

����!������k�������� "��� .� ���� @H� �� ���� � ����� �� ! ������� " �

����PQR�! ���$�!��5�������������������������������53�

0�����4"4?�D�,������������!������� ����,�.�,�,�.�����.�����

,���������#����" �! ��������! ���$�! � � ��v2lw3��

��� ��3� ��3� v2jw� �!!���� ������ 2@82� �!����$� �����#���� " � ����

! �������� ! ���$� ! � � �� �� �� ��$��k� !� p������ ���p 53� ����

��������� p��������������,�������#���������������� ���" �������!��

"� ���p 5� � ! � $�� ! p���� ��� ���$�� �������$.� ����� �� $��������

������������������ "� 2@82������������ "�������������"���! ���$�!��5���

���� $������ ��������� ���� ������ "� 2@82� p���� ����� � ��� ��� ���3� ���

���� �.� ��,�� ���� ����� �� p�� � � ��!�" �� �� �� �$�!��.� ��

� �!�� ��� ����� ���������#�����'$���/3/t 3��

����������'$���/3/t.���,��! ��������������!��� ��� �����$���

�� ���� ������ "� � ���� �S � �� ���� ���p 5� ��3$3.� ���� � � ���� ��.�

�� ����.� �"������ "������ ��� ���������$������������$���������$�

���� �T<UN3� ���� ���� �������$�� "� ���� ! �������� ! ���$� ! � � �� ��

:�+k(�������������� ���������! ����� "������� ��� ��������������

p��.�p���� ""��$� $ �� "��<����� ���� ���������� v2rw3� ' � �<��!��.� "�

� ��� ������������� � � �������p 5� � "� ���2T<U� �������.� ����� ����

� ����� ��! �������2@82�p������������ ���� ����������������� "�

!��5��� � ��� ��3�'����� �.� "� �������� "�����7�� ����� "�� ����

�"����2T<U���������.����������� ����� ��! ������� 2@822�����������

�� ���� �"������������������� ����� �����������������!��5���3�

Page 74: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

0�����4"4:�D�& �!�� �� "���,�.�,�,�.�����.�����,����

�����#����" �! ��������! ���$��@?HI V DWDF2E @:H2 V 9E XSY2@:J V DWZ �

v2jw��

Page 75: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

��$�����7���

v1w� �3�3� ,����� �.� �3,3� *������.� h3C3.� �� .� �3�3.� ( ����� ���� �3&3� h���.�

b���$��(������$�' ��(���������,������, � ��" �:����������� ���

������.c� � �����$�� "� ���� ����� .� � �3lt.� � 3l.� !!312sjk12rt.� ��!������

/00r3��

v/w�:3C3kh3�����.�y3�3���.�(3k�3����.� b:���������� ����p 5��! p�������

������� ���$�� �������$� �:�+k(��� � k� ������ ���� �������$��.c�

������� ���� & �"������ �� � �����$�� "� :������ & ������� �.�

4������� ����� � $�.� ��" ��� �� ��� �� ���� �� �!���� {� ����� ���

������������� � $�.�/00l3�:������4�����/00l.�!!31.s.�,���/00l3��

vmw�'3�*���.� b� �����������������$�k(������$�� ��������������#���.c�

n ����� "������ � $��������.�� �3ms.�� 31.�!!320k2r.�%�� ���/00l3��

v2w� �3n3,3� 4�����.� �343� ����=5.� (3n3� 4���.� n3� ������.� ���� &343� ( ".�

b���$�� (������$� " � ��� � � ��� :������ ���� � +��p 5�.c� � ��k������

&�����,�$����.������.�� �3/.�� 3/.�!!3/lkmr.�n����/0103�

vsw� &3� ,�5��.� b������ "� ��� �� ������ ! p��$� ������.c� n ����� "� ���$��

(������$.���� ����� ������3� ���� �����$�� "� ����1������$��(������$�

��������������: 5�� !.�l�+ ������/0103�

���!-77��k���p 53 $7������7p 5�� !17�����13!�"3� ��������-� 1� %�� ���

/01/3�

vtw� �3� ���!����.� �3� )����� ���� �3� ���$��.� b, ����$� "� �y�� ������ � p��

(������� ���� � p�� & �� �� �!! ���� " � �������� + ��� ��+.c� ���

� �����$�� "� ���� /00l� ����� ������� ���� �������� & �!���$� & �"������

���&& .�!!3�m/jkmm/.�,����/00l3��

vjw�u3�&���.�.��3�u�.�+3�*� .�����*3���.�b13t4�+�� $����� �" �,���������

���$�� (������$� ���$� �y�� +�� "���.c� n ����� "� +�� � ������.� � �310.�

� 3t.�!!3�/1mmk/1mj.�,���/0103��

vrw��3�( ��$�����*3����.�b����������$��(������$�' ��(�����:�����

' � :������ � ��� ���� +��p 5� ��� ,������ (��������� ������.c� ���

� �����$�� "� ���� /00l� ������� ���� & �"������ �� � p�� ����� ���� ����

����������������� .�!!31/jj�z�1/r/.�+ ������/00l3�

vlw� ,3� ) ����.� �3� ,��� �.� (3�3� ������ ���� &3� h �!�.� b���� �������

$����� �!������ ������������� ��-��������� ����$��������$��� ���� ��

Page 76: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

�! �������.c������� !������������n ������!!����������.�� �3�s/.�� 3�

1t.�!!3�1110m�1k�10 .�%�� ���/0103�

v10w� �3n3� (�����.� *3� )�� ���� y3)3� :��$.� b(���� ��� $����� � " �

� ��������� �������$� � ���������� ���� � �������� ���$�.c� n ����� "�

�������&�������� ����.�� �32.�� 3j.�!!3�mt2jkmts/.�n����/0103�

v11w��3�3���! ! �.�n3�3�C�����5.������3���!����5�.�b��h��� ���'����&����

" � ��!������������z,������ ����"����.c�n ����� "��� ��%��.�� �3�j.�� 3t.�

!!31k1s.�n����/01/3��

v1/w�hky�*��$.�� ������� �+��p 5�.�1�����3.�� �313��!�$�-�4���$�) �� �.�

/00t.�!!3�1km23��

v1mw��3�)��.��3k(3����.�)3�)�.��3����.�&3���5.��3k:3�C�.��3+3�&��.�*3n3���5�

����y3)3�:��$.�b'��<��������������" ��������� ������������$������������

���������� ���$��.c� n ����� "� +�� � ���$�.� ��������� ����� 12� ,����

/01m.����+�//11k/rss.����!-77�<3� 3 $7103101t7=3��� ��3/01m30/30023�

�v12w� �3� ����5.� C3� * ��5�p�.� ���� �3� , � ��.� b����$�� �� "� $����

!� � � ����� ���� ���� ������� ����� � ����� " � ���$�� �������$�

�!!���� ��.c� � �����$�� "� ����� ������� ���� ����� �� ������� ,����$�

����,�/010 .�!!3m13t31km13t32.���������/0103�

v1sw�n3�& � ��k'�� ��.��3�,���k&�����.���3����k4���.�����n3������.�b��

,���������������"k� p���������������) pk4 ���$��) pk� p������� � $�.c�

����� ������� ��� �� ��������� ����� ���.� � �3sr.� � 3l.� !!32/s0k2/tm.�

��!������/0113�

v1tw� �3� ����� !������.� ���� �3�3� &�����5����.� b����" �� ���������� " �

� ��.� ������.� ���� 4��� �� ���$�� & ����$� :��� ,���� ���� ��$���

������ .c� ����� n ����� "� � ��k������ &����.� � �32j.� � 3l.� !!3/1llk//1s.�

��!������/01/�

v1jw��3�C�����.�n3�(��.��3�y����.�����,3��3���������.�b� p������$������

�� ���$�� �������$� ���� � ���p 5�.c� n ����� "� �&,7����� ����3� %��

���������& �!���$��������.�� �3�t.�� 3�2.�!!3�ts1ktst.���!������/00j3�

v1rw��3�y�������.��3��"���$�.��3�������.�&3�3��� ��5.��3�4�������$��.�43,3�

C ��� ���� �3� 4 $��.� b���$�� �������$� " �� ���� �����$� ����� ��� �� �����

��������� ������ ��$����� c.��������� "��� ���������$����$.�� �3�21.�

� 31.�!!3�1m1k21.�n����/01/3�

Page 77: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

v1lw� n3,3� � �����.� 43� +��$� ���� )� >�$$� .� b� ���������� ���$��

�������$.c� � �����$�� "� ���� 2��� ������ ���� � �"������ �� ��� � ����

p���������! �����:�80l.�!!31k2.�n������/00l3��

v/0w� �3�3� n .� ,3C3� C�.� ,3�3� C�� ���� � *3n3� C�.� b'��<���� ���� �������

$����� � " � ������ � ��� ����� ���$�� �������$.c� � �����$�� "� �����

����� ����)�����.�� �32r.�� 31t.�!!3101mk101s.���$�����/01/3�

v/1w� �3� ��<����.� ,3� C���.� �3� �����$.� ,3� C�"�� ���� �3� )� �����.�

b���������� ��� ���$�� ����"�� ������� ��� ! ���$� �� ������5� " � ��

:���������� � � ��� ��!����.c�� �����$�� "�l��� ������� ����& �"������

��:�������������!���������� ������� �+��p 5�.�!!31ks.�,���/01/3��

v//w�(3�*3�)���$.��3�,3����$���.��3�,�& ��5.������3��3�(�.�b:������� p��

������� " � ��!��������� (���� ���!�� ������ �� ���$�� ��=��� �� & �� �.c�

� �����$�� "� � $���� ��� ����� ��$������ �������� ���! ���.� !!3� 22sk

22l.���$����/01/3��

v/mw� �3� ������������ ���� �3� C��5��.� b���$�� (������$� ���� � + ���-�

������ ���� ��!���� ��.c� � �����$� "� ����� & ������� ��� ������� {�

��� ���.�� �31m.�� 3m.�!!322mk2t1.�n������/0113�

v/2w� '3� ��=��� ���� �3(� &� �.� b�������-� � �$k�"�.� ��!���!��� k !������

p���������� �� ��.c����� �����$�� "�����/00t�������� �������! ���� ��

) p�� p������� �����������$�����)��� .�!!31ljz/0/.�%�� ���/00t3�

v/sw� &3� �����.� n3� n������ ���� 43� ����.� b)"����� !���� �� " �

��!���!��� k! p���� p������ ���� � � ���.c� � ��� � �����$�� "� ���� r���

h�7��h� C�4�� '���$��!���� ������ ��� ���� ������� �'h�+80l .� !!3� sszsr.�

��$����/00l3�

v/tw� �3� )3� '�������.� n3� �3� � �$���.� �3� ,����� ���� (3� h�� .�

b�����$������ �������� " � � ������� �!!���� �-� ����!� �� "� ���� ����

������������ ���� ���� ���$�$� ! ����.c� &����� n ����� "� � ��$����$�

�����������!�����3�� �3/.�+ 3/.�!!3�2jkt1.�%�� ���/0013��

v/jw��3�%��.�n3�( ������.�*3k��)� .�n3�������.��3���.�*3���������3�*��$�.�

b) p�! p�� �&����$�� " ����$���������$�p������� ���� �.c����! ����

����� "���� �����:�����.��:��80l.�!!3skr.�n������/00l3�

v/rw�:3��������.�&3�� �������n3)3���p� �.� b������$������$������ �&� " �

� k�!������ ���$� ������!��� �� " � ���$�� �� �$�.c� ����� ���! ���� ��

4)���&����.�!!3tmkt2.�n����/0103�

Page 78: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

v/lw�r0/31s3�txk/01/����������3��/01/ 3����������" �� ����������� ! �����

�������p 5�-�����1s3t-�:������� �������+��p 5�3�

vm0w� '3� :��$.� ���� n3� )�.� b����k&����k�p��� � ������� �� :������ ���� �

+��p 5�.c����� �����$� "�������+'%&%,.�!!32tr.2jt.��!��/00l3�

vm1w� &3� ��������.� ,3� ��� ��.� 43� � !.� ,3� 4� =5 ��.� (3�3� h �.� ���� �3�

h������5<.� b) pk! p�� p������ ���� � � ���� " � ��#�� ��� � �$k����

� ��������$����� �� �$.c�& ������� ���,�$����.������.�� �3s0.�� 31.�

!!3/0k/j.�n������/01/3�

vm/w� ��� �� )�� �� ��.� ���.� b( p� � � ���$�� ����� h��� ���� :���� ������

,����� " � ���� ��� ��� �� � p�� �""�����c.� ��� �� )���� ���� 1313� ���������

����� 10� %�� ��� /01m3�

���!-77ppp3�����3� �7��!! ��/0� �������7��������� ��7) pk� p�k

,&�k,����$3!�"3�

vmmw�&3�,3�4$ � .��3�h������.� �����3�h3���� .� b���!����& �� �� "������

&����$������$�k(������$�:���������� �+��p 5�.c����� �����$�� "�2���

����� & ������� ��� � ����� & �"������ �� ���� .� ,���� ���� ��� ( ��

& ������� �������+��p 5�.�!!3�/1km0.�n����/00j3�

�vm2w�u3�'�" ���.�����+3���$ �.�b%�,�&-����%�k�������,�&�� � � ��" �

���$��(������$k�:���������� �+��p 5.c����� �����$�� "�����r����&,�

���! ���� �� ��" ������ ������� �� "� p������ ��� � �.� ���� .� ����

��#�� ������p 5�.�!!3�2lkst.�+ ������/0113��

vmsw��3������.��3�����.��3�,3��3������.��3�C���.��3�������.�����C3��3�Cp�5.b��

������ "�,������������& �� ��� � � ���" �:������� �������+��p 5�.c�

���/������������',,,�:8;1,�;.��!!31z1m.��!��/0103��

vmtw�)3�(�$���.�u3�:��$.������3�&���.�b������p� "�� � � ����!�������� ���

���� ���$�� �""����� & ��k)���� ���$�� " � :������ � ��� ���� +��p 5�.c�

n ����� "����� �.�� �31/.�� 311.�!!312jm0k12jjm.�+ ������/01/3�

vmjw��3�3�h !���������nk����5.� ����$�k�""�����,�&�! � � ��� " �p������

� ��� ���� ���p 5�-� �����.�� ������� ���� & �$���� �� ����� , ����

����� ������� ��� ���� & �� �� �������� ���� : 5�� !�� ��&�,� .� !!3jmlk

j22.�%�� ���/0103�

vmrw��3�����.�+3�n����.�,3������.�y3�������.��3�>���.�����y3�3�C���.�b��

& �!�������� ������ "� ,�&� � � � ��� " � :������ � ��� ���� +��p 5�.c�

� ���+k/01/� p��� j��� ����� ������� ���� & �"������ �� � ������� ����

Page 79: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

:������& �!���$.�& ������� �������!!���� �����:&&��/01/ .���$����

/01/3��

vmlw�n3�y���$.�*k<�)�.��3C3������.��k��:�.�'3�h� .�uk��:��$.�)3�*��$.�����

'3� + .� b>������� ������� ���$� � ��� ��� �� ����!��� ������.c� �����"��

��! ��.�� �3�m.�� 3//11.�!!3�1kj.�n����/01m3��

v20w�+3� n����.� �3� ���.�,3��3�C���.��3� n����.��3�(3�� �5.� ����y3��3�C���.�

b�������$� ,����� ������� �����#���� �� :������ � ��� ���� +��p 5�.c�

��������n ����� "��!!�����������.���$����$���������� � $�.�!!31k1j.�

�!��/01m3�

v21w� +3� n����.� �3� (����.� ,3� ���5.� ,3�3� C���.� �3(3� � �5.� ���� y3�3� C���.�

b���$�� �""����� ,�&� � � � ��� �� :������ � ��� ���� ���� � +��p 5�k� ��

�����.c�n ����� "�������!!���������"�����������n���� .�!!31k1j.�,����

/01m3��

v2/w��3�y���.��3�C �� .�����(k�3�).� b������ ����������p 5�������������

�!������ ������� ��.c� ���� �����$�� "� ����m�� ������� ����& �"������

��� �������+��p 5�.�!!3mkt.�,����/00r3�

v2mw��3�� ��������*3�����������3�b& ����� ����3�! ���$-������������ �������

���p 5��,�&����$�.c����� �����$�� "�����'"���������� ����& �"������ ��

��+���� ��+����/010 .�!!3���lrk102.���!������/0103�

v22w�n3�C���.�����,3�*���.�b&��!���m1-�:������� �������+��p 5��:��+ �

" � ,������ �!!���� ��.� +�p� ����� !������ �� � ������� ��$����$.c�

� ���� � &��! � � ���3 .� !!3� sl1kt/j.� /010.� ������.� �%�-� 103sjj/7jslr3�

��������� %�k���-���!-77ppp3����� !��3� �7� 5�7��pk����� !�����k�k

� ������k��$����$7p�����k� ��k���k���p 5kp���k" k������k

�!!���� ��3���������-��1m7117/01m�

v2sw�y3�3���.�:3C3h3�����.�����(k�����.�b:���������� �+��p 5��� p����

��� ������� ���$�� (������$-� ��� ��!���� &��������� �.c� �����

������� ����& �"������ ��& ������� �����&& .�!!31ks.�,���/0103�

v2tw�����.�:3C3kh3~�y����$���~����.�(3.� b:���������� ����p 5��! p����

��� ������� ���$�� �������$� �:�+k(��� � k� ������ ���� �������$��.c�

������� ���� & �"������ �� :������ & ������� �.� 4������� ����� � $�.�

��" ��� �� ��� �� ���� �� �!���� {� ����� ��� �������� ����� � $�� �4�����

/00l .�!!31.s.�,���/00l3��

Page 80: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

v2jw� y3� �3� ��.� (k�.� ���� :3C3h3� ����3� b���$�� ���� !�" ������ �������� "�

,�&� �������� " � :������ ���� � +��p 5�� � p���� ��� ������� ���$��

(������$.c� n ����� "� ��� ( �� +��p 5�.� � �3l.� � 3m.� !!3m00km/m.� ��$����

/0113�

v2rw�y3�3���.�:3C3h3�����.�����(k�����.�b�������� "�,�&���������" �p������

���� ����p 5��! p�����������������$���������$.c����� �����$�� "�����

2����������������� ����& �"������ ��:���������������:�&%+�80r .�� 3jr.�

!!3�1kl.�+ ������/00r3�

v2lw� y3�3� ��.� ���� (k�� ���.� b� �������� ! ���$� " � ����k� !� ���$��

�������$� p������ ���� � ���p 5�.c� ����� ������� ���� & �"������ ��

& ������� �����&& .�!!3/j1k/js.�n����/01/3�

vs0w� ����� r0/311� ����.� :������ )�+� ,����� ������� & �� �� �,�& � ����

��������)������(* ��!��"��� ��.�/00m3�

vs1w� ����� r0/31s32k/00t� ����.� :������ ,����� ������� & �� �� �,�& � ����

�������� )���� ��(* � �!��"��� ��� " � ) pk� ����� :������ ��� ���� ����

+��p 5���:��+� 3�

Page 81: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

(���*���6����

<,<-1.#�=�<�����/�������.#��/�� �������� 01#2�� ;���� �� ��� <����� ,������<����� ����

�>) ���� ��8�������������������2� ����)������� ��� >�

�-�7�� �(�����

(� � ��

6"3� # ������ �"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�:6�6"4����-�����������"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�:>�6"6� ��7�������$�������� ����(���������������(�"""""""""""""""""""""""""�:=����������m3m31���k! ���$��������� ���"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�:=�

���������m3m3/�� ��������& ����� ����& ��������� ���""""""""""""""""""""""""""""""""""�>3�

���������m3m3m�������������������$ ����"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�>6�

���������m3m32�(�(k�,�&� !��� ���<��!���""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�>:�

6";����������(������ ���������� ��"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�>C���������m3231���k! ���$����$�k�p���""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�>C�

��������m323/��&k����������$�k�p���""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�>=�

6"?����������(������� ����������� �""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�>=���������m3s31������� ��& ������ ����������!�"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�>=�

��������m3s3/�(�(k�,�&-���" ��������������"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�C6�

��������m3s3m�(�(k�,�&���3�����r0/31s3t-���" �������& �!�� ��""""""""""""�CC�

6":��(��7��-������� ��(� ������ ��""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�=4���$�����7���""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""�=;�

Page 82: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

6"3�# ������ �

�������!�� ������!��.�p����������������� ��� "�����������������

"� ���� �""����� ��!��� "� ,�&� ! � � ��.� �$��$���$� ���� ����

�������$��3� �� 5��� $ ��� �� :��+�� �� � � �<����� ���� �"����� "� �+��

�� �$������""���������$������ "�����������������$�3�(����.������

���� �� ����� ! ! ���� ,�&� ! � � ��� " � :��+�� ����� ��� � � �������

����� ��� ���$���""�����p��� "� ����$� ���������3�,����! ! �����

�� !�� ��,�� " � :��+�.� ���� � � ��� �������� ���$�� �""�����3�

��� ��� ���� ����� �� v1w� �� ������ ���� ,������ ,����� �������

& �� �� �,��,�� � ! � � �3� ,��,��� �� �� ��,�k������ ,�&� ! � � �.�

p����� ���� ���#������������ ���� �� ������3� ���,��,��.�����

����� ���� �� "� ���� � ���� �� ��������� �� �$�� �� � ����� �� "�

�������!� ������$�$� ���� ��� �� ������ ���!���� $���� �����

��$ ���3� ��� v/w.� '��$� ���� ���5�p���! ! ���� �� ������,�k������

,�&� ! � � �� �� ��,�& � ����� ����� "��<���� ���� �""����� ����p����

��� ��� �� �������� ���� ����!� � ��� � � ��� ����� � � p 5� �� �������

�!!���� ��� �� :��+�3� )� ���� ���� vmw� ! ! ���� �� (�������k�����

,�&��(k,�& �! � � �3�(k,�&������ ������� ����,�.����������������

��������� ������ � � !�" �� ���� ����� ���� �.� �������$� ����

���$���<!������� "���������� ���� ��� �! � �$��������p 5q���"��

�$�"������3�, � ��.������������3�v2w����$������,�&�! � � �����$�

��,��� ������p��� ��� "������� �k������ �p�5��!��� ��� �$����

��������������� ��������<������p�5��!���������3��������p 5.�

���� � ������� �� ! ����� ��5��� !������ �� �p � ���$��-� � �� p�5��!�

�� ��������� �������������� ������� ��������� ��������" �� �� ��

���������!��5����<����$�3��������! � � �.������ ���� ���������

��������p�������p�5��!���������$� "������� ������������p 53�����

������ �� � ��������� ��� ��$� � � ���� ��""�� "� ����� !������� � ��.�

p���� ���� p�5��!� �������� ��� ����������� ��� ���� !��5��� ���� �����

���3� ���� ���� �� ! ���� �� �$�� �<������� ������ ��� ����� ����

���� �� ��!�" ��� p���k5� p�� � pk! p�� ,�&� ! � � ��� " � :�+�.�

������$��k,�&�vsw.�uk,�&�vtw.�:��,�&�vjw�����y$�����! p������$�

Page 83: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

� �� � vrw.� �� ����� "� ���$�� �""������ ���� �����3� ������.� ���� ,�&�

! � � ����!����� ����"<��.�!������������������� ��������.�p����

���� �p � ���� �""����-� � ���� ������ ����$��� "� ���� � ���� " �� ������ � �

�������� ������������������� �������������������� �����"��<�������

�������.���������������� ���� ����7�� ���� �������������p 53��

�����:��+��������!! ����p�����$�� "��!!���� ���p����""�����

�#�������.������! ������ ����$��,�&�! � � ������������! ����

> ��$��������3�%���������3�vlw�! ! �����������������>����$�� ���

����+��p 5���>��+ �,�&�! � � �3��>��+���������,���� ��� �� �

������������ "����������������� �� �" �����$���������#�����.�p����

���������!��5������������� ������ ��3���� ���� �����"���������$����

> ������������:��+�.��>��+��� ��������� ����� ��k�����"����k

� $����������$����������������!� ������$�k�p����� ������� ��

! ����� � � ������� �� ������� ������� !�" �����3� � ���� %�k�������

,�&� �%�k,�& � ! � � �� �� �� ���� �������$� �!! ���.� ! ! ���� ���

*��� ��� ��3� v10w3� %�k,�&� �� ������ �� ����� r0/31s32� p��� � ���

� �"��� ��� � � ��!! �� :��+�� �#�������� ����� ��� ���k����

������� �.� � ��� �� �� ������ ���� ���$�� �""�����3� ��� �����

$��������� ���� �� ��� � � ����"�� ���� ���k���� ������� ��� ����

� ��� ���� �����.�p��������=������������� �� "�������!�k"������ �

! �����$������$���""�����3��

&������.� ������= ��� "�,�&�! � � ���! ! ���� " �:��+�����

� � !����� ! p�� � ����!� �� �� �$�� �""����� ������� ����$������

���� �! ��� > �3� ( p���.� ���� �""����� �� ������ ��� ! p�� � �����

������ �� ���$�� �������$� ��� � �� �""�������� ��������3� ��� ����

�������.���������!�!��������� �������������������$���������$���

:��+�� ���$� ! �������� � ����� ������ �� ,�5 �� ������ v11.1/w.�

!�������������� ��� ���" ����$���""������������ �������$���

v1mw� ���� �� ���� ��� ��� �� v12.1sw3� ��� � ��� "� ���� �" ����� ����

p 5�.� �� �$�.� �� ,�&� ! � � �� ����� ��!! ��� ���$�� �������$�

�����#������! ! ���3����������������$�������$���������$k������

:��+����� ����$��! � � ��������! �������������!����$� �������+q��

Page 84: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

! ���.� ��5�$� �� � � ������ �� ��� !������� ���$�� ��!!���

� ��� �3� ��� ���� ���� �� ���� !�� ��� ���!��.� �� v1t.� 1jw� ��� ��� ��3�

� �������� ������� �� ��� ���� ���$�.� !�" ������ ���� � �!������

�������� "� ,�&� �������� " � :�+k(���3� ������ ���� �� ! ! ���� ��

,�&� ! � � �� ��!������� ���$���� " � :�+k(���.� 5� p�� ���

! �������� ! ���$� ����� ���� �� /3/3/32 .� " � � ��� ��$��k� !� v1t.� 1jw�

���� ����k� !� v1rw� ���p 5�3� ���� ������� ������� �� p� ����� ����

! � � �� �� ����� � � ���!�� � � �""����� "��� �� ����� ��� ����$��� �� ����

���$���������$�������������������� "�� ���3�'����� �.������ �

���� ������� ���!��� �.� � ��� ������ �5�� �� �$�!��.� "������ ����

�������������������������������! ���3�

��� ���� ! ��.� �� �� ���� ��� � ���� ����� ���� ������� ��� ������ ��

�<�������� �����3������! ������ "������� �����!����� ������������

�������� ��� �� "�����!���������������������!���������������$����

���3� ' � ���� ��� �.� ����$� ���� �� ��$� � ���� �� �� "���� ���� �����

p��� �� �� �������� "������ �� :��+�3� ���� "��<����� �� ��!! ���� ���

! ���$� �������.� p���.� �� $�����.� ����� �p � ���� �������$��-� �

��������������� ������������� �������.����� �������������p 5�

����������v1lw3��������!����! ���$����p 5.�p������� �����p���$�� �

����� ���� ���p 5.� �� ������ �� n%�+� �����$�� � � ���� � ���� 3� �! ��

�����$����������$�.������ ���� ���"��������#����.������������

�� ��p� ! ���$� �� �� ���� ����� �� �� " � ���� ��p� � ��3� ��� ���� ����� ����� ��

� �������� ������ ���.� ����� ���� �������� ������������#�����

��� ���� � ��� ����� p����� � � �����.� ���� ����� ! ������ � � �� ��� ����

��� ������ �� ����3� ���� ��!��� ! ����� "� ���!��� �� � � �� �������

������ "� � ���� �� ����� � �� � �!������� �� ���� ����� "� ���p 5��

! p����������$���������$����� � � �����""������ �� ���$�� ������� "�

���� � ���3� ��� p�� ���� ���� �� ��.� ! �������� ! ���$� ,�&� ���� ����

������ � ����!�� �������p 5q�� !��� �� � � "������� ��� ��� ������$��

��!!������������� "�� ���3�( p���.������!!���� �� "�����! � � ��

� � :��+�� !������ ��� ���$�� �������$� �� � �� ���$��" p��.� �����

���� ������� " � ���� � ���� �� ! �������.� ����� � �� ���$��$� �""�����

Page 85: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

������ "�! ����� ������ ���3����:��+�.���������������� �� "�������

������� �� "� ����� �! �����.� ����� �� ! ����� �" ��� �� �� ��� ����

!�����q�� ������3� ��� ��!���� :�+�.� ���� ����� � ��� �� �� � ��� ���� ���

� �!��������������� ����� ���� �� �������p 5.����� ��:��+�� ��� ��

! ����������������� ������������������ "�� �������������!��������

���5�� "������� ��3���

��� ���� ���!��.� ��5�$� �� � ��� ���� ���� ������� ����� !������ ��

:��+�.� p�� ! ! ��� �� ����� ! ���$� ,�&� ! � � �.� � � ������� (�(k

�,�&.�� �������������""����� "����������$���������$3����!������.�

��������� ����� �� "��������!��������������������" �� p�$-�

1 � � ��5� p���$�.�(�(k�,�&�������"���,�&�! � � �����$����� �

���!��� ��""��������$��� ��� ����� ����������������������$��

�������$�� �������:��+�3����!������-��

� ����! ! ����! � � �� ""����������""������ ������ ����$�

�p ��""���������������� ��-��������! ���$�����������k! ���$ �

" �� ���� "��$��! �������! ����������� �����������& �" �

� ���� "�� ����! ��3�

� ���� ��7�&� !� ��� ��� ����������� ��=������ ��� ��$� � � ����

���$��������� "�����p������� ���3��

� (�(k�,�&� "��������� ���� ���p 5q�� "��<����� ��� ��� p�$� ����

����������� �7�� ���� "�p���������� �� ���3�

/ :���������������!�" ������ "�(�(k�,�&�" ��""������������ "�

� ���� �� ��� � � ������ ���� ���������� "� ���� ! � � �.� p���� p��

���� ���� �� ���� ���p 5� !������� ����$.� 3�3.� ������� �� �����

���� ���� ���$�� �������$� ���.� � � ������� ���� ����� ! ������

!�" ������" �����! � � �3��

m :�� � �!��� ���� !�" ������ ���� ���$�� �""������ "� (�(k�,�&�

p������������r0/31s3t��������������������������$���������$�

� ��� ��3��

Page 86: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

����������� "��������!����� $���������" �� p�3�������� ��m3/.�

p��������� ���������� ���������������p 5�� ! � $�3�������� ��m3m.�

p�� �� ����� ���� (�(k�,�&� �� �$� p��� ��� "���� �������� ���� ����

! � � �� ����3� ��� ���� �� m32.� p�� �<!���� � p� �� ! � � �� �� ���$�k

�p���p�����������p 5���! p����������$���������$3�������� ��m3s�

p���������������!�" ������ "�(�(k�,�&�����<������������� ��3����

���� ���� �� ��� ��� � �� p�� ���� ������� "� ���� � �!�� �� "� ����

!�" ���������� �������$���""������ ���p���� ��! � � ������ �����

r0/31s3t��������3�'�����.����� ��m3t�� ���������������!��3�

6"4�-�����������

��� ���������� ���.�p���� !��������� ! � $�.�p����������������5 ���

���� �+&� ��! ������ " � �����$� �!� ���� ���p 5� ���� � ������$� ���� ����

�" ��� ����������������������� "� �$��p�$�������! �������+�3�

���� �+�� ����� �""����� "���� ������� ���.� � ���#������.� �""�����

��""�� � ��� �3�3.� !��5��� ���k����� ���� ���� !��5��� !��� �� 3� '$���

m31���������������� �������:��+��� ! � $�3��

���� ������� ��������� ��� ���� �+�� ���� ��� ����� �$����� ����$�

�������� ���� ����� �" ��� �� ��3$3.� �&h.� ��h.� ���3 � � �$����� p���

��� �� ������������ ��3$3.� � � �.� ! �� �.� ���!�����.� ���3 3� ���

��� � �� ������ ������� ����� ������� �� ������ ����$������.�p��

�� !�� ���� ����� ���k����� ����� �����+ � ��� �� v/0w� " � ���� ������

$����� �3���

���(�(k:��+.���������� ���� ��������� �������$���������3�:��

������� ����� ���� �+&� ���� ��� �<������ ! p�� ��!!��� ���� �$���

! �����$���!�������������+�.�p���������+���������� ����������$��

�������$������C�( 3��������$������������������������ ������������

��������� ���$�� ��� ���� ����� ���� " � ���� ������� "� ���� � ��� �3�3.� ����!�

�����.� ���� �����.� �u� �����.� �u� ���!� �� �����.� ���� ������� ����� .� ���

�� p�� �� '$��� m3/3� (����.� ���� !�" ������ "� ���� ���$�� ��������

��������""��������� !��� �� "������ ��.������ ����������3���

Page 87: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

� ��

0�����6"3�D�(�(k:��+.��������, ��������+��p 5�� ! � $���

0�����6"4�D��+������������� ����$���p������$���������$�

Page 88: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

6"6� ��7����� ��$��� ����� �� ��(� 7������.7����� $�� ���� � � ���� ������ ������8�������(9�

(�(k�,�&� ! � � �� ���� �p � !��� �� � ���-� � � ����� �k"��� ��k

! ���$.����� �! ��������� ����� ����& ���������������3�(����.� ��

! � � �� ""����p �������� "�! �����!����$� �������+���!�3���������

"� � ����� �k"��� ��k! ���$� ������� �� ! �� ���� " � � ���� p���

!������������$��� ����� �� ����p����$��! ������k�+� 3�%������

���� ����.� ���� ���� "� � ����� �k������ �&k������� �!!���� � � � ����

p��� ��!��������� ���$�� � ����� � � ���� p��� � ���� ! ��� ��&k

�+� 3� ���� ����� "� �� ! � � �� ������ �� ��� ��$ ���� ����� !�" ���

������� ��� �������������p��3�����$ ��� "��������������������$���

� � ���$�� ���� !� ��� " � � ��� ��k! ���$� ���� �&k������3� ���� � � ����

� ����� �� "� ������ �p � ������� � ���� ���� ���� ������� ��������$�

��$ ���.� ����(�(k�,�&�! � � �� ������� � ����!�� � � ����$��� �� ����

���p 5� ���� ���� ���� ���$�� �������$� ���� C�(3� ��� ���� " �� p�$�

������� ���p��������������������� !��� �����������""������ ����

"� ��! � � �3�

6"6"3�#��7���� ��������������

�����k! ���$.� �����+&����$������ �� �$� ������� �[\]̂ _�`a � � ������

� ��� �� ���� � ��� ���k�+ 3� ����� � �� �$� �������� ��� �� ��� ����

�!������ �� �� ������� �����3� ����[\]̂ _�`a� " � ����� � ��� �� �����������

���$������!������\b]̀ a�����cde��" ��� �3��������p��.������+&�����

���������������$�������� "���������� �� �������������������! ���$�

!� ��������� ����!�����������������$3��

�����+&������!!������ ""����� ���������������� "�[\]̂ _�`a����������

� ����� � " � ����� �+.� � � !������ ����� ��� \b]̀ a� � ������ �� ����p���

����� �����'$���m3m 3�' �������� ��� �� "����� ""���.�����\b]̀ a�����

����cde������� ���5����� ���� ���.��� ���� �����������#����������

#������� "� ���� � �������� ������� �" ��� �3� ���� �+&� �������� ����

Page 89: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

!������������� "�[\]̂ _�`a�������������������.�p�������!�������"���

������������ �3�

0�����6"6�D��<��!��� "���k! ���$��������� ����� �\b]̀ a� "�������k�+���

�� �%����!� "����2\b]̀ a� "�������k�+���� �[\]̂ _�`a� "�������k�+�����$�

���� ""����

���� � ���� �� ���� (�(k:��+� ��� ���$���� �� ��#��� ��� " � �����

������.� ����� � �� �� ���� ������� �!!���� �3� '$��� m32�� ����������

����� ������� ��! ����� ����k! ���$�� ���p����� ������ "������

���!�-� ������+&�����������! ���$�!��5���� �����$�������� "������+�

� ����! ����.� �����! ������+���! ����p����������!��5���������� �.�

���� � ���� �+&� ������ ��� �&C� !��5��� ����� � �"��� ���� �������"���

���!� �� "� ���� ����� !��5��3� ��� �� p�� �� '$��� m32�.� ���� ��k�+�

�������� ���������!�������������������� �������3��! ��������.���

p�5����!�����$ ��� �� � ����fg������� � ������� ���� ��k! ���$�" ������

�+&3�%��������� ������� ����� �!�����.�������k�+�������$������

�� � ""������������<�� ���� "�! ���$3���

Page 90: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

��

0�����6";�D���k! ���$��������� ����� ������� ������� ��! ������� �

��k�+������������������� ��

6"6"4���$�$��������� � �� �8�(9���������������

���� �&k������� � ��� ������ �""�������� p��� � ����� �.� ������$� �$��

�� �$�!��� ���� �������$� "������ " � ��$��k� !� ���p 5�3� ���

���� �.������ ��� ""��������������$�� "����!��� ��� ���������$�����

���� ���$�� �������$� ����.� � ��� "������ � ���� ��7�� ����� "�

� ���3�����&k�������v1tk1rw.�������� "���k! ���$.������+&�� ����������

� �� �� !��5��� �&�k!��5�� � ����� �������� ���� ������ "� ���� � ����� ��

! ������� �&� 3�:�������&k�+� �� ��� ���&k�������� �� �������� ����

&�k!��5��.���$������������� ��������hH.�p����hH2i2CDE FG2�����P2�����

���$������"�� "������ ��3��"����������� "�hH�������������&�.����������

�&k�+� �������� ��� ����� !��5��� �'$��� m3s� ~� ���p��.� ���� � ���

�������� ��������������.�p���$�" �������<��&�k!��5����'$���m3s� 3��

Page 91: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

0�����6"?�D��&k�������� ����� ������� ������� ��! �����p����

u�&��������"����� ������� ������� ��! �����p����u�&����� ��

����"����� �&���!����$���$ ��������������� ��! �����

��� �� p ��� � ��$� ����� &�� �� ����������� ��=������ ��� ���� �+&�

��� ��$�� �����!����$���$ �����������5����� ���� �����������p 5�

� ��� ��� ����� "� ��""�� � ��� ���� ���� �7�� ����� "� � ��� � ���� ����

cde3����������� "�&�����!���������p ������-� �"�� ��&k�+���! ����� �

���� &�k!��5��.� ���� �+&� �������� ���� ������ "� ���� &�� ����� ��� � �

������������������ ��! ������� "������&k�+�.����� �p���������

����� ��� �����p�����p � �� ���&k�+�.������+&��������������������

"� ���� ����� ��� � � ������ ���� ! ������� "� � ��� �3� ��� ����� "�

�������"��� ������� ��.� ���� ������ ������ "� ���� ����� ��� ��

�����������������<��&�k!��5��3��

Page 92: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

� ��������#���������������������� �������� �������������������

"�����&�k!��5�����-���,�.�,�,�.����������,����v1jw3���� ��� ����

p������������,�������#�������������! ������$����� �$�!��������

���� ���� �������� " � ��$��k� !� ����� �� ����� ���� �� /3/3/32 � v1t.�

1jw3� ���� ��,�� �� �� ��������� � � ������� ���� &�� $�������� ��� ���

������� "��� �j^a2LD O j^a O F2N� �p����! ���$� �����������"�����������

"� ������ ����3�3.�klLmnoN V 2klLmN p2j^aN.� �� �������������&���������$��

�������� "��� � qr_2� LD O qr_ O FN2�� ����� "� � ��� ��� �� ���� ���p 5�

�3�3.�klLmnoN V klLmN s qr_ 3�

��� �<��!��� �� �� p�� �� '$��� m3s�3� ���� �+&� � �������� �� &�k

!��5��� � �����$� ���� � ����� �� ! ������� ����� ��������� p������

���� �&k�+� �� ���� ������� ��� ����� !��5��3� ��� ����� "� � � !��5���

���!� �.� ���� �+&� p���� " � �� !���"���� ���k ��� !� �� �]tuv .�

�!����������&�k!��5���p�������������������� �������� ������������

��p���������������<���&� ���3������&k�+�����������������!��5���"�

wx O yz3� �"� ���� ���� ��� �������� �� �����������&� ���.� ���� �+&�

�����������&C�!��5���� �����! ������&k�+���������"���������� � 3����

����� "�!��5���� �������������"���������� � ������ �� ��� �����p����

�p � � � �� �&k�+�.� ���� �+&� �!������ ���� &�k!��5��� p��� ����

��������� ����� ��� ���� ���� � ���� ��� !�!���� � � �������� ����

����� �� ���� " �� p�$��&� ���3������&k�+�������������""�� � � �� ��

���������� ��������������3�

6"6"6��� �����-����������������

�����+&�����! ������" ���� ����$�������k! ���$�!� ������������&k

������� !� ��� ��� ���������� ���� "� p� ����� �� '$��� m3t3� ����

� ������� "�����������!� ��������"���������������������������

��$ ���3��

Page 93: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

0�����6":�D�(�(k�,�&�"� p������" �������� ��� �� "�������k

! ���$�!� ��������&k�������!� ���

���� !��� �� "� ���� ������� ��������� ��$ ���� �� ���������� ��

'$���m3j3�������$ ����!�" ����p ��������5�3�����"������5���� �

���$����� �� �$������{|HLIN ����������������������� �� "����������

� ������� �� ! ����� �{}HLIN � " � ����� ��k�+� �� ���$� �������� �������

!� �3����������� "�{|HLIN�" ������k�+�P���������$����� ��#����� �����

������ ���� �#���� � � ����� �� �$�� ���$�� � � ����� ��� �����

!��5��3� �+&� ����������� ���22{|HLIN2" � ����� ��k�+� ���$� ���� cde� "� ����

��!������ �������� ���� ���� \b]̀ a� "� ���� ���!���� ���� � ����3� ����.�

���� �+&� ���� �������� p���� ����� ��k�+� ���� ����� � � ������� ����

p������ ��� ���$�� ������ �� ��""����.� �� ��� � � ���������� �!! !����

������" 22{|HLIN3�%������ ��������.�{}HLIN�����"����������������#����

" ���k�+���� �!�" �����������"���������� �3�:����� ���"���{~HLIN����

Page 94: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

����� ����� "� � �!��� �� "� ���������� � ������� ��! ����.� 3�3.�

{~HLIN V {|HLIN p {}HLIN3��

�������������������� "�{|HLIN2����{~HLIN� " ����� ��k�+������� ��� ����

������� ������ ���� ��� ��!� ���� ��� ���� �+&� � � � ������ ���� ��k

! ���$� ! ����3� :���� ���� �+&� ! ������ � � ��� ��k! ���$.� ����� ����

����������������!������p���������<��������� "� 2{|LInoN2����{~LInoN2�" �

���� ��<�� ��k�+� � � ��� ! ����3� ��� ���� p��.� p�� ���� !����� ����

��! ���������� ������k! ���$�" ���$����� ��.�������5���������� ��

� �! ����� �� ���������! ��$��������������� "�����������.����������

���������������� ����������!����� 3�'$���m3j��!�����������<��!���

"� ������� �������� �� "� ��k! ���$� ���� �&k������� !� ��� !����$�

� $����3��

0�����6">�D�������������������$ ����" ���k! ���$7�&�!� ���

���������(�(k�,�&�! � � ��

Page 95: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

������������� ������5� "�����������������������$ ������� �����������

���� ������� ���p���� �p � ��=������ ��k! ���$� !� ��.� " � �<��!���

�'$��� m3j� � ���� {~HLIN2 "� ���� � ��� ��HLIN� ���� ���� {|�LIN� "� ���� ��<��

� ��2���LIN3������+&�!�" ��������������� �� "���������������$�����

�����! �����������������������3��"������������p�����p �� ���������

��k! ���$� !� ��� �� ��""����� " � �� �������"��� ����� ������� �� "� ��

�&k�+� �� �&� ������� � ��� �3 � {��:HIN.� ����� ���� ���� �� �<!� ���� " �

! �������� � ����� �� ��&� !� � 3� %���p��.� "� ���� ���� �� � ��

��""����� �3 O {��:HIN.� ���� �+&� ������ ���� p���$� " � ���� ��<�� ��k

! ���$�!� �3�

6"6";��������(��7���� ��A��7���

'$��� m3r� �� p�� ��� ���������� �<��!��� "� ���� (�(k�,�&� ! � � ��

����$� �� �� ���p 5� p��� " �� � ���.� p���� �p � � ���� ��� �� ��k

! ���$�� ��������p �� ����������&k�������� ��3��

0�����6"C�D�'�����<����$����(�(k�,�&�! � � ��

��������.�����! � � ��p 5�����" �� p�-�

13 �����+&�!�" �������� �"$��� ������������������ ���" �����

��k�+�3�����.������+&��� ��������������{~L���;�N���������������

������� "�{|L���;�N2�" ���k�+01�������k�+0/�����������������3�

Page 96: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

/3 ��� ������2]o.� �+&� ������� ��k! ���$� ������� " � ��k�+013� %����

���� � ������� �� ! ����� ���� ����� � �!�����.� �+&� �!������

���� ������� ������ p��� ���� ��<�� ������ "� {|L���;��oN3� ��k�+01�

����� �� � ����!� � ��� ����� ��� ��<�� ��k! ���$� !� �3� ��k�+0/�

������ �� ����!�������p���$� ��� ��k! ���$�!� �3� �����&k�+��

����� �� ����!� �����.� ����� ����� � � � �� ����� !��5���� " �

������� �3��

m3 �+&������ ����������� ���� � ����������� ���� ����������p���� �p �

��=������ ��k! ���$� ��������� �]o� ����]�� �� ���� �<��!�� 3� ��� ����

�<��!��.� ���� ������� �� ��""����� " � �p � �������"��� �����

������� ������&k������3��

23 ����������]�.��+&�����������&�k!��5���������$��&k������ �� �����

�&k�+�� �3�3.��&k�+0m������&k�+02 3� ��� �����<��!��.��&k�+0m�

��� ���� �������� h� O yz� p������ �&k�+02� �������22h� M yz3�

(����.��&k�+0m�$������������ ��������������������� ��������

������� �.�p�������&k�+02�������������������p���$�����

��<���&k�������!� �3�����&���!����$���$ ����������������

����������� ��������3��

s3 ����������]�.��+&�������������<��&�k!��5���� ������&k�+�3��������

�<��!��.������ ��� ��hH O yz� ������"���" �� ����&k�+0m�����

�&k�+023� (����.� � ��� � ���� ������� ���� ����� !��5���.�

������$������ ��� �3����� ��$�� �����&���!�������$ ���.�����

�+&� ����� �������� ���� &�� ����� ��� ���� ������� ���� �!������

������ �� ���� ��<�� &�k!��5��3� ��� ���� �<��!��.� ���� �����$�

���������"�������!��5���� ��� � ���� ����""�����" ��� �����&k

������3�����" �.������+&����������������������<����k! ���$�

!� ���p�������������]� 3�

t3 ����������]�.������+&���������k! ���$��������" ���k�+0/3�%����

���������������� ������������ �!�����.������+&��!����������

������� ������ p��� ���� ��<�� ������ "� {|L���;���N3� ,���p���.� ��k

�+01� �� �� ����!� ������p���$� ��� ��k! ���$� !� �3� ���� ������ ��

Page 97: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

� ��

����� � � ���������� ���� ��<�� ������� ���p���� ]�� ���� ]�� ����

��������"���������� �$������" ��&k���������������<��!��.�

���� ������� �� ��""����� " � ��� �������"��� ����� ������� �� ��

�&k������ 3��

j3 ��� �������]�.��+&�� ������������&�k!��5���� �����$�������p�

����� ���������� ������&k�+�3���������<��!��.��������&k�+0m�

� � �&k�+02� �������� �� hH� ����� ����"��� ���� � ��� �� hH O yz3�

(����.�������� ������������������������&k������3�

���� �+&� p���� " � �� !���"���� ]tuv� ���� ����� �������� ���� &��

����� ��� �����3� ��� ���� ����.� ����� ���� �����$� ������� �� � ��

��""����� " � �� ���� �&k������.� ���� �+&� ������ ���� ����� ���� ��<��

��k! ���$�!� ���]� 3�

6";��������(������ ���������� ��

��� p�� ����� ������� ���� ���.� (�(k�,�&� �� ���$�k�p��.� ����� ��

������������������$����� � !����������$���������$�� ��� ��3����

!������.� ���� ����� � "� ����� �+� ����������� ���!��� � � ��� ���$��

�����3��������$�� ������ "���� ��������$����� ��������������"�������

���� ���$�� �� ��� �� ���� ������� !���� ���� ��������� ���$�� ����� ����

���$��� ���������������� ����"���3������ �"��� �����������$�k

�p������� ��$�� � � �� ! � � �� ��� �<!������ �� ���� " �� p�$�

������� ��3�

6";"3 #��7���� ��� ��������'��

� ������� ������=� ���� �+&� ����������� ���� {|L���;�N� ���$� ����

�" ��� �� "�cde�����\b]̀ a� "��������k�+3�����{|L���;�N�� ���� ��

����� �� "<��� �����.� ����� ���� ���� ������� �� � ���� �����

�!������ �� ���� ������� �����.� �� ��� � � 5� p� �� �������� ����

���$�� ������ "� �� � ��� ��� ���� $���� ���3� ��� ���� p��.� p�� ����

!�����������! ���������� ������k! ���$�" ���$����� ��.�����

��5���������� ��p������� �! ����� �� �3��

Page 98: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

� /������-�?�������=� � :���� �� � ��� ������� ��� ��k! ��� !��5��.� ��

����5��������$�������3��"�������������� ����""���������� ���� ���

� ����! ���� �����! �������������������!�� ��3������������.�����

�+&����$������������������" �������k! ���$�� ������&k�������

����3��

6";"4 �(��������� ��������'��

� ,�����-�?�������=������&k�+������5�� ����������$������������

���������!��5�����""����� ���� �������p������� �!���!����

�� �����&k������3� �"� �������$�� ����� p��������� ������ � ����

��""��������!��.������������� �����!�� ��3������&k�+��p������

������!����������$�������k! ���$3�

� /������-�?�������=� ���� �&k������� � ��� �� ��!� ���� "� ����� ��

�� �$�� ���� ���p���� ���������� ��k! ���$�3� ���� �+&�

����������� ��=����� ���� &�k!��5��� ��� ��$� � � ���� ��! ���� "�

�����&k�+����� �$������&���!����$���$ ��� 3�

6"? �������(������� ����������� �

��� ��� � � �������.� ��������� ���� � �!��� ���� !�" ������ "� (�(k

�,�&.� p�� ����� ����� !��� ��� �����k����� ,��)��� ������ � �����

�<������� ���� ����� "� �� ! � � �3� ��� ���� " �� p�$� ������� ��.� p��

!���������������� ������!��� �$�p�������������� "� ���<!������3�

6"?"3�-������� �(� ������� �� ��-��7�

��� �� ������ �� � ���.� p�� ������� �� ���� � ! � $�� " � �� ���p 5�

� �����$� "� �� �+&.� @� � ���� �� ��k! ���$� � ��� ���� 8� � ���� �� �&k

�������� ��3����������� ������� �����!�������'$���m3l3��

Page 99: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

0�����6"=�D������� ������� �

���� � ���� �� �� ������ ��� ��� ��!���� ������� ���� �.� p� ���

��""������������������! ��������� p����������m313�)������������

����� ���� �$�� ���� � ���� ! ���� � ��! ��� � � ��k! ���$� ���� �&k

�������� ��.� ��!�������3����������������� "� �������������� ���� ��

���<!��������������" ������v/0w3�( p���.������������ "������&h�

������ ���������� ���.�p���� !������$������""������$$�$������""��

� ����p����������������!������� "�1/0���������lt����.���!�������3�

' � ����! ����.� �� p��� ��5��� �� ���� ���� ������� �������� ����������

�#�������� "����������������v/1.�//w3��

�*�$���6"3�D��+������������������� ��

��

���������������-�� ���

������8��9�

-��7���-�&��8$��9�

���������8!$@�9�

������ �������������

�������(����2������222222222222222L���N� /0� 1/0� t30� ($�� ��k� ���$�

�����������2����2L��N� s0� 1/� 03/2� ($�� ��k� ���$�

�����2��������22222L��N�� r0� lt� 13/� ($�� ��k� ���$�

�����2��22222222222222222L���N� /s0� 1/� 0302r� + ���� �&k�������

�����2����22222222222222L��N�� /s� 1/� 032r� + ���� �&k�������

Page 100: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

���� � �"$��� �� !�������� "� ���� ���p 5� ����� ����� ���������

��� ��$� � � ���� ����� r0/31s3t� �(*k,�&� �!��"��� �� v/mw3� ����

!������������"������������������������� �������r0/31s3t ����� p��

��'$���m3103��

0�����6"35�D��������������"������������-�� �� ���$����5��.�� ������

���5��.������ ��&C����5�����

:��������������������k�+��!�" �������������� ������������

�� �!��5����������� �������� �!��5��������� �����������""� 3����

���� �&k�+�� �������� ��� ���� ��5�� !����� p���� �� � ��� �� �����

�!��5��������� ��� �� ������""� 3�( p���.�p�����������$�� ������ "���

� ��� �� ���� � p� ���� ��� �� .� ���� � ��� ���� �� ! ����� � � ����

������� �� ��������� �� "�!��5��������!��5��� � ������� ���3�

����� !��5���� ����� ����� �� ���� ��""�� �"��� ���� ������ �� ���

� ������� � ��� !��5���3� , � ��.� ���� �+&� ��<���� p���$� ����

�]tuv �" �����! ����" ������� �������k�+�� ��&k�+� ������������ �

Page 101: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

����#����� ����������� "������� �������'�����!����!� ��� ¡\¢¡ �030s�

��3� ' � ���� ��,�� &�� �!����$� ��$ ���.� p�� ���� £�� V DWDF� ����

¤¥� V DWZ�� ����� ������ ������� $��� �$�� �� �$�!��� " � ��$��k� !�

����� ��v1jw3������� ��!����������������������������m3/3�

*�$���6"4�D�(�(k�,�&7�����r0/31s3t-��������!��������

��$���$� ���� ! p�� ��!!��.� p�� ������� ����� ����� � ��� ����

�� ! ����� ��� ���$�� �������� ����� ��!!���� ! p�� ��� �� � �������

���2cde3� ��� ���� ��$���$� "� �� �<!������.� ���� � ���� ����� ��!���

�����������.�� ���#������.�� ����""��������$��" �������� ��3�:��

�"�� � � ���� � ��� �� ��� ���� ������� �����.�p���� �� ���� ��"����� ������

p��������� �������� ����""��������$�������3���������������������.� ���

� ��� ���� ���� ������� ���$�� ���� ���� �� !�" �� ���� ���$��

� �����$� !��� ��3��� �$���������$���������$�! ����.������ ���

� ����������$���� ���� ��� ��������������������$�!��5���3��

�������$��� ��������¦§ta �����$������������!���" �������������

����� � �� ��������� ��� ����!���$� ���� ! p�� � ������� �l̈ v©vd � p���

���� �����!���� �� ���������� �]̈ v©vd 3�%�� ���� ��������.� �������������

���$�� �¦e � ���������������� �������$���������$� ���� �cde �����!����

����������$���������$������]de 3��

������� )����� ������� )����� ������� )�����

,�&�(����� st�����

ª«Q«2]g2f«Q¬�

1/132�5�7��

/2/3l�5�7��

2rs3j�5�7��

lj132�5�7��

lv­� /j��:�

'&�� 1t����� l®­� 13r��:�

�)&��

��������

l0����� l̈ ¯dd°� 03002��:�

l̂ _¯d� 03j1/��:�

�)&��(����� m1����� ]tuv� DWDZ2±²�

�&C� j/����� k³´Qµ³¶2]g2f«Q¬� 1/132�5�7��  ¡\¢¡� DWDZ2±²�

�k! ��� rr����� l·kl2]g2f«Q¬� l13l�5�7��  k¡[b2¡¶³Q� DWF9Z2±²�

Page 102: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

��� ��� � � ��������� ���� ����� � "� ���� (�(k�,�&� ! � � �� ��

���$�� �������$� � ��� ��.� p�� ����� � �������� ������ p��� �""�����

������� "�cde3� ���� ����� ����� �� ����� � � ��������� ���� !�" ������ "�

��! � � �� ���������p 5��� �$�!��3�, � ��.� �� ���� ����������

���� ���$�� !�" ������ "� �� ! ! ���� ! � � �� p�� ���� ���� ���$��

�""�����������v/2w3��

6"?"4��������('������� ��������"��

'$��� m311� !������� ���� (�(k�,�&� � ������� �� �$�!���

!�" ������ �� ���� ����� � �������� �� ��� ������ ���� " �� �����

r0/31s3t� ����� ������� �� ����.� " � �""����� ������� "� cde3� ����

� ������� �� �$�!��� "� ���� ���p 5� �� ��"���� ��� ���� !������$�� "�

�������"����� ���������� ����� !��5���� ������ ��� ���� � ���� �� ���� "�

$�������������!��5���3�������������"$��.�p�� �����������" ��""�����

����� ����� ����� ���� �!��"�� ������ "�cde� ������������� ������<����

�� �$�!��3� ' � �<��!��.� �� ����� "� 2rs3j� 5�7�� ���� lj132� 5�7�.� ����

��<������ �$�!������������" �����������p������������$�����

"�cde V FW92±¸¹²3�( p���.�" ����������cde�����" �������� �������

"�1/132�5�7������/2/3l�5�7��p������������� �����!�� �s2�������j2�

�.� ��!�������3� ��� �� ��� �p ��� � ���$� ���� ����� ����� � "� 2rs3j�

5�7�� ���� lj132� 5�7�� ���!��� ���� $���� �""�����3� ���� "���� ���� ���

�� ������ �<!������ "� p�� � ����� ����� ���� ! � � �� !�" ������ ��

� ������� ��� ���� � �� �� ������� �� ���� ���� ���� �������� )����

& ���$����� � � � �� ��)&� � ������� �� ���3� ��� ���� "$��.� p�� ����

��� � ���� ���� ����$��� �� ���� ����� �� !��� p���� ������ " �� ����

������ �� "� �p � �""����� �������� ������� � ���� ���k! ���$� ���� �&k

������ 3�'$���m31/��� p������� ��������� �$�!���!�" ������!��

� ��� ������ ����cde.� " � ���� ����� ������� �� "� 2rs3j� 5�7�3� ��� ����

�!��"�� ����� .� �� ���� ��� ������� ����� ���� � ���� ������� �! ����

!�" ������ ���""����� ����� ���������� "�cde3���� �������������� " �

� �����k�+�������&k�+�.��������7��$��\b]̀ a������������m31 �������p���

Page 103: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

�#��� �� � �$�7������� cde� ������ �� ��� � � ������� ���� !�����

!�" �����3�

0�����6"33�D�� ����� ���������������� �$�!����������������$��

�������$����.�" �����" �������������� �������C���m.�)��/ �

0�����6"34�D�+ ��������� �$�!���!��� ����������������$��

�������$����������������2rs3j�5�7�.�C���m.�)��/ �

'$���m31m�!��������������$���""������ "������p 5�� �! ���� "�

C�� m� ���� )� �/3� ���� ���$�� �""������ ����� �� ��"���� ��� ���� � ����

�� ���� "� ���"��� ����� �������� � � ���� ��5� ��� ���� � ���� ���$��

� ����!� �3����$���""��������������p������ �$�!�������������

Page 104: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

����p�������$��� ����!� �� ��������3� ��� �����!��"������.� ������

��� ����� ����� ���� ���$�� �""������ �� �! ��$� ��� ���� cde� �������3�

�����������������cde��������.�� �����$�����������������������.�

��� p�$� � �� ����� !��5���� � � ��� ���������3� ���� ��<���� ���$��

�""������ �������� �� 03ll� ,�7n� �cde V 9Wº2±¸¹² .� 132l� ,�7n� �cde V

FWº2±¸¹² .� /31/� ,�7n� �cde V FW92±¸¹² � ���� /3m2� ,�7n� �cde V FW92±¸¹² � " �

����� ����� "� 1/132� 5�7�.� /2/3l� 5�7�.� 2rs3j� 5�7�� ���� lj132� 5�7�.�

��!�������3� � � ����� �� � �� � �!����� !����� " � ���� ���$��

!�" �����.� '$��� m312� ��!���� ���� � ���� ��������� ���$�� ���� ����

�����$� ���$�� ������ ���� ���$�� �������$� ���.� " � ���� " �� �����

������� �� ����3� � ��� ���� � �������� ���� ���� �����$� ���$��

��������������cde��������3����� ������������������ �����������$��

�$��� � �!���� � � ���� ���$�� ����� ��� ���� � ���� ���.� � ���#������.�

�����<������$����������� ��3�

0�����6"36�D����$���""�������������������$���������$����.�" �

����" �������������� �������C���m.�)��/ �

Page 105: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

0�����6"3;�D�� ��������������$����������������$�������������

�������$���������$����.�" �����" �������������� ������������������

�C���m.�)��/ �

'$��� m31s� !������� ���� � ������� �� �$�!��� !�" ������ "� ��

���p 5�� �! ���� "�C�m���k�+������)�1j��&k�+�3�����!��5������k

����� ���� \b]̀ a� "� ��k�+�� ��$�������������m31.������" �.�� p���.�

�""������������ "� \b]̀ a�����!!����� � �����&k�+�3������� �$�!��� "�

���� ���p 5� �� ��"���� ��� ���� �� ���� "� ����� !��5���� �������"�����

���������� p���� �� ������ !� �� "� ���3� �"� p�� ������� ���� \b]̀ a.�

"�p�� !��5���� p��� ��� $�������� �� �� � ��.� ����� ���� ���� �������

���p��������$����� �� "�� ���������!��5�����������3���������!��"��

����� ������ ����� 2rs3j� 5�7�.�cde� �13m� �n7� .� �� ���� ��� ����� ����� ����

�������!�" ������ �� �! ��$���� ���� \b]̀ a� �� �����$� ���������� "�

/s0� ��� ��� �$�!��� �� 100� .� p���� �"��� ���� ������ ���� !�" ������

��������� ���������3����� ������� "� ���� \b]̀ a� �!�������������� "�

���� ������ "� !��5���� � � ��� ���������.� ������ �����$� ���� ���$��

� ����!� �� "������ ��3�

Page 106: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

0����� 6"3?� D�� ���� � ������� ������� �� �$�!��� ������ ���� "� �&k

�+�������������2rs3j�5�7�.�C��m.�)��1j.�cde V 2FW»2±¸¹² �

'$��� m31t� �� p�� ���� � ������� ������� �� �$�!��� ������ ����

������ "� �&k�+�� ���$�$� " �� /� � � 10 .� ���$� �� "<��� ����� ���� "�

2rs3j� 5�7�.� m� ��k�+�� ���� cde V FW»2±¸¹²3� ��� �� ���� ��� ������.� ����

(�(k�,�&� ! � � �� ���� ������� ��� ��� ��� ������� �������

!�" �����.� ����� ���� � ���� ������� �� �$�!��� �� � �� �$�"�������

�""������ p���� ���� ������ "� �&k�+�� �������3� � ����� ������� �����

����� ��������������$�$����������� "���k�+�.�5��!�$�� �����������

������ "� �&k�+�3� ���� ���� ��� �<!������ ��� ���� "���� ����� ���� ����

�������� " � ���� ��k� ���$� ���� ���� �&k������� ��� � ��������� �!������

�� �$�� ���� ������� ���.� ���� !��5��� � ��� ��� "� ���� �&k�+�� ���

������������� ������� �$������&���!����$���$ ���3�

Page 107: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

��

0�����6"3:�D�� ����� ���������������� �$�!��������������� "�

�&k�+��" ��""��������������������2rs3j�5�7�.�C��m.�cde V 2FW»2±¸¹² �

6"?"6��������(���"�#����C54"3?":'������� ����(��7���� ��

� ���������� ���!! ���.�p��� �!�������!�" ������ "�(�(k�,�&�

p������������r0/31s3t���������! � � �3�' �� �!�� �.�p����������

����� ������� �� ���� "� 2rs� 5�7�.� ���� �� !�� ���� � �k���� �� � ���

p�� ��� ��!�"����� "� ���� ����� �������� v/mw3� :�� �� ��� ����

� �"$��� �� �������� �� ""��� ��� �� ���� ! ����� ������� �� �$��

���� � ����� �� p�� p� �&: � � ����� "� &�,�7&�3� ' � ���� � ����

! ��� �+�� p�� p��� ���� ���� &:� ������� ����� � ��! ��� � � ���� ����

! ��� ��� � 0� "� ���� ����� r0/31s3t3� ��� " � ���� �$�� ! ��� �+�� p��

�<����� �p � �""����� �����.� �� ��� � � ��������� ���� ����� r0/31s3t�

!�" ������" ��""�����&:������������! ������"��� �!�� ��p���

(�(k�,�&3� ��� ���� "��� ����� �&����1 .� ����&:�������� "� �������t����

��!� ���.�p��������������� ���������&����/ �����&:�������� "��������

m������������3��������.������ �����������!�� ������ "�2��+�����$��

Page 108: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

! ��� ���� m� �+�� �� � ���� ! ��3� ���� ������ "� � ���� ! ���

�+�� ��$�������� ���������!� � �1r�� ���3����������������!������ � �

� �!�������!�" ������ "� ��! � � ��p������������������� p����

������m3m3����

*�$���6"6�D�(�(k�,�&7�����r0/31s3t������������!�

:�� ������� ����� ����� �+� ! �������� ��� ���$�� �������� �����

��!!����! p�������� ������� ����cde V 2FW»2±¸¹²3�����!�������������

"�cde���� p�� ��! � � ��� ������100���� �$�!������������������!�

"��������p 53�����������" ������������ �� "�����!�" ������ "� ��

! � � �� ��� ���$�� �""������ ���� � ������� �� �$�!��3� ������ ��

������� " � ���� ���$�� �""������ " � � ��� ! � � ��.� (�(k�,�&� ����

����� r0/31s3t.� ��� �� p�� �� '$��� m31j3� ���$�� �""������ " � � ���

������������������������������ "�� pk! ����+��)�$ p�3�' �)�m.�

�������$���""������" ����������r0/31s3t�! � � ���������/3mt�,�7n�

" �&����1��� p�&:������� �����13rs�,�7n�" �&����/���$��&:������� 3�

���� �""������ �� ������� �������� "� ���� �$��� ������ "� �����

� ��� ��� �� &���� 1.� ������� ��� ���� ������� ������� "� &:� � �����

� �!���� � � &���� /3� � ��� '$��� m31j.� p�� ���� ��� � ���� � p� ���� (�(k

�,�&�! � � �� ������� �)�m �������������$���""������ �13rl�,�7n �

� � ����� r0/31s3t� &���� 1.� ���� � p�� ���$�� �""������ ����� �����

r0/31s3t� &���� /3� ( p���.� ��� )� �������.� �� ! � � �� $��������

��!�" ��� �����r0/31s3t.� �$������� "� ����&:������� �3�' �)��1r�

�¼� ��� ����L½�N�

��������L¾���N�

� �����!�� ���W���� �����

¿ÀÁW ÂÃW Ä�F� ¦kÅ2¡\ÅÆb·� 9D� F9D� Ç\ÅÇ� \ªW l³¶¶È´É� k¡[b¹kb�9� f¦¡l\fb]ÊfË2fb]¦� ZD� F9� Ç\ÅÇ� \ªW l³¶¶È´É� k¡[b¹kb�»� Ì·Êʪ2lf¦¡¡Íf¦� ºD� ÎÏ� Ç\ÅÇ� \ªW l³¶¶È´É� k¡[b¹kb�Ð� Ì·Êʪ2¢·ÊÑ� 9Z� F9� Ç\ÅÇ� \ªW l³¶¶È´É� k¡[b¹kb�·� Ƴµ±«¶2lµÈ³µÈQÒ2ÌƲ� ÏZ� F9� ÆÊf[b·� lkW bÓÓ¬²²� k¡[b¹kb�

����� ������� ���������

������������ � #Ô$%� #Ô$�(� ��2Õ� �����2�Ö�×�������!�� Øz2»� º� FÏ� �"#$%&'� ���(���!�� Øz2Ï� 9� º� Ù7JJ� DWDF�

)����*� Øz2D� FÏ� ÏÐ� Ù:J� ���

Page 109: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

����� '$��� m31j .� �� ���� ��� ����� (�(k�,�&� �������� �� $��� "�

�!! <�������/0�������$���""������p�����!����� ������r0/31s3t3��

0�����6"3>�D�(�(k�,�&���3������r0/31s3t-����$���""������

0�����6"3C�D�(�(k�,�&���3������r0/31s3t-�+ ��������� �$�!����

'$��� m31r� �� p�� ���� � ������� �� �$�!��� " � ���� �p � ,�&�

! � � ��3��:������ ������� p�(�(k�,�&����������$����� �$�!���

��� ���������� "��+�� �� ������$.�� �!����� � ���� �p ������� "� ����

����� r0/31s3t3� ) 5�$� ��� )�� 1r.� p�� ���� ���� ����� ���� � �������

Page 110: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

�� �$�!��� "�����(�(k�,�&�! � � �� ��� ��������&����1�����&����

/� "����������r0/31s3t����st������2s�����!�������3�

����!�" ���������������������<!��������<�3���������r0/31s3t.�

����� �� �$�� �$�� ! ��� � ���� ����� �� �$��� ������� � � ������� ����

�����.� ����� ���� ����� ��""�� � ��� ��� p��� ���� � ���� � �$��

! ����+�3�%������� ����.���(�(k�,�&.������$��! ����+��� �

� �� �<!������ !��5��� � ��� ��.� ����� ���� ������� ��������$�

��$ ���� ! ����� ����� p��� � ����� �k"��� ������ ������3� ���5���

� ��� ��� ���� ���� ��5�� !����� �� �$� ���� )� � ���� ! ��� �+�.� ����

���������� ����������������p����� �$������&���!����$���$ ����

�������&k������3��

��� ��� � � �$��$��� ���� ����"��� "� ���� ������� ��������$�

��$ ���� "� ���� (�(k�,�&.� p�� � �!��� ���� � ������� �� �$�!���

!���+� "� ��! � � ��p���&����1� "����������r0/31s3t3��'$���m31l�

�� p�� ���� � ������� �� �$�!��� "� ���� 2� �$�� ! ��� �+�� ���� ����

����$�� � ������� �� �$�!��� " � )�t.� 1/� ���� 1r� �+�� �� � ����

! ��� " � � ��� (�(k�,�&� ���� ����� r0/31s3t3� :�� ���� ���� � p�

�� �$�� ���� ������� ��������� ��$ ���� �� ���� (�(k�,�&� ����

� ��������� �$�!��� "������$��! ����+�������������� �100�3�

%�� ���� � ����.� �� ����� r0/31s3t.� ���� � ������� �� �$�!��� "� ����

�$��! ����+����$����������������������� "�������������������

"�� ��� ������)� �������3���������$��� ������� �� �$�!��� "� ����

� ���� ! ��� �+�� �� ��������� " � � ��� ! � � ��3� ( p���� (�(k

�,�&� ��������������!�" ������p�����!����� ������������3�

Page 111: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

0�����6"3=�D�(�(k�,�&���3������r0/31s3t-�+ ��������� �$�!����!���+��

6": (��7��-������� ��(� ������ ��

��� ���� ���!��.� p���� � ��������� ���� "��� ���� !��� "� ���� �����.� ��

� ���� ����� ! ���$� ,�&� " � :��+�� ! p���� ��� ������ ���$��

�������$� �(�(k�,�& � ���� ����� !�������3� ���� � ������ "� ����

! ! ��������������������������"���,�&�! � � �.�� � ��5� p���$�.�

���$���� " � :��+�� �� ���$�� �������$� � ��� ��3� (�(k�,�&�

�� !��� �p � � ���� "� !��� �.� �� ��� � � ! ���� ! ���

�""������ �� � � ���� ���� � � ���� ���� "��<����� � � ���� ���p 53�

, � ��.� (�(k�,�&� �� ���$�k�p��.� ���!��$� ��� !��� �� � �

����$��� �� ���� ���$�� ��!!��� "� ���� � ���3� �� �$�� �� !�" ������

������� �� "� ��! � � �� " ��""����� ���$���������$� ����.�!��5���

���k����� ����� ���� ���p 5� ���.� p�� ������ ����� (�(k�,�&�

����������� ���!��� ��� !��� �� � � ! ������� ����$��� "� ������

!�������3� ��� ���� ���!��.� p�� ����� ��� � !�������� �� !�" ������

� �!�� �� "�����(�(k�,�&�! � � ��� ����������r0/31s3t��������3�

��� ���� � ���<�.� �� ! � � �� ���� ����� ! ���� � � ��!�" �� ���� �����

r0/31s3t��������� �� ����� "�� ��������� �$�!�������� ���������

Page 112: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

� ��� ��� "� ���$�� �������$3� ��� ���� �.� (�(k�,�&� ��������

�$������$���""������p�������������� "�� ������������$3��

& ������$.� ���� ���!��� ���� !�������� ��� �� ������ ���� ���$��

�""����� ,�&� ������� �� :��+�� ! p���� ��� ���$�� �������$3� ����

��<�� ���!��� !������� ���� ��� ��� ���� � ����� �� "� ���� �����.�

p���� �� ���� ������ "� �� � �� �� ������� � � �! ��� ���� > �� ����

!�" ������ "��+��! p����������$���������$3�

Page 113: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

��$�����7����

v1w� +3'3� ��� ��.� ���� :3h3� ����� �.� b��� ���!���� ���$�� �""����� ,�&�

! � � �� " � ���� ������� � ��� ���� ���p 5�.c� ��� � �����$�� "� ���� 1���

:������ & ������� �.� 4������� ����� � $�.� ��" ��� �� ��� �� ����

�� �!���� {� ����� ��� �������� ����� � $�� �:������ 4���� .� !!3� srjkslm.�

,���/00l3����

v/w�h3�'��$.������3����5�p��.�b� ��,�&-����$���""�������,�k������,�&�

! � � �� " � p������ � ��� ���� ���p 5�.c� ��� � �����$�� "� ���� l���

������� ���� ���! ���� �� & ������� ��� ���� ��" ��� �� ����� � $��

���&�� .�!!312ssk12sl.���!������/00l3�

vmw� (3� ).� ���� n3� ���.� b(�������k����� ,����k������� & �� �� " � � ���

���� � +��p 5�.c� ����� ������� ��� �� ��" ��� �� ����� � $�� ��

� ������.�� �312.�� 31.�!!322ks1.�n������/0103�

v2w� ,3�3� �����.� +3� �����.� ,3� &� p����.� �3� �����.� ���� C3� Cp�5.� b�� ! p��

�""�����,�&�! � � ��" �p������� ����������p 5�.c���������n ����� ��

:������& ������� �������+��p 5�$3�� -10311rt71trjk12llk/01/kmm.�

'������/01/3��

�vsw� n3� � �����.� n3�(��.� �����3�&����.� b4������� � p�! p�������������� " �

p������ ���� � ���p 5�.c� ��� � �����$�� "� ���� /��� �&,� ������� ����

& �"������ �����������+��p 5������� ��������� ��&,������� .�!!3�lsk

10j.�+ ������/0023�

vtw�,3��������.�h343�*��.��3������ �.������3�(��.�buk,�&-����� ��!�������

,�&�! � � ��" �����k�������p���������� ����p 5�.c����� �����$�� "�����

2��� �&,� ������� ���� & �"������ �� ��������� +��p 5��� ���� � ��������

��&,������� .�!!3�m0jkm/0.�+ ������/00t3��

vjw� �3� ��k( ��� ���� nk�� ��� �$��.� b:��,�&-� ��� ����� � p� ! p�� ,�&�

! � � �� " � ���� � p���5� "� �"��������� p������ ���� � ���p 5�.c� ���

� �����$� "� ���� l��� ������� ���� ���! ���� �� & �!����� ����

& ������� ������&& .�� �31.�!!3�/22k/s1.�n����/0023�

vrw�y$���3�:���!�$�3�/01mk1/k1/3����!-77ppp3�$���3 $�

vlw��3�%���.�)3��� �� .�����&3�4�5 �5�.�b�""������ p��,���$������������

�������������>����$�,�&�" �:���������� �+��p 5�.c����� �����$��

Page 114: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

���

"� ���� ����� ts��� 4������� ����� � $�� & �"������ �4�& .� !!310s.10l.� �!��

/00j3�

v10w��3�*��.��k�3�* .��3�C�.������3�C�.� b%�k,�&-����%�k�������,�&�

� � � ��" �� ������� �+��p 5�������� �������r0/31s32.c����� �����$�� "�

���� ����� 12��� ������� ���� & �"������ �� ��������� ���� ����k����

& �!���$��������������!!���� ������&�� .�!!321mk2/0.���$����/00r3��

v11w� �3� ������ ���� � �3� �5��.� b, ����$� ���� �������� "� ���$�� �������$�

� ���� �� � ��� ���� � ���p 5�.c� ��� � �����$�� "� ,������ ������� ����

� ���� �.�/00r3�����k,����/00r.�!!31js.1jr.�1km�n����/00r3��

v1/w�n3�4�����.�����C3�&� p����.� � b,�5 ��� ����$� "����$���������$�

� ������� �+��p 5�.c� ���� �����$�� �����//��� ������� �������! ����

�� ��� ���� ��� � ���� , ���� ��� � & ������� ��� ���,�& .� /011.�

!!3/1tr./1j/.�11k12���!������/0113�

v1mw� �3� ������ ���� �3� �5��� .� b���$�� �""����� ������� �� �����$��� " �

� ��� ���� � +��p 5�� p��� ���$�� (������$.c� ����� ������� ��� ��

n ����� "��& ������� ��.�� �3sr.�� 3j.�!!3/11t./1/t.�n����/0103�

�v12w�*3�(�.�:3�y�������)3�h���.� b%!�������� ������� ��� �� " ���������

(������ , �� �$� �������� p��� � ��� ���� � +��p 5�.c� n ����� "� �����

������� ��� �� , ���� & �!���$.� � �310.� � 311.� !!31ssrk1sjs.� + ������

/0113�

v1sw� *3� (�.� :3� y��.� ���� )3� h���.� b%!����� � ���� ���� ��� ��� �� �� � ���

���� � +��p 5�� p��� ���$�� �������$.c� ��� � �����$�� "� /011� �����

������� ����& �"������ ��,�������������<! ���&,� .�!!31kt.�11k1s�n����

/0113�

v1tw�y3�3���.�:3C3h3�����.�����(k�����.�b�������� "�,�&���������" �p������

���� ����p 5��! p�����������������$���������$.c����� �����$�� "�����

2����������������� ����& �"������ ��:���������������:�&%+�80r .�� 3jr.�

!!3�1kl.�+ ������/00r3�

v1jw� y3� �3� ��.� (k�.� ���� :3C3h3� ����3� b���$�� ���� !�" ������ �������� "�

,�&� �������� " � :������ ���� � +��p 5�� � p���� ��� ������� ���$��

(������$.c� n ����� "� ��� ( �� +��p 5�.� � �3l.� � 3m.� !!3m00km/m.� ��$����

/0113�

Page 115: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

v1rw� y3�3� ��.� ���� (k�� ���.� b� �������� ! ���$� " � ����k� !� ���$��

�������$� p������ ���� � ���p 5�.c� ����� ������� ���� & �"������ ��

& ������� �����&& .�!!3/j1k/js.�n����/01/3�

v1lw�n3�C���.�����,3�*���.�b&��!���m1-�:������� �������+��p 5��:��+ �

" � ,������ �!!���� ��.� +�p� ����� !������ �� � ������� ��$����$.c�

� ���� � &��! � � ���3 .� !!3� sl1kt/j.� /010.� ������.� �%�-� 103sjj/7jslr3�

��������� %�k���-���!-77ppp3����� !��3� �7� 5�7��pk����� !�����k�k

� ������k��$����$7p�����k� ��k���k���p 5kp���k" k������k

�!!���� ��3���������-��1m7117/01m3�

v/0w�n3�C���.�,3�*���.�����'3�C���.� b��" ������������� �� "���p������

� ������� ���� ����p 5� " � �� ���!������� �� �$.� c� ���� �����$�� "�

���� m0��� ������� ���� & �"������ "� ���� ����� ��$����$� �� ,������ ����

� � $��� ����������k�,�� .�!!31/ttz1/tl.���$����/00r3�

v/1w� 110jm� ��%7����� ����3� �/00r 3� (������ �" ������ � &� ������� ������

� ������� �.� ���� 00101-� $���z$�������� " � ���� ���� "� �'� p������

����� � $���!!3�/sk/j 3�������p��-�����3���

v//w� �3� &���.� ���� �3� � �!�.� b������� �� "� ������� 4���� �$��� ���$�

:������ � ��� ���� +��p 5�.c� n ����� "� , ���� +��p 5�� ���� �!!���� �.�

� �3�1t.�� 3�t.�!!3�ttmktr/.���������/0113��

v/mw�r0/31s3�txk/01/����������3��/01/ 3����������" �� ����������� ! �����

�������p 5�-�����1s3t-�:������� �������+��p 5�3��

v/2w� 43� � � !��.� ���� �3(3� ,��$.� b���k!�k= ���� ��!����� "� ���$�k������

p������ ���p 5�.c� ��� ! �����$�� "� ����� ������� ��� �� :������

& ������� ��.�� �3�t.�� 3�m�!!3�rsjzrts.�����/00j3�

Page 116: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

(���*���;����

/,<-��)=� *��� � /�?��-��)� ��� ����)���������,������<����� ����12��

�!;������������7����������������� ��������� ����� ������� &��

�����1���

(� � ��

;"3� # ������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������

;"4����-��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

;"6� �����<�-�������� ����� ������������������������������������������������������������

���������23m31��(�,-�� p�k�(��p���,���$�����������������������������������������������������������������

���������23m3/��>�&-������>������p���& �� ����������������������������������������������������������������� ��

���������23m3m�����-����5����$$�$�� 7��������$�����������������������������������������������������

;";�������<�-������� ����������� ����������������������������������������������������������������������

��������23231������� ��& ������ ����������!���������������������������������������������������������������

��������2323/������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������

;"?���(��7��-������� ��(� ������ ��������������������������������������������������������������������

��$�����7��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

Page 117: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

� ��

;"3�# ������ �

���� ���� "� �� :��+� ����� p 5�� �� ����$�� p��� ���� ������ � ��� ��

������! ���$3�( p���.� ������� ������ ����������� ��5��� �� �

��� ����� ���������������!������������ "�> ����(�(k:��+�3�( � ��

v1.� /w� � �������� ������� �� ��� ���� �""���� "� ���$�� �������$� �� ����

> �������k����:�+���� ! ���$�� �������p������$���������$�

�����#��������������� �� ���3����� �������������������������������

���p 5q�� �"����� ���� ��� �<������� �� �$�� ���� ���� "� ���$��

�������$.� ���� ���� ���� � ��� ��� ���� � ��� "� > �� ��3$3.� �� �$�!��.�

�����.� !��5��� � ��.� ��� � ��$���� �3� ��������� ��� ��3� vmw� !�" ����

�������� ������������ �� ���� ����� #������ "� � ����! p���� ��� � ���

���$���������$����� ���� ������3��������� �! ����� ��������

���� ��$���� �� �� ���� �� �$�!��� �� :�+�� ! p���� ��� ���$��

�������$���!���������� ���������p���$����� "����������������

#����.������������ "��������$������ �3���$���$������������� "�����

�����#����.��������� ��$��$���������� ����!����� ����������������

���.� ���� ������ ���� ���� ���� p���$� ���3� ��� ���� ����� �����.� � ���

���� �������$� "����� p��� �� p�.� ����� ��-� � ���� ���$�� !�� ����� ��

� p��" ��$�������������� �!����� �� p�����������.� �����#�����

�������� �� �����$�����! ������p����������������$������ " �� p�$�

��� �<! ������� ������ �3� n ��!�� ��� ��3� v2w� " ������ �� ������$�

�� �$�!��� ���� �������$� ���� ����� #����� �� �$�� ���� ����� !�����

�����!�������� �� "� !���������!kp�5��! �����" ����$���������$�

���� �� ���3�4�� ����! ���.� ������$ ������� "��"����������� p�$� ����

� ���� �����!���� ����� �������� !�� ���$��������!��5���3�*��$�����

���5���vsw������ !��� !����� ""k������������$�! ������ �����������

���� ��� p���� ���� !��5���� ��� �������� � � ���� ��5.� �� �� ��$��k����

:�+���������������� �������� ��� ���������������$�������3�� �

������� ���� $ ��.� ���� ������� �� ���� �� ���!���� � � ���� ��""�� � ���

���� ��������� ���$�3� ���!��$� ���� !��� �� "� ���� � ���� � � ����

���� ��� "� ���� ���$�� ������ ! ����� �! ����� ����"��� �� ���$��

�������$� �������3� C����� ���� ,����� vtw� ! ! ���� �� ������� ��

Page 118: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

������� " � ��� ���$�� �������$� � ��� ����� �������� ��� ����$��

�� �$�!��� �� ��� � � ���� !����� ���������� �����3� � ��� ���� ! ! ����

������.������ ������� �����p�������p������!�k�!��"������� "��������

����������������=��������! p����!����$� �������������$����������

���$�� �����3� ,����� vjw� ����� !��� ��� !����� ������� �� ������.�

" ������ �� ! p�� ����$������ ���� ����� ���� ��<���� �� " � :�+k

(���3� 4�� ���� ������� �� ������.� �!!���� � � ! p�k� �� �����

� ������������������������$���"<���� ����� ������� ��$�������.�

��!�������������� �$�!����������$��������3�%���������3�vrw�! ! ����

���!����������� ��! ������� ���� ���<������������$��������

"����� ���������������$����� ���p�������!��"�� ���3��������$��

����$������ �!! ���� �� ����� � � ���!�� � � ���� ��� �� ���$�� ������

����� ���� ����������"������� ��3�

���� !�!��� ����� �� ��� ������ � p� � ��� ���� �� ������� ����

! ������ �� ������ ��� ���$�� �������$� �� :�+�3� ��� ���� ������

�������.� p�� ���� "��� �� ��� �������$� �!! �����.� �3$3.� ����

�!!���� �� "� $���� ��� �� � � !�" �� ��� ���$�k�p��� ������� ��

� �� �� �� :�+k(���� vlw.� ���� �� ! p�� ����$�� p��� �� � ! � ����

����$����������� ���� � � �� ���� ������������� ����� ��� � � !����� ��

�+%������� v10w3�( p���.� ����> �� �#������������ �����$���� ��

����:��+��� �!����� ����� ����:�+��v11.�1/w3�' ����> ��! ��� "�

��p.� C�������� ��� ��3� v1mw� �<!������ ����� ���� :��+�� !��!����� �����

���$��������������!��5��� � ��� �#�������3� ��� ��� � �! ����> ��

$��������� �� :��+.� ���� ���� �� �� v1mw� ! ! ���� �� �""���������

��""��������������$�������������� ��!������q�����������"��� ������

! ���� ����� ��$�� � ����������������������������3������#���

��� ��3� v12w� ! ! ���� �� ����k������ ����k �=������ > �k�p��� ���$�

��,> � �! � � ��" �:��+�3�����! � � ���������� ��� ��������$��

��������������� ������ "�"���� �����-������������!��5��������"�.�

������ � �� �.� �������� � �� �.� ���$�k�p��� $� $�!��� ���$.� ����

> �k�p��� #����$� ���� ��������$� � �����3� �,> �� ��������� > ��

������ " � ����� !� :��+�.� " ����$� �� ���� ��������� ������ ����

Page 119: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

�������3� )��$� ���� ������$���� v1sw� ! ! ���� �� � ���� > �k�p���

���$� ������ "���p 5� " � :��+�3� ���� ���$� ������ ! �����

! ����� ���$����������������!��"��> ����!! �3����$�����.�����

> �� ���� ���� p 5�$� �#�������� "� �� �+� ��!���� �� ���� !�����q��

�������� ��� ��.�������������!!���� �.����p�����������������������

"������ ������������3���� ���� �������������$����> ���#����������

:��+�.� ����� ���� �� ����� ���$���� ���� �!��������� ��p�

�����#���3�(�����! �������3� v1tw�! ! ��������p����� �� " � ���$�

���$� �� $������ ��$ ���� �� ��� � � �! ��� ���� �������� ���� ����

��������:��+�3��� �������3�v1jw�! ! ������$� ���� ���$�p������ ����

��5�� ��� "���� �.����$����� ������������$��� ����!� ���� �������

:��+� �� ��� � � ������� ���� ���p 5q�� �"����3� %���� ��� ��3� v1rw�

���$���� ���� �!��������� �� � ���� > �� "����k���k������ � ��k�����

��������$� ��$ ���� " � :��+�3� ���� �=������ "� ���� �!��"��

��������$���$ ������� �$�����������������!��5�������������p�����

�!��"�� ��k� k����� ���� � ���� p���� !������� �������� ����.�

p�� ��������$��$�������������"�3��

���p�������!�� ���������.������������������������������p 5��

�������������������������� �> ��$�����������:��+�3�( p���.�����

�������� ���5��!�!��� ������������ ������ ������� � � ����$�������� "�

> ����(�(k:��+�3������������5���v1lw�� ����������� ����$�����

�������� "��+�! p����������$���������$���:��+�3��������!�!�.�

�������� ��! ������������������ ���������� �����p k������,�5 ��

����.� ����� ���$����� � ����� " � ���$�� �������$� ���� ��""��

$����� �3������" ����� ������������" ������ ��"���$���������$��

! ������������������������ ����������� ������������3�3.�� �������� .�

���� � � ���� ���5� "� ��""����� ���$�� �� ���� �+3� ���� ������� �������

�� p��������� ������� ���!����p������������$�����������! p�.�����

����$����""����������������<�������������!����3����v/0w.����������

���� �� ��������� ���� ! ����� "� ����� !�$� ���$�� �""�����

������� �� �����$��� �� (�(k:��+�3� ��� !������.� ���� ���� ��

" ������������! ���������! ! ������������� �������$�������� ��

Page 120: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

��,�5 ������ ��! ����.�p������������ �! ! ����p � ���������$���

������ ��������$���������$������$$������! ����3� ��� ��� � � � ���

���� ������ �� ���� "� ! ������ ������.� ���� ���� ��� ��5��� ��� �� ���

�����$��� ��� ������ �� ���� ������ ���$�� ������ "� ���� �+.� ����

����$�$�������.����p�����������������$����� ��! ����3�4����������

&� p�����v/1w��<����������������������� �����������������5���

v1l.� /0w� ��� ! ! ��$� �� ����!��� � ��� ,�5 �� � ���� " � ���$��

�������$����� ���,�C��� ��������� p������ ������������� ������(�(k

:��+�� � ������������" ��! �����!�" �����������3�(�������3���� �

�<������� ���� �� ��� ������� ������ �� ,�5 �� � ���.� ��� ! ! ���

���������� � ��� ��� " � ���� !����� � ���� ���� v//w� ���� �� ����

��� ��� �� v/mw� � � ! ���� > �� $�������� � � ����� ������� �� �$�� ����

(�(k:��+�3���������$ ��� "�����! ! ���� !����� ������������� �

! ���� �� ����������� > �� ����� $��������� � p� ������ ���� � p� !��5���

� ��� � � ��������3� ���� ������ ����� p 5�� �� p� ���� !��� ��

��$���� �� ��� ���� � ���� ���� � � ���� ���$�� �������$.� � �� ���� ��

!��5���������� ��������� ������������������� �3����������#����

� ��� �� ������ ���� "����$���������� �������� ��! �� ������� ����

��������!����� �������� ���� "������ �����������$������$����!� �� "�

���3� ������ �� ���� �� ��.� ���� ���� �������$�� � � ��� "����� ��� �� �+�

! p����������������$���������$���� �����������"���� ������ "�

�������$�������������$�� �����3��

��� ���� ����� � ���<�.� ���� ���!��� �� ������ �� � p�k> �� � �� ��

������� ���(k> � .� ���$���� " � �+�� !������ ��� ������ ���$��

�������$3� ��(k> �� �� ��� �+%� ��!��� ��$ ���.� ����� !��� " �

! ���$� ���� ����� ! ������ > �� ����� ���$�� �������$� � ��� ��3�

%��� ����� �������������������" �� p�$-��

13 ��(k> �� ��������� ���� ! !�� �+q�� !��� �� ���� ���� > ��

�#�������� ��� ��$� � � ���� ���$�� �������$� ���� �� ����

��������� �����3��!��"�����.�����! ! ������$ ��������

���� " �� p�$� ����-� � �� ! � ���� ���� �+q�� ������ � � �������

������� �� ���� � ���$���� � �� �$�� ! p�k�p���

Page 121: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

����$������ ������ �� �+%.� � �� !������� ���� ������ �� "�

���� ����� !��5��� #����� ���� �������� ���� ������� ������� "�

�����" ��� ���� ������������$� ���!��5���������!����$�

���� ����� #����.� ���� � �� ��5��� ��� !����� ���� "� ����

���$�� ��������� " � ����� � ������� �� �� �$�� �� !��5���

�$$�$�� �� ������� �� ��� � � ��<���� ���� �� �$�!���

��������$���������$�� ��� ��3�

/3 :�� ��������� ��� �<������� ������ ��� ���� �� �$�!��� ����

���� > �� ������ �� �� ��!���� �+� p��� ��(k> �� ���� p��

� �!��������p������������������ ������������������$��

�������$�� ��� ��.�p����������(k> ����� ���!!���3���

����������� "��������!����� $���������" �� p�3�������� ��23/.�

p�� !������ ���� ������� � ���3� ���� �� 23m� �� ������ ���� ��(k> ��

� �� �� ������3� ��� ���� �� 232.� p�� ��������� ���� !�" ������ "� ��(k

> �� ��� �<������� ������ ��3� '�����.� ���� �� 23s� � �������� ����

���!��3����

;"4�-������������

�����+q��������������������� �������:��+�� ! � $�������!�����

�� '$��� 2313� :�� �� !�� �� (�����k�� �k���� ���������� ����� ���� ��

/313/ .���������:��+���� �"$����������� ! � $�.�������$�����$���

�+3� ��� ��� � � ������� �� ������� � ���.� p�� ����� �� ���� ����

������������������ ������������� � $������������� pk! p��v/2.�

/sw���������k� p�! p��v/tw�p������� ������$���" �:��+�3�:�������

�� ����������!���!��� ��������$���� �$������������ ���������"���

�����! ����� ��������������������� ��/313/ .��3$3.�������������$������

�����$�� p��� "����� ���� ����� �������3� ��� ��� ���� ����� ����� ����

� �������� ���$�� �<!� ��� �� �� �� 5��� "��� � ����� p��� �������� ����

�� ��� !��� �� "� �� � ��3� ' � ���� ��� �.� p�� ������� ���� ���$��

����$����������������! ! ������v/jw�" �� �����������������$�

��!���!��� � " ����$���� �$�3����� ���$������$������ ���$�����

�������,�& �� ������ "����p�����k��!��� ��&k�&�� �������p����

Page 122: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

� ������ �� � ���� "� ����� ������ ��& � " �� ��� � ���$�� ������ � �

�� ��� .� �� 2� �:� ����$�!� � ���$�� �"�����.� �� �$�k�""������ ���"��

�� � ��� p� ����$�$� "� ���� ��!��� � ���5 .� ���� �� �p���� ���<� ����

�$���� � �� �� ������ �� � $ ���� ���� ����5�$� ���� ������5�$� "� ����

��!���!��� � � v/jw3��� �$���������� "��,�&.�� �������lr�� "�����

�� ������$������������������ " ����3���$���$� ���� ��������.� ����

���� � ���� ���� ����.� ���� ��������� �� � ������ ��� �� 13l� �n7�� /32�

h(�� ,���k�������� ������ ��� ) p� ���$�7y$���7����r0/31s3t �

���������" ���� ���7� ��k����+��p 5��v/rw.�p������������ �����

���� ����� ��� � ������ ������ �� �� m0� �:� ���� $� �$���� ! ���� �

���$����� ����� " � � ������� �$���� � �� �$� v/lw3� ������

� �! ������p����� ������������ "����� � p�! p��� ����!� ������

$ ����������" �:��+�3�

0�����;"3�D��+q����������������:��+�� ! � $�-��������� ����

Page 123: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

��� �� � ���.� ���� �+&� �� ���� ��5� ��! ������ " � �����$� �!� ����

:��+������ ������$������" ��� ��������������������+3�:���������

����� ���� �+&� �� �� ����!� ��� ����� ���� �$��� ! �����$� ��!�������

����� ���� �+3� ���� ����� � ������� �� ���p���� ���� �+&� ���� ���� �+�

��5���!�������� ���� ��k! ���$��������� ��� "� ����(�(k�,�&�! � � ��

����� ���� �� m3m31 3� � :�� � ����� ����� �� �+&� ������� �<������ ! p��

��!!��.� ���� ���� �+� ���� ��� ���$�� �������� ����� � � ������� �� ��

� �����������T<U2��������$������������������������ ��3���� ���� �

� ���� �� � �� ������� ����� .� p�� p��� �� !�� ���� ����22�Ú{;�� ����

!��5��� ���� �Û=Ü5 � ��� �� vm0w� " � ���� ������ $����� �3� ��� �� �����.� p��

� ����� ����� ���� �+q�� ! p�� � ����!� �� �� ������ �� � �p � ����

!���-� ���� ������ �� ! p�� � ����!� �� �zJK5 � ���� ���� ������� ��

! p��� ����!� ���z56 3���������zJK522������������! p��� ����!� ��

�������� ������ �����+q�� !��� ���3�3.�,&�.���&.����� ��������k

�� 3�%������ ��������.���������z56� ������������! p��� ����!� ��

������� � � ���� ����� ������ "� ���� ��������� �3�3.� ����� � ������� ��

! ���� 3�

;"6������<�-�������� ����� ���������

������(k> �����<���������������� ���������:��+3���������$ ��� "�

������������ ����!�������+q��!�" ������� �����$����!�������

"������.�! p����!!�������> ���#�������3�� ������������$ ��.� ��

���������� ������������������k� �����-� � ����� p�k�(��p���

,���$��������(�, .� ����������>������p���& �� ����>�& ����� �

�������5����$$�$�� 7��������$������������� 3�'$���23/��� p������

������� ���!� "���������������k��$ ������������+q�� !��� �3����

�� ���� ��� ����.� ���� �+q�� !��� �� �� ���!���� ��� ��$� � � ����

������������ ���� �#�������� "� ����� � ��.� ��� p���� ��� �� ����

��!��������������!!���� �3��

Page 124: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

0�����;"4�D��������� �� "�������(k> �� !��� ���

��� ���� ��(k> �� � �� �� ������.� ���� �(�,� ���k� ����� ����.�

����������.���������$����������$���#����� ����� �����������5������

��������!�" ���.������5��!�$������ ������+%������������ �� ������

���������$��� ����!� �� "�����������3��>�&����k� ��������������

�" ��� ���� ��������������������������#�������� "������ �����

��� � � ������� �������"����������#������.�������$������!��5����

���������� � ��� ���� �������������� �3�3.� ��� "���������� 3�'�����.� ����

��������k� ���������������� ���� "�! p�����������" �������� ��

��" ��� �� " �� ���� �(�,� ���k� ���� � ���� ���� �� ���� "� �����

�� ��� �� ���� #����� ��" ��� �� " �� ���� �>�&� ���k� ���� � � �

������� ���� ��<���� ������ "� ! ������ !��5��� " � ����� �����

� ������� ��! ����3��������" �� p�$����� ��.�p��! ���������������

"���������k� ���������������!������ !��� ��3�

Page 125: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

;"6"3�����'���������������� ����� ��

���� ���k� ����� �������� ���� ������ �� ���� $��������� ���� !�����

���� "� ���$�� � �������� " �� ���� ������ ��� �����3� ���� ���$��

����$������ �� �� 5��� � � ������� ����!������ !�" ������ �� ���$��

�������$� � ��� ��3� �(�,� !�" ��� ! p�� ����$������ ���$� ����

�+q�� ! p�� � ����!� �� �" ��� �3� ���� !��� �� "� �� �+� ������

� ������ "��p ����5�-������� ������������� �3��+q���� �� �������

����� � �� ���$�� � �!���� � � ���� ������ � �ÝÞ62 MM ÝJK52 3� ���� ���$��

�������$�! ������""������������p ����5�.����������� ���������������

�� �$�� ���$�� � � ���� ��� ��� p 5� ! !���3� ��� :��+�.� ���� �+q��

������ � � ������� ������� �� ���� ����� �! ����� ��� ���� ������� ��

"���� �3��"������������� ����������.������ ��! ������� �5� p�p������

���� �� �� � ���� � ��� ���� ������ �3�3.� ����� � ������ ����� 3� ����

!�! ��� "��(�,����k� ����� �� � � ��� � �5��!� ����� ��� ���+%�������

�����������$ �������� ���""�����3����������� � �""������ ��Kßß � ��

$������-�

�Kßß VÞ>57?2Ià:áKâ2>ß2KãKI542JK5K85KJL5N

Þ>57?2Ià:áKâ2>ß2KãKI542>88àââKJL5N (4.1)

��� ��� �� ��������.�����! p������$������������� ����������

�(�,����k� �������!����$� ���������$���������$�� ��� ��3������

�(�,� ���k� ����� ����� '$��� 23m .�p�� ���� ���� !��!���� "� �+%� �����

���� �� /313s31 � � � ��� � � ������� �� $ �� !�" ������ "� ���� ������ �

��+q������"���� � 3�

���� ������ "� ���$�� �� ��� �� ���� ������� �Ì?KãK?N� ��!����� �� ����

���$������������Ý<UN�" ��������������� �����.�� �p������-��

Ì?KãK?L3N V Ì?KãK?L3 � FN p2Ý<U����������������������������23/ �

������.�Ý<U���!����� ������C�(��������������{<UN.�p�����������

�<!���������" �� p�-�

2Ý<U V ä cde VÞåæ�

2cde s {<U��������������������ç {<U 2è CDEéN�����������23m �

Page 126: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

0�����;"6�D��(�,����k� �������$ �����

����(�,.����$���������������������� �5��!����������� � !����$�

! !�����3�3.��+q�������� �%+.�p���2Ì?KãK? � 2ÝJK52 3�� ������������$ ��.�

������$ ����� �� ��������+q��! p��� ����!� �������� �������� ���

���$�� �����3� ���� ������� �� ���� ��� !�" ���� p���� ���� ������q��

���$�� ������ ������2Ì?KãK? � 2ÝJK52 p2ÝÞ62� ��+q�� ��������� %+ .� p����

ÝJK522�� ���� �� ���� "� ���$�� �#���� � � ������� ���� "���� �� "�

������ ���������������ÝÞ62��������� ���� "����$���#����� �!�" ��

���������� ������� ��! ����� "� 2�ê>7J32�ê>7J2������������ "���)'� � �

��� ���������� " � ����� ����� � ������� �� ! ����322�ê>7J� ��

�����������p����������!� "��>�&�������������k� �����3�, � ��.�ÝÞë�

�������������p����������!� "���������k� ����3

Page 127: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�� ��

;"6"4��<�('�����<����������(� ��

����� ���� �� ���� "� ���� ��������� ���$�� ��!����� �� ���� ��$������

���� ���� ���������� "� ���� ���$�� �������$� � ���.� ����� !��5���� ����

������� ���" ���� �$�������" ������������� �3�����������p �

��= � �����~� ���� "��� �� ������� � � ���� ������ �� "� ���� ����� #����.�

���������� ���������"������ �$����!����3�%��������� ��������������

�����<������!����� "�������� �$�.� ������� ���������� � � �� �� ����

��<�� ������� ��������� ���.� � ���#������.� ������ !��5���� ��� � ��3� ����

��� ��� ! ����� �� ������� � � ���� � ��� "� ������� "� ���� ����� �� ��3� ���

���� � ��� �.� ���� �� ��� ����� ���� � ��� ���� ������� �! ������

�������� "� ���� p���$� ���� ��3$3.� �� � �� �$� ����� �$��.� �� � ���

�����.� ��� ����� � ��� ���� ������ �� ���� !������� "� � ��� ������ ���� 3�

�>�&� �� �� ���k� ����� ���$���� � � � �� �� ���� ����� #����� ���� �����

p��� ������ ! �����3� �>�&� ���k� ����� !�" ��� �p � ���� ���5�-� �

!����������������� ��� ��"� p � "�����#�����p������! ���������.�

���� ���� p����������������������� ������ ��3��

�������k� �����!�" �������!��5��������������!����� "����������

#����������'$���232 ����$������" ��� �� "���<������� p������k

� k���� ������ ��Ûì:76N� ���� ��<���� �� �$�� ��!����� �¡k:76 3� �Ûì:76�

��!����� �� �����+q���!!���� ���#������������¡k:76� ����!�������

����� �� "������+q�����p��3��>�&�� ���������� �� ������p���$�

����� "� ����� ����� !��5��� �{=Ü5 � ���� ���� ������ "� !��5���� �� ���

�ªí?KãK?N3����������� "�{=Ü5������� ���<�����������<����p���$�����

�� ���� #����� �{î:76N.� ���p��� ���� ����� !��5��� �� �������� � � �������

�!���� �� ����#����3���������!��5������������!��5���� ���������������

� ��������! ������ �������������������� ���5���!����" ������������

!��5���3�{î:76����������������-�

{î:76 V 2�Ûì:76 � {Þë�.�������������������������������������232 �

p����{Þë������������������" ����������� ������� ��! �����������

�����������������������k� ����3�

Page 128: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

��� �

0�����;";�D��>�&����k� �������$ �����

;"6"6���--'����!���������@-������� ��-������

��� �+�� !������ ��� ������.� ���� ����� !��5���� ���� ��� ���������� ���

� �� ��� ����� ��� $�������3� %�� ���� ���� ����.� �� �+�� !������ ���

���$�� �������$.� ����� ������� �� ���� ��� ������� p���� ���� � ���

������������ �� �$�� ���$�� � � � � �3� /#))� �� �� ���k� ����� ����� ����

����� ���$���� � � !����� ���� ����� ������� �� �� ���$�� �������$�

� ��� ��� ����� '$��� 23s 3� ���� ���� �=������ "� ���� ��$ ���� �� � �

����� ���� ��<���� ������ "� ����� !��5���� ��� �$� ���� �+q��

������� ��! ������� � " � ����� ������� �3�/#))������ ����,�&�

! � � ���" ��� ��" ������������� �� "2ÝÞ623��

Page 129: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

0�����;"?�D���������k� �������$ ����

'$��� 23t� �� p�� ���� �������� "� ���� ����� r0/31s3t� ����� "����

vm1w3� ��� ���� p��.� ������� !��5���� ���� ��� ���������� ���$� ���� �����

� �� �� "����� ���!����$� �� ���� �!!���� ! � � � 3� ���� �$$�$�� ��

!��5��������������������ê>7J 3����������� "��������� "��ê>7J��!����

��� ������� "� ���� �� ���� "� �#���2ÝÞ623��ê>7J� ��!����� �� ���� �+q��

���$���� � ��� ��� �3�3.2Ì?KãK? � ���� ���� ������� "� ���� ����� #����� �3�3.�

ªí?KãK? 3� ����.� ���� ������ "��ê>7J� �� �������� ���!���� � � ���� C�(� ����

��������������������� ��3�

Page 130: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

0�����;":�D��������� �� "������r0/31s3t������"������������

;";�����<�-������� ����������� ��

;";"3�-������� �(� ������� �� ��-��7��

:������������ !�����������k�����,��)��������� �������!��������

�� ��$ ���� �� �� ��!��� (�(k:��+3� :�� � ����� �� (�(k:��+�

" ���� ��� ��� �+&� ���� ��� �+3� :�� ������� ����� ���� �+&� ���� � �

���$���� ��$��! ������ �����������<������! p����!!�� .�p���� ����

�+� �� � �������� � � ��� ���$�� �������3� ���$�� �������� ��!!����

���$��� ������ ��������� �����������C�(3������+��� ����������������

���$�� ��������$��������!���!��� 3������ ���p��������� ����" �

�� ������ �� �� ���� �&h� � ��3� ������� ��������� ��� ���� �&h� ���

� ������� �� � !��5���� ���� ����� �� ��� �� �� ����� ��""�3� ����

������������ v/2.� /rkm0w� ���� ���� > �� �#�������� v12w� "� ���� �&h�

��������������������2313�

:������������������� ������� �����p���������&h����������+&�

������5��!������������p�� ������"�����3������+&�! �����������

��������� �$�������<���� �� "��������! ���$�������� "�����(�(k�,�&�

����� ���� �� m3m31 3� � ���� ���p 5� !�������� ����� ����� ���������

��� ��$� � � ���� ����� r0/31s3t� �(*k,�&� �!��"��� ��� vm1w3� ����

�������!������������������������� ����������������������23/3�

Page 131: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

*�$���;"3�D��&h��+-�&������������

��'�2�%�2�ï�,��2ð&�'ñï&ò�

ªb]b2bff\ób·2]\[¦� 92±²�ÌÍ¢¢¦f2¡\ô¦� 9DD2 «Óõ¬Q²�lbkc¦]2¡\ô¦� F92öÈQ²�

"�÷&ï2�#�%òñ$�'�%�2�ò'ïøñ'�%�

¡¦Æ¡ÊfE f¦bª � ÊÍ]2bƪ2bªk� »D2ùú�[kÍ� FÎW9Z22ùú�

]fbÆ¡k¦\ó¦f�

f¬Ó¬ Qȳ´� »Wº2ûú�]µ«´²±È²²È³´� ÐWÏ2ûú�¡¶¬¬ � Ð2ùú�\ü¶¬� DWýF92ûú�

1�02þ&�ñï&$&%'ò� ª¦·bË2kÊÆ¡]fb\Æ]� 9ZD2±²�lbkc¦]2·Ê¡¡2kÊÆ¡]fb\Æ]� FD2��

*�$���;"4�D��&h��+-������������������

��������� ��ÖÕ�� ��������� ��ÖÕ��¡\[Í·b]\ÊÆ2]\[¦� ÏDDDD2±²� [bk2Ǧbª¦f� ZÏ2öÈQ²� ¡\¢¡� DWDZ2±²� ¢k¡� FÏ2öÈQ²� k¡[b2¡¶³Q� DWF9Z2±²� l·kl2lf¦b[Ì·¦� ÎD2öÈQ²�l·kl2{�2fb]¦� ÎFWÎ2õö ²� l·kl2Ǧbª¦f� »F2öÈQ²�ªb]b2{ë2fb]¦� кZWý2õö ²� bkc� ý92öÈQ²�kÊÆ]fÊ·2{ë22fb]¦� F9FWÐ2õö ²� ]W lÊ··� ºº2öÈQ²�

� ���������� ���!! ���.�p������������!�" ������ "�����&h�p���

���� p�� ��� ��(k> �.� ��!�������3� ��� �� ������ �� ����� .� p��

� ����� ���� ����!��5��� � �������� ������� �� "� �����������""�.� ����

� �k������ �� "� ���� ������.� ���� ���� � �k������� �� "� ���� �� ���

!��5���3� ' � ������ �������� �.� p�� ���� ���� ����$�� !��5��� ���z� k����

������ "� ���� ����� !��5���� ����3� ���� ������ �<!������� ��� ����� �����

!��5��� �� ����������� ��� ���� ���� ���� !��5��� �� $�������� ����� �� ��

������� ��� ���� �+&3� ��� ���� �.� p�� ��� � ������� ���� ����� �� �$��

�""�����.� ���� � ������� �� �$�!��� ���� ���� ���$�� �""������ "� ����

�+3�:������������ �����""������ "�������� �$����� ���� � ���������� "�

������� �� ��� ������ ��� ���� � ���� ������ "� ������� ��������3� ���$��

�""����������"������������ ������ ���� "����"���������������� �������

� ���� ���$�� � ����!� �� vm/w3� '�����.� � ������� �� �$�!��� ��

��"���� ��� ���� ������ "� ���� �������"����� ���������� ��� ���� � ����

������ "�$�����������.�p�������������!� �� "����3�

Page 132: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

;";"4�-������� ���������

������ ���������" ����������� ���""������ "��&h�p�������p�� ���

��(k> ����� �� p�� ��'$���23j3� ��� ���� "$��.�p����������� p� ����

��(k> �� �! ���� ���� !�" ������ "� ���� �&h� �� ����� "� ������ ��

�""�����3�:�� ����������� " ������������������ "�C�(� �3�3.2cde O<���2Þ

.�

�����&h�p�� ���������(k> ������ ������������������3���������������

���� � ��� �� � �� �p��� "� ���� ��������� ���$�� ���� �� 5��!�� ���$� � �

������� ������.� ���� �$�� ����� �� � �� �� �$�� ���$�� " � ���� ������ �.�

������p����$������ �����������$�3����������$�.� ������������������

���� !�" ������ ��� �� 1/3r�� ���� lm32�� " 22cde V 2DWDF2±¸¹²� ���2cde 2V

2DWDZ2±¸¹²22.� ��!�������3� ��� ���� ����� "�cde 2V 2DWDÏ2±¸¹²222�2cde �<���2Þ

.� p��

�������������� �������������������������� ���""������ "�100�.������

���������""��������$��" ����������� �� "���������������3��

������ �

0�����;">�D������� ���""������

'$���23r��� p����������� � "����������#�����" ������p ���������

p���� 2cde 2V DWDÏ2±¸¹²23� ��� ���� $�!�.�p������ ������ ����� ����!��5����

���� ���� ������������������������������ ����� �� ���������""�����

���$��" ������������ �3����������� ��� ��.� ����$ ��������$���

� ������������������#����.����5������������������� .�p�������������

Page 133: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

#�������������3����'$���23r.������������� ��������������������� "�����

#����� �� ��������� �� 1/2� ����� !��5���� �3�3.� �� ���� ����2�ê>7J V F9Ð .�

p����100�� "������� ����" ��� ��������.����5��������������������

��$ ���� �� � �� �!!���� ���� ���� #����� �� ��������� p��� �" ��� ��

�������� �� �$������3��

����� �

0�����;"C�D������>���������� ��

'$��� 23l� ��� �������� ����� ��(k> �� �� ����� � � ������� ����

�""������ "�������� �$�����100�.�p������� p���������� �������� ����

�� �������� �������� ���������� ������ � ��� ���� ������� ������3� ���

���" ������ ���p�� �����(k> ��� ������$ ���� �$���""�����.���

��$�2cde��� ���������������.���" ��������.��$��������� "�2cde����� ��

�����������p������$���������$������������ � $��3�

'$��� 2310� !������� ���� ������� �� �$�!��� ����� � " � �""�����

������� "2cde� " � � ��� �������3� ��� ���� "$��.� p�� ���� ���� ����� ��

������.�p���������$$�$�� �2�ê>7J V F9Ð.��$�"������� ��!�" �������

�������� ������3� %�� ������� �� 2cde 2V DWFÏ2±¸¹²222������� 100�� "� ����

� ������� �� �$�!���p���� ���� ���� ������� �� ���� ������� /30t�3�

������=���"����������"��������� ���������������1/2������!��5����" �

������� �.����5�� "�������������������������� ��������$���!��5��3�

Page 134: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

0�����;"=�D��� �$���""�������

������ �

0�����;"35�D�+ ��������� �$�!���

'$���2311��� p���������� ��������� ��������� �$�!����� ��

������� p���� �!!���$� �""����� �ê>7J� p���� 2cde V DWFÏ2±¸¹²223� ' � ����

����� � ��� ��.� '$��� 231/� ���� '$��� 231m� �� p� ���� ���� ���!�

���p�����ê>7J� ���� ���� ����� ��� "� ������������������ ��!�������3�

��� ���� ��� � � ����� �� ������ �p � "$���.� ���� ������ "� �ê>7J� �1/2�

�����!��5��������������������������������������������3�

Page 135: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

��������� �

0�����;"33�D�+ ��������� �$�!�����3��ê>7J�

� �

0�����;"34�D���������5���) ����

Page 136: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

0�����;"36�D�����$�����5������k� k�����������

'����� �.�'$���2312��� p��������������$���������� �!�" ��

���� ������� �� �� � ��� �������� p��� ���� p�� ��� ��(k> �3� ��� ����

����� "��&h�p�����(k> �.� " ������������ �� "�����#������ "�1/2�

����� !��5���� "� 1/� ���.� ���� � ��� �!����� ���� ÝÞ6 V 9ÐW»2ù3� %�� ����

� ����.������������ "��&h�p�� �����(k> �.�p����� ��$$�$�� ����

�!!�����3�3.�)�1 .������ ���������ÝÞ6 V FDW»2ù��" ������������ �� "���

��$��������!��5��� "�1/����3�

0�����;"3;�D����$���!����!�������������� �3�

Page 137: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�� ��

���'$���231s.�p��������������� �����������s0������� �����$��

�""����� ����� ���� �������53� ��� ����� "� !��5��� � ��.� �� �������

"��"������������������#������������!!���� ���3�3.���<����!��5���

� ��� 10� .� ���5�� ���� ����� ������� p���� �<������� ���� ����� ��3� ���

!������.� �� ������� �������� 03ml�� !��5��� � ��.�p���� ���� ��������

�������lj3l2�������'$���231t 3��

0�����;"3?�D����$���""�������

0�����;"3:�D����5���) ����

Page 138: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

'�����.� ��'$���231j.�p�����������������������$��!��5������k� k

���� ������ �<!������� �� �� ������� �� 1m0� ��� ���<���� ������

!������� /s0� �� .� � ����� � � ���� �������� p���� ������� �� �����

�$����������1t31r� 3�

� 0�����;"3>�D�����$�����5������k� k����������

;"?�(��7��-������� ��(� ������ ��

���� ���!��� �� ������ ���� ��� ��� ���� !��� "� ���� �����.�

��������� � � �! ��� ���� �� ���� ! ������ ����� ���������� �""���� ����

!�" ������ "� ���� � ���.� ���� � � ���� ���$�� �������$� � ����.� 3�3.�

! ��������������+k)����3����!������.�p��! ! ������(k> �.���� ����

���� �$���� �""����� � �� �� ������� " � �+�� ! p���� ��� ���$��

�������$3������ �� ���������������� ���������������" ���������

���� !��������� "� �������$��� �������� �� ������������� �����.� ��

��� � � �! ��� ���� ! ����� > �3� ��(k> �� � �����$� "� ����� ���k

� ������p������-��(�,����! �������������� ������ ��.�5��!�$�����

�+%� ����� .� �>�&� �� �� ��� ���� ����$��� ���� ����� #����.� 5��!�$� ��

�!������ p��� ����� !��5��� .� ���� ����� � !������ ����� ������� �.�

������$������������ �� "���$����������� "�����p�����������$� 3�

Page 139: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

����� �� ��������������$����� �����<������� �������� ��.���������

!������� ���$�� �������$� � ��� ��.� ������$� ��� � � �� ���� ��

������ ������� � � ���� ��� "� ����� ������� �.� ���� ��� � ������� ����

! !�� "���� ��$� "� ���� ������ �� "� ������3� ���� � ��� �����������

� ����� ����������������������" �� p�-��

• ���� �!!���� �� "� �� � �� �� ������� �� ���� � ��� ��������

�$�"����� !�" ������ �! �������� �� � ��� ���� �����

������� �� "���� �� ���� ���� ������ ������ �� "���� �.�

������$� !����� ����$������ "� ���� ���$�� � �������� �� ����

������ ��� �����3� ��� ���� p��.� ��(k> �� ���� ������ ����� ��

�+� ���� � ��� ��!���7������� ���� ������� ������� ���� �������

������!�����������!��5�����""������3�

• �<������������� �������������� ���������� ���� ����������

��������� � "���(k> ��������!������������ �����������$��

�������$� � ��� ��3� %�� ��$ ���� ���� ����� ! ���� � �

��!�" �� ���� �+� p�� ��� ��(k> �� �� ����� "� � �������

�� �$�!��.� ���$�� �""�����.� !��5��� � ��� ���� ����$�� !��5���

���k� k���������3��

• �+� p��� ��(k> �� ���� �$��� ������ �� ���� �� �$�� �""������

����� ���� �������� ������� ����� ���� ����� ���$�� �������$�

� ��� ��3� ���� "������ �������� �� � ��� � � ������� ���� ������.�

p���� ���� ������� ���� ��� �� ��� ��� p�� �� �� ���� ����� ��""��

������ �3�

:��� ���� ���!��� p�� ����� � �!������ �� ���� �����"��

� ����� ��3� ���� ����� ���!��� "� ���� ������ � ������ ���� ����

� ����� ��.���p�$����� �����!�" �����"�����p 53��

Page 140: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

��$�����7����

v1w� :3� �3� ( � �.� b�""����� "� ���$�� �������$� �� #�����k "k������ �� ���k

���.� p������ ���� � ���p 5�.c� ��� � �����$�� ".� :������ �����$.�

) ������ �.������ �����$�4��.�����.�� �3�r202�r2020j.�!3!3�1k1/.�,���/01/3�

�v/w�:3�3�( � �.�b�""����� "����$���������$� ��#�����k "k����������������

p������ ���� � ���p 5�.c� ��� � �����$�� "� ,����� & ������� ���

& �"�������,�)&%, .�!!31kl.�+ ������/01/3�

vmw�43���������.��343������5�.�C3���5���.�����(3�3�n�����$�.�b>�����

�������������������� " ����$��(������$����� �� ���.c� ���� �����$��

"��+�� ����& �"������ ��& ������� ����+&& .�!!31ks.�'������/01/3�

v2w�43�n ��!�.�43������.������3�,�5��=.��b%!���������!k:�5��� �����" �

��� ���$�� (������$� ���� � + ��.c� ��� � �����$�� "� ����� ������� ����

& �"������ ��& ������� �����&& .�!!31.t.�12k1r�n����/00l3�

vsw� n3� *��$.� ���� �3� ���5��.� b%!����� ���5��� ��������$� �� ��� ���$��

(������$� & ������� �� ������.c� n ����� ����� ������� ��� ��

& ������� ��.�� �3t0.�� 31.�!!3//0k/m0.�n������/01/3�

vtw� �3�3� C����.� ���� +3�3� ,����.� b� p�� ���� ������� ����� ���!��� �� " �

���$�� (������$� :������ + ���.c� ��� � �����$�� "� ����� ������� ����

& �"������ ��& ������� �����&& .�!!31ks.�n����/0113�

vjw�&3�3�,����.�b� p������$���������������������<���� �� ��p������

���$�� (������$� ���� �.c� ��� � �����$�� "� ����� 1l��� � ������� ����

���! ���� ����� ���.� ��� �����, ������� �& ������� ������,�& .�

!!31ks.���!������/00r3�

vrw� %3� %���.� C3� ������� $��.� n3� *��$.� �3� ���5��.� ���� �3� *���.� b���!����

������� ��! �����" ����$���������$�p������� ������"���$���������.c�

��� � �����$�� "� 2s��� ������� & �"������ �� ��" ��� �� �������� ����

���������&��� .�!!31kt.�,����/0113�

vlw�'k*3���� .�(3����.�*3�(3�&��p.�����(k*�:�.�b���$�k�p���������� ��

& �� ��" �:���������� �+��p 5��� p�����������������$��(������$-�

��h���k��� �����!! ���.c����� �����$�� "������������� ����& �"������

��& ������� �����&& .�!!31ks.�n����/0113�

v10w��3�+3�)�.�%3��������.�%3�����.��3���$�� #���.�����&3���������.�b� p��

,���$��p�������& �� ���������$��(������$�:���������� �+��p 5�.c�

Page 141: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

��� � �����$�� ����� ������� ���� & �"������ �� h���� & �!���$� ����

& ������� ����h���& � .�/01/.�!!3ttrktj0.�+ ������/01/3�

v11w� ,3�3� �����.� �3� +����.� ���� C3�3� Cp�5.� b> �� ������� p��� ' ���� ��

:������� �������+��p 5�.c����� �����$�� "�m�� ������� ����& �"������

�� & ���$����� ���� (���� ��" ��� �� ����� � $�� ��&&�� .� !!3r01kr0j.�

+ ������/00r3�

v1/w� �3� ����.� b��#�������� ���� �!!���� �� ����� �� " � � ��� ����

+��p 5�.c� ��� � �����$�� "� 1t��� ���� ������ , ���� ���� :������

& ������� ��3.�!!31ks.�n����/00j3�

v1mw� &3� C�������.� hk:� )��.� ���� �k+� (��.� b�� �������� ��""�� ��������$�

�������" ��""���������������� "�(����������������� ��:���������� �

+��p 5�.c�n ����� "�:��������� ����& ������� ��.�� �3�j1.�� 3�/.�!!3�

l0lkl/j.�n����/01m3�

v12w� ,�3� �3� �����#��.� &3� �3� ( �$.� ���� �3� )��.� b����k&����� ,��� �=������

> �k�p���� ���$�� � � �� " �� ������� �+��p 5�.c�n ����� "����� �.�

� �3�11.�� 31.�!!3�l1jklmj.�n������/0113�

v1sw�u3�)��$.������3�������$���.�b��> �k�p���� ���$�������'���p 5�

" � � ������� ���� � +��p 5�.c� ��� � �����$�� "� 2��� ������� ����

���! ���� �� :������ & ������� �� �������.� ���:&� .� !!3m2/km2s.�

%�� ���/00j3�

v1tw� �3� (�����! �.� �3� ����.� *3� 4�=���!����.� ���� �3� y�$�.� b��! ��$�

�������� "� ���$� �� :������ � ��� ���� ���� � +��p 5�� ���$� h������

��$ ���.c� ��� � �����$�� "� ����� ������� ���� & �"������ �� & �!����

�������������� ��� ����$����$��&��� .�� �3/.�!!3sl0kslm.�n����/0113�

v1jw�h3��3��� �.��3���� .�����+3��$���.�b%���������$�+��p 5�)"�������

� ��� ���� +��p 5�� ���$� h� ���� � ���$� p��� ���$�� & ����!� ��

�������$3c� n ����� "� ���� �.� � �31/.� � 310.� !!3� 1m0rrk1m10r.� ��!������

/01/3�

v1rw��3�%���.�)3��� �� .�����&��� ��4�5 �5�.� b+ ����> ����������$�����

���$�k����$� ,�&� ! � � �� " � � ��� ���� � ���p 5�� !����� �.c� ���

� �����$�� "� �&��� m�� ������� ���� & �"������ �� � ��� ���� +��p 5��

�� ��+��� .�� 3/j.�!!3�1k2.�,����/00r3�

v1lw� �3� �����.� ���� �3� �5��.� b, ����$� ���� �������� "� ���$�� �������$�

� ���� ��� ������� ����p 5�.c� ���� �����$�� "�s��� ������� ����������

Page 142: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

��� �� ���� ���! ���� �� ,������ ������� ���� � ���� �� �����k,��� .�

!!31jsk1jr.�n����/00r3�

v/0w� �3� �����.� ���� �3� �5��.� b���$�� �""����� ������� �� �����$��� " �

� ������� �+��p 5��p������$��(������$.c�n ����� "������������� ���

��& ������� ��.�� �3sr.�� 3j.�!!3/11tk/1/t.�n����/0103��

v/1w� n3�4�����.�����C3�&� p����.��b,�5 ��� ����$� "����$���������$�

� ��� ���� � +��p 5�.c� ��� � �����$�� "� ����� //��� � ������� ����

���! ���� �� ��� ���� ��� � ����, ���� ��� � & ������� ��� ���,�& .�

!!3/1trk/1j/.���!������/0113�

v//w�*3�(�.�:3�y�������)3�h���.� b%!�������� ������� ��� �� " ���������

(������ , �� �$� �������� p��� � ��� ���� � +��p 5�.c� n ����� "� �����

������� ��� �� , ���� & �!���$.� � �310.� � 311.� !!31ssrk1sjs.� + ������

/0113�

v/mw� *3� (�.� :3� y��.� ���� )3� h���.� b%!����� � ���� ���� ��� ��� �� �� � ���

���� � +��p 5�� p��� ���$�� �������$.c� ��� � �����$�� "� /011� �����

������� ����& �"������ ��,�������������<! ���&,� .�!!31kt.�n����/0113�

v/2w� &3� ��������.� ,3� ��� ��.� 43� � !.� ,3� 4� =5 ��.� (3�3� h �.� ���� �3�

h������5<.� b) pk! p�� p������ ���� � � ���� " � ��#�� ��� � �$k����

� ��������$����� �� �$.c������& ������� ���,�$����.�� �3s0.�� 31.�

!!3/0./j.�n������/01/3��

v/sw��3�%��.�n3�( ������.�*3�k��)� .�n3�������.��3���.�*3���.������3�*��$�.�

b) p� ! p�� �&� ���$�� " � ���$�� �������$� p������ � ���� �.c� ���

� �����$�� "� �������� �����:���������! ���� ��:� .�!!3skr.�n������

/00l3�

v/tw�)3�(���$.�,3���� ��.��3�*��� $��.�n3�������.��3�4�����.�h3�� �����.�

�3�,�5��.�n3�(��5��.�(3����h �.�&3�4���( ".������3�h������5<.�b����k

) p� � p�� ���� � ���$�� " � :������ � ��� ���� +��p 5�� k� &������$��.�

� �������� ��� ��.������!!���� ��.c�������� ����n ����� "��$����& ������

����� � $����������!!���� ����n�&�� .�� �3m.�� 3m.�!!.�1mtk12r.���!������

/00l3�

v/jw�:3��������.�&3�� ��.�����n3)3���p� �.�b������$������$�������&�" �

� k�!���������$�������!��� ��" ����$���� �$�.c����� �����$�� "������

���! ���� ��4)���&������4)��& .�!!3tmkt2.�n����/0103�

Page 143: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

v/rw�*3k(3�)�.�u3�(���$.�,3�4� =5 ��.��3���.��3�(�!�.�h3�� �����.�����(3�

��� h �.� b�� 13l�n7�� /32h(�� ������������ ������ ��� ) p�

���$�7y$���7����r0/31s3t � ��������� " � !�� ���7� ��k���� ���p 5�.c�

���� �����$�� "������������� ����� ��k������&�����& �"�������$���� "�

�����������!�������&& .�!!322tk22j.�'������/01m3��

v/lw��3'3�*��� $��.��3�C�.��3�� "�.��3�,�5��.�����&3�4���( ".� b��m0�:�

���� $� �$���� � ���� � ���&� " � � ������� �$���� � �� �$.c� ���

� �����$�� "� ����� ������� ���� �$���� "� ��������� ��!��� � ��k������

&�����& �"����������&& .�!!31/2k1/s.�'������/0103�

vm0w�n3�C���.�,3�*���.�����'3�C���.� b��" ������������� �� "���p������

� ������� ���� ����p 5� " � �� ���!������� �� �$.� c� ���� �����$�� "�

���� m0��� ������� ���� & �"������ "� ���� ����� ��$����$� �� ,������ ����

� � $��� ����������k�,�� .�!!31/ttz1/tl.���$����/00r3�

vm1w� r0/31s3�txk/01/����������3���������" � � ����������� ! ���������

���p 5�-�����1s3t-�:������� �������+��p 5�.�'������/01/3�

vm/w� 43� � � !��.� �3(3� ,��$.� b���k!�k= ���� ��!����� "� ���$�k������

p������ ���p 5�c.� ����� ������� ��� �� :������ & ������� ��.� � �3� t.�

� 3�m�!!3�rsjkrts.�,���/00j3���

Page 144: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

����

(���*���?����������������������A� ����0��7��

!������ ��������� ������ �

' ���������������� &���$��0"�2� ����

(� � ��

?"3����(� ����� ������!���������������������������������������������������������������������������������������������

?"4����0������!�������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������!���� ������������������������������������" ������ ������

�!!���� �� "����$���������$������#������:��+�.�� �����$�����

�� �� "��������p ��������3�3.����$���������$�����:��+� ������$ ��

���������� " � �����$� ��� � � ��� ���� ���"k��""����� �(������

!���" ��.�� �" ������" �����!���������������3��������!�����������

�� � �p � ���� ��-� ���� "��� ��� � ������ ���� � ������$� ���5�.� ����

���� ��� ��� ���� �� ��������� � ��� !��� ������ ������� � � ����

� ����� ��� "����������3����

?"3�(� ����� ������!��

���� � ���� ����� � �!��� ���� :��+�� ��� � ������� ������� �����

!�" ���������5�� �� ����������!�����q��� ��3�( p���.����������

���� ���� �������� ��� �� "���� � ���� "� ���$�� ����.� �� ���� ����� "�

:��+�.� �� "���� �""����� � � ����$�� � �!����.� ���� � ���� ����

!����������� �������"���� ������p���������� ������$������!�����.�

����� ������$� ���� p������ ���p 5� ��� � ��3� ��� ���� � ���<�.� ��

������� p��� ����� ��� ! ! ��$� ���$�k�p��� � ��� ��.� ����� � �

Page 145: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

��!! �� ���� ������ ��� � � ��.� ������� ���� ���$�� �""����� (�(k

:��+�3� %�� ������� ���� ����� ���$���� � � !����� �� �� ���� � ! � $�.�

p���� ���� �+&� ��3$3.� ����!� ��� � ��� � ! ����� ������ �������

�� �$�������<���� �� "� ����(�(k�,�&�! � � ������3������������ "�

���� ������� �� ���� ���.� �p � �� ������ �!! ������ p��� ����� !��-�

����(�(k�,�&�! � � �����������! ������" �����$���������������

� ���� ! ������ �� ���� :��+k�����.� ���� ���� ��(k> �� � �� �� ������.�

p���� �� ��! ������ " � � ���$� ���� ! ������ �� ���� �+k������ ����

�! �������> ��! ����3���������= �� ����� ��� "��������������

!�������� �� &��!��� m� ���� &��!��� 2.� ��!�������3� ���� ��������

� ����� ��� "���������!���������������������" �� p�$-��

(��7��6'�����������!��.�p���� ������(�(k�,�&.��������! ���$�

,�&�! � � �����$����" �(�(k:��+�3���������"������ "�����(�(k

�,�&� �� ���� ���$�k�p������� �� ���$�� �������$� � ��� ��.�

��� p�$������� ���� ��������������������� ��$�� �������$�������3�

��!����$� ���������������������������� "������� ��.�����! � � ��

���$��� ���� � ��� �!! !���� ������� ��������� ���k! ���$� � ��� �

�&k�������� �� �� �! �������$�k�p���! ��k��������������$3��

���� ��k! ���$� � ��� ��� p�� � ���� p��� �$�� ! ��� � � ������� ����

������ �� �$�� �� � ����� �k"��� ��������.� $��������$� ���

�<������� !� �� "� ���� � � ���� ��� ���� ����� ������� ���p�� ���

!��5���� ��� ��3����� ��k! ���$���������$����� ������������������

�+&��������������������������� ��������������!��������!����$� ��

���� ���$�� ������ "� ���� � ���3� ���� ��k! ���$� �� !�" ���� ��5�$� �� �

��� ���� ���� ����� ���k����� ���� ���� ���� ���$�� �������$� ���.� ��

��� � � !����� ���� ����� ���� ������� ���p���� ����������

������� ��3���������������� �������.��� �$���<������������� ��

�����.����������� ����$�"��������! ��������� ��������� �$�!���

"� ���� � ���.� p���� �����$� ���$�� � ����!� �3� '����� �.� ����

���$�k�p������� "���k! ���$������������#��5����!��� ��� �����$���

���������� ��� "��������$��������� "������ ���3��

Page 146: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

%�� ���� ���� ����.� ���� �&k������� � ��� �� ����� " � � ���� p���

� ���� ! ��3� ���� ���� �� ! ����� ���� � ���� p��� ��� �� �������

�� �$���� ����� ��������.�������������� ������������� �����+&3�����

����� ���������������������������� ��! ������� "������������&k

�������� ����������� �"������������ ��������� ���!����$� ������

� ���q� ��! ����3� ��� ! ���$� ���� ������� ���� �� � � �� �������

��� p������� ����������������� "������!��5����� ��� ��.� �! ��$�

� ��� ���� ���$�� �""������ ���� ���� � ������� �� �$�!��.� p����

�""��������� !�$�p����������$������$����<!��������������� ��������

� ��������$���������$�! ����3�

(�(k�,�&����$�������!� ���" �� �����k! ���$������&k������.�

�� �$�� �� ������� ��������$� ��$ ���3� ���� ���� ��� ��� ��� ���

!�" ���� �� �� ������� p��.� ������$� !����� ���� "� ���� �����3��

���� � ���� �� ���� :��+� ��� ���$�k�p��.� 3�3.� ����� ��� � � ������� ����

������ ���� "� ����� ����� ����� !��5���� � � ������� ���� "� ����� �����

��""��������$��� ��������"������ �!�������������� ����#�����3�����

� ����� �� "� ������ �p � ������� � ���� ���� ���� ������� ��������$�

��$ ���.�� �� �����! ��������� ��������� �$�!��������������$��

�""������ "� ���� ������.� ���� ��� � �������� ���� ���p 5� ���!��� �� � �

����$��� �� ���� ������ "� � ���.� ���� ����� ���k����� ���� ���� ����

���$���������$����3��

'������� �� �!����� ��������������.�p��� �!��������� �������

�� �$�!��� ���� ���$�� �""������ "� �� ! � � �� p��� ���� �����

r0/31s3t���������! � � �3� ��� � �!�� ��p��� �����r0/31s3t.�(�(k

�,�&�����������$����!�� �/0�������$���""�����������!�� �st����

� ������� �� �$�!��3� ��� ���� �.� ���� ������� �� p��� ����� ��

! � � ���������������!��� ���! �������������������������� "�� ����

�� ���� ���p 5.� � �!���� � � ���� �������� ����� ���� ����� ���$��

�������$�� ��� ��3�

(��7�� ;'� ���� ���!��� �� ������ ��(k> �.� �� � p�k> �� � �� ��

������� " � �+�� ! p���� ��� ���$�� �������$3� ���� ���$�� �������$�

! ������� ���������� ������������$��������� "��+�������������� �

Page 147: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�� ��

������������������������������ "������ ������ ������������ ������

��������""�������� !��� �.������$�����!�" �����������""������

������!�" �������5�3��������� ����� "����$�����������������������

" ������������� ����� ����������������� !����������""�����p���� �

!������ �� " �� ���$� p�����3� ��(k> �� �""������� ��������� ������

! �������� ���� ��! �������! �����> �3��

���� ������� ������� �� p��� ����� p���� ��(k> �� �� �!!���.� ����

���$�� �""������ "� ���� � ��� �� �������� " �� 03jr� ,�7n� �!� � � ml3t�

,�7n� �� s0� ���� .�p���� �����$� ���� !��5��� � ��� ��!� � � 03ml� � ����

���� ����$�� ���k� k���� ������ ��!� � � 1m0� �� 3� %�� �!! ����

������������� �! ���� ����! �����> �.�p���� ����� ����������$���

������ �� ���� �� �$�� �""�����.� ��� ������$� ����� ���� �����#����

������ �� ���$�k�p������� ��� �<�������� � �� " � �! ��� �+q��

!�" ������3��

& ������$.������p �! ! �����������.�(�(k�,�&�������(k> �.�

����� �� ������ �$�"����� �! �������� �� ���� ������� !�" ������

" �� �������(�(k:��+����������+�3���

?"4�0������!�

���� ���� � ����� ��� !�������� �� ���� ������ ���� ��� "�����

�<������.� ����� !���$� ��p� ������� ����� " � "����� �����$�� �.�

�����������<�3�

• ��� ����� �������� �������� � ����� �� ��� � � ��������� ����

!�" ������ "� ���� ! ! ���� �������� ����� � �� �������

����� �3� ������ � ����� �� ���� ��5�� �� � ��� ���� ���� ��.�

����� ��� � � �� ���� ���� ����������� !������ � �� ���� �� ����

������ � ��� ���� ��� � p���� �3� ���� �""���� "� ���� ��������

� ��� ��� �� ���� ���$�� �������$� ! ����� ���� ���� �������

!�" ����������! ������p��������$��������$���� ������3�

Page 148: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

• ��!� �� � �� � �!��<� � ����� � � ��� ��� � � � � ������ ����

!�" ������ "� ��(�(k:��+�����""���������������� �.�" �

�<��!�������� ���� ���$��������������.� �������.�� ��������

"�p3� ������� �� ����� ������ ����� �� ���� ������ p������ ����

����� � "����$���������$������������""�����������������$�� "�

�� ������� ����� �!��� � $����� ��� ��3�

• & ������ ������� ��(�(k:��+�����$���p� ����� � $���� ������

��� " ��<��!����� ���� �!���$.����p 5�� ��$.��� �$� ����.�

�� ��� � � "����� ������� ���$�� �""������ ���� > �3� � ����

! $���� "��&������� ������������ � $������!��$.�! ���$�

������ ���� ��<!� ���� ���p����� ��""�������� ����! �����3��

�����������������������������������������������������������������������

Page 149: Energy Harvesting-Aware Resource Management for Wireless …diposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/55325/1/EAIM_PhD... · 2020. 5. 20. · Energy Harvesting-Aware Resource Management

�����

����������������������������������������������������������������������������������������������

Ernesto A. Ibarra Ramírez (Chitré, Panamá, 1985) received the bachelor degree in biomedical engineering from the Universidad Latina de Panamá (Panamá), in 2007, and the M.Sc. degree in biomedical engineering from Universitat de Barcelona and Universitat Politècnica de Catalunya (Spain), in 2010. Currently, he is a PhD student in biomedicine at the Universitat de Barcelona. His research interests include energy harvesting, body sensors, Wireless Body Area Networks (WBANs), radiation and human health. In 2009, he was granted with a doctoral scholarship by SENACYT-IFARHU from the Panamanian Government.

�� �������� �������������������������������+,-�.,�"&,�/$�!+0112����� �����+1#"--&"3"-1���+,/"-%4+5�6%�/"'�7�������������8�.+�'�7�������������43%9/##/�"1�:�������������

���� �����$"� ,+#�%4+-"� 3%,� +� #"-";"&�/�4"� 1<1#";� �1� #$"� 01"� %3� �43%,;+#�%4� +4&� �%;;04�/+#�%41��"/$4%-%=<� ����5� 3%,� #$"� ,";%#"� #,+41;�11�%4� %3� >�%;"&�/+-� &+#+� +4&� #$"� ,";%#"� /%4#,%-� %3�>�%;"&�/+-� "?0�@;"4#2� �4� %,&",� #%� �;@,%�"� #$"� @,%��&"&� $"+-#$� 1",��/"�� �$"� �4#"=,+#�%4� %3�A�,"-"11��%&<��,"+�)"#B%,C1��A��)15��4�#"-";"&�/�4"�1<1#";1�&%"1�4%#�%4-<�+/$�"�"�1�=4�3�/+4#��;@,%�";"4#1� �4� #$"�@+#�"4#D1�$"+-#$/+,"2�>0#�+-1%�"4$+4/"1�#$"�,�?0+-�#<�%3� -�3"���%B"�",2� #$"�@%#"4#�+-� >"4"3�#1� @,%��&"&� ><� #$"1"� 4"#B%,C1� +,"� -�;�#"&� ><� #$"� "4",=<� /%41#,+�4#1� �;@%1"&�B$"4�#,+&�#�%4+-�>+##",�"1�+,"�01"&�+1�#$"�@%B",�1%0,/"2�1�4/"�#$"�,"@-+/";"4#�%,�,"/$+,=�4=�%3�#$"1"� �1�4%#�+-B+<1�+4�"+1<�#+1C���%�#$+#�"4&2�$+,�"1#�4=�"4",=<� 3,%;�#$"�$0;+4�"4��,%4;"4#�/+4�>"�+�@,%;�1�4=�1%-0#�%4�#%�#$"�+3%,";"4#�%4"&�@,%>-";1�� �4�#$�1�/%4#"�#2� �#� �1� �;@%,#+4#�#%�&"1�=4�"33�/�"4#�"4",=<�+B+,"�;"&�0;�+//"11�+4&�,"1%0,/"�;+4+=";"4#�1/$";"1�#%�"�@-%�#�#$"�>"4"3�#1�%3�"4",=<�$+,�"1#�4=�B$�-"�=0+,+4#""�4=�#$"�E0+-�#<�%3��",��/"��E%�5��4�#$"�4"#B%,C��$�1�&�11",#+#�%4�@,%��&"1�+�/%4#,�>0#�%4�#%�#$"�&"1�=4�+4&�"�+-0+#�%4�%3�4%�"-�1%-0#�%41�3%/01"&�%4� "4",=<�+B+,"� ,"1%0,/"�;+4+=";"4#� 3%,�A��)1� @%B","&� ><� $0;+4� "4",=<� $+,�"1#�4=�� �4�@+,#�/0-+,2�%0,�@,%@%1+-1�+,"�%,�"4#"&�#%�1%-�"�#$"�@,%>-";1�/+01"&�><�#$"�&�33","4/"1��4�"4",=<�-"�"-1� "�@",�"4/"&� ><� 4%&"1� &0"� #%� #$"�,� @%B",� 10@@-<� ><� "4",=<� $+,�"1#�4=�� �$"�;+�4� #$"1�1�/%4#,�>0#�%41� +,"� &���&"&� �4#%� #B%� @+,#1�� �$"� 3�,1#� @+,#� @,"1"4#1� ��������2� +4� "4",=<�+B+,"�$<>,�&�@%--�4=��"&�0;� �//"11� �%4#,%-� ����5� @,%#%/%-� 3%,�A��)1� @%B","&� ><� $0;+4� "4",=<�$+,�"1#�4=������������1�&"1�=4"&�#%�@,%��&"�;"&�0;�+//"11�#+C�4=��4#%�+//%04#�#$"�/+@+>�-�#�"1�%3� "+/$� 4%&"� B�#$� ,"1@"/#� #%� #$"�,� "4",=<� @,%3�-"�� ��������� /%;>�4"1� #B%� #<@"1� %3� +//"11�;"/$+4�1;12���"�2�,"1",�"&�@%--�4=�+//"11�+4&�@,%>+>�-�1#�/�,+4&%;�+//"112��4�%,&",�#%�+&+@#�#$"�4"#B%,C� %@",+#�%4� #%� #$"� #<@"1� %3� $0;+4� "4",=<� $+,�"1#�4=� 1%0,/"1�� �$"� ���������@",3%,;+4/"� �4� #",;1�%3�4%,;+-�F"&�#$,%0=$@0#�+4&�"4",=<�"33�/�"4/<� �1�+11"11"&�><�;"+41�%3�"�#"41��"�/%;@0#",�>+1"&�1�;0-+#�%412�,"�"+-�4=�+�=%%&�+&+@#+#�%4�#%�@%#"4#�+-�/$+4="1� �4�#$"�"4",=<�$+,�"1#�4=�,+#"2�@+/C"#��4#",�+,,��+-�#�;"�+4&�4"#B%,C�1�F"�����������$+1�>""4�@,%�"4�#%�%0#@",3%,;������ ��������#+4&+,&�3%,�A��)1��4�#",;1�%3�4%,;+-�F"&�#$,%0=$@0#�+4&�"4",=<�"33�/�"4/<2�+1�#$"�40;>",�%3�4%&"1��4/,"+1"1�04&",�#$"�1+;"�/%4&�#�%41�%3�"4",=<�$+,�"1#�4=����$"�1"/%4&�@+,#�%3�#$"�#$"1�1��1�&"&�/+#"&�#%�#$"�&"1�=4�+4&�"�+-0+#�%4�%3�����E%�2�+��%B",�E%��/%4#,%-� 1/$";"� 3%,� >%&<� 4%&"1� @%B","&� ><� "4",=<� $+,�"1#�4=�� ����E%�� �1� &"1�=4"&� #%� 01"�"33�/�"4#-<�#$"�$+,�"1#"&�"4",=<�+4&�"410,"�#$+#�+--�#,+41;�##"&�@+/C"#1�+,"�01"30-��4�+�;"&�/+-�/%4#"�#2� $"4/"� 10>1#+4#�+--<� �;@,%��4=� #$"� %33","&� E%��� �$"� %>#+�4"&� ,"10-#1� 1$%B� #$+#� #$�1�1/$";"�"33�/�"4#-<�;+4+="1�#$"�&+#+�?0"0"2�#$01��;@,%��4=�#$"�4%&"�%@",+#�%4�+4&�%@#�;�F�4=�#$"� &+#+� #,+41;�11�%42� +4&� +-1%� @,%��&"1� E%�2� B$�-"� ;+�4#+�4�4=� #$"� 4%&"� �4� "4",=<� 4"0#,+-�%@",+#�%4�1#+#"�