在MIMO-OFDM系统中的空频最小化发射功率算法

在多输入多输出(MIMO)系统最小化发射功率自适应调制算法的基础上,针对实际的无线宽带信道,提出了适用于MIMO-OFDM空频二维最小化发射功率的自适应调制算法,并将其与均匀分配比特、功率的方案和空间最小化发射功率自适应调制方案进行比较.实验结果表明,所提出的空频二维自适应调制算法可以在保证系统目标传输速率和目标误比特率的前提下,进一步减小系统所需要的平均发射功率.     

GSM/GPRS通信终端发射功率控制及校准方法

研究了GSM/GPRS系统中移动通信终端发射功率控制的必要性和原理及其移动通信终端功率控制的实现流程,在此基础上提出了曲线模拟和折线模拟两种方法,以实现移动通信终端发射功率校准,以及发射功率的精确控制,并对这两种方法进行了实际验证.验证结果表明采用基于这两种方法的校准都能较好地满足GSM/GPRS协议对移动通信终端发射功率的规定.并基于验证结果对它们各自的优缺点进行了分析、比较.还对前面提出的方法进行了推广,考虑了其在一般无线通信系统射频发射功率精确控制中的应用.     

无线传感器网络中一种基于功率控制的MAC协议

无线传感器网络中,跨层协议的设计已成为研究热点.通过提取网络层和物理层中的一些信息,可以改进MAC(介质访问控制)层协议的设计.针对已有的一些跨层协议进行综合并优化,通过提取网络层的路由信息和物理层的发射功率信息,改进了MAC层TDMA(时分多址)方式下的时隙分配算法.通过更合理的时隙分配以及对每个节点发射功率的控制,使得整个无线传感器网络的能耗降低,寿命延长.从仿真结果可以看出该MAC协议达到了应有的效果.     

可保持最大吞吐量的IEEE 802.11 DCF协议功率控制机制

在无线Ad Hoc网络中使用功率控制不仅可以节省能耗,还能提高网络吞吐量。基于IEEE 802.11 DCF协议,提出了一种新的适用于车辆自组织网络的功率控制算法。该算法根据节点的通信状况,动态地调整接收节点的CTS帧发射功率和发送节点的数据包发射功率,进而根据使网络吞吐量达到最大时的最佳接入节点数目调节RTS帧的发射功率,从而避免冲突,增大吞吐量。仿真表明该算法不仅能降低平均能耗,延长网络生存时间,还能增大网络复用率,提高网络的平均吞吐量。     

基于IEEE802.11的速率自适应算法研究

目前IEEE802.11设备提供了多个不同的传输速率,对动态变化的无线信道选择不同的传输速率可以使系统性能最大化。目前已经有许多速率自适应算法被提出,但是没有一种算法适用于所有环境下的动态变化无线信道,而不同工作环境下需要选择不同种类的速率自适应算法。概述了不同种类的速率自适应算法,剖析了每种算法影响其性能提高的因素,并对不同种类的算法进行了对比,最后提出了现有速率自适应算法所存在的问题。此外,用NS-2(Network Simulator version 2)仿真软件验证了RTS/CTS(Request-to-Send/Clear-to-Send)信号的作用,它的启用会降低系统频带利用率,但同时也能有效地消除由多个移动终端共用一个AP(access point)引起的碰撞。     

实现不等错误保护的最小功率AM-MIMO算法

为了提高无线通信中多媒体数据的传输质量,提出了在MIMO系统中通过自适应调制实现数据不等错误保护传输的算法.在窄带平衰落信道环境下,空间相关MIMO系统中各个子信道的功率增益差异较大,利用这个特点将MIMO子信道分为两组,分别传输高质量和低质量的数据.根据输入数据的传输质量和传输速率要求,自适应调整各个子信道的发射功率和调制阶数,使得系统消耗的总功率最小.仿真结果表明,该算法能够在最小发射功率的约束条件下,有效控制数据传输的误比特率,实现不等错误保护.     

实现不等错误保护（UEP）的最小发射功率AM MIMO系统

提出了在MIMO系统中通过自适应调制实现数据不等错误保护传输的算法——最小发射功率自适应调制MIMO算法（MTP AM-MIMO）。在窄带平衰落信道环境下,空间相关MIMO系统中各个子信道的功率增益差异较大,因此不同子信道的传输质量也有较大的差异,可以利用这个特点实现数据的不等错误保护传输。发送端根据反馈的信道状态信息以及输入数据传输质量的要求,按照总发射功率最小的原则将MIMO子信道分为两组,分别传输高质量和低质量的数据,并自适应地调整各个子信道的发射功率和调制阶数,在满足输入数据传输质量和传输速率要求的前提下,使得系统消耗的总功率达到最小。仿真结果表明该算法能够在最小发射功率的约束条件下,有效控制数据传输的误比特率,实现不等错误保护。     

一种多输入多输出系统下基于最小发射功率的自适应算法

针对多输入多输出(MIMO)系统提出了一种新的自适应调制算法.传统的自适应调制方法以容量最大化为目标,在发射功率一定的条件下,为空间子信道分配比特和功率.实际的通信系统一般要求传输速率和误码率一定,提出的算法就以最小化发射功率为目标,在发射端自适应根据MIMO系统各个空间子信道的增益来分配传输比特、发射功率,最终获得好的频谱效率,并在满足通信系统要求的前提下,降低发射功率.仿真结果表明,提出的方法可以用低的发射功率达到用户传输速率和误码率要求.     

基于最小综合发射功率的路由算法的研究

多跳蜂窝网络作为蜂窝网络与MANET网络两种不同性质的融合网络,可以提高系统的容量和吞吐量、扩大覆盖范围、均衡小区业务、提高用户下行传输速率等等.本文针对多跳蜂窝网络提出了一种新的路由算法—基于综合最小功率的稳定路由协议算法CMPSR,将处于基站覆盖盲区或阴影区域的移动终端用户通过寻找一条基于最小综合发射功率的稳定路由接入基站.该算法将节点与节点间的发射功率和节点到基站的发射功率通过一个控制参量结合起来得到一个综合最小功率,再通过该综合最小功率来寻找一条路由接入基站.     

一种总发射功率最小化的协作MAC协议

针对能量受限的无线传感器网络,提出了一种能降低网络能耗的跨层协作MAC(Medium Access Control)协议。文中首先分析了直接传输和协作传输下的总发射功率,理论分析表明,在一定的误码率限制下,引入合适的中继节点能降低网络总的发射功率。在802.11DCF(Distributed Coordination Function)的基础上,通过监听邻居节点控制包,获得各信道的状态信息,并选出使总发射功率最小的最佳中继,同时扩展CTS(Clear To Send)、增加HTS(Helper ready To Send),完成自适应的协作传输。仿真表明,该MAC协议能有效降低网络能耗,延长网络寿命。     

基于ETPC的802.11 MAC层自适应节能传输机制

在传统的802.11与802.11e下,BSS中MAC传输路径只能是AP转发或经AP协调下的DLS方式,在能量敏感场景下,将导致无谓功耗。本文提出了一种基于增强型传输功率控制协议（ETPC）的自适应切换节能传输机制,该机制通过ETPC的动态链路测量进行实时切换决策,并根据所选传输路径实施精确功控。本文所提出之ETPC基于802.11h的TPC,TPC因未考虑节点移动性影响特别是突发性阴影衰落情况而致使其测量与控制精度不稳定,ETPC中,提出了双向瞬态测量法以克服此缺陷,使测控精度和实时性都得到良好改善。试验与仿真表明,本协议与机制在不影响吞吐量的情况下,可有效减少节点能耗。     

基于ETPC的802.11 MAC层自适应节能传输机制

在传统的802.11与802.11e下,BSS中MAC传输路径只能是AP转发或经AP协调下的DLS方式,在能量敏感场景下,将导致无谓功耗.提出了一种基于增强型传输功率控制协议(ETPC)的自适应切换节能传输机制,该机制通过ETPC的动态链路测量进行实时切换决策,并根据所选传输路径实施精确功控.所提出之ETPC基于802.11h的TPC,TPC因未考虑节点移动性影响,特别是突发性阴影衰落情况而致使其测量与控制精度不稳定.ETPC中,提出了双向瞬态测量法以克服此缺陷,使测控精度和实时性都得到良好改善.试验与仿真表明,本协议与机制在不影响吞吐量的情况下,可有效减少节点能耗.     

基于分布式算法在WSN中的能耗最小化优化研究

如何有效利用节点能量并延长网络的生存期是研究无线传感器网络的一个核心问题.在已有的集中式算法的基础上,提出了一种分布式优化的方法,使无线传感网络中无损数据收集时的能量消耗最小化,此方法主要是通过将传输功率和压缩传输速率进行合理的配置来实现,运用拉格朗日对偶分解法,可以把能量最小化这个问题分解为能够被传感节点本身分布式解决的子问题.通过仿真结果可得,分布式算法相比集中式算法能使目标函数更快收敛从而达到能耗最小化.     

多用户大规模 MIMO 系统中能效的研究

针对多用户下行大规模多输入多输出（multiple input multiple output ,MIMO）无线通信系统,提出一种基于能效的联合优化方案。该方案在采用同时考虑发射功耗和电路功耗的功耗模型以及迫零（zero forcing ,ZF）预编码的情况下,推导出天线数、天线子集以及发射功率与系统能效之间的关系式,从而建立联合优化天线数,天线子集和发射功率的能效优化模型,并提出一种新的迭代搜索算法来求解此模型。该迭代算法首先对天线数进行遍历,当天线数确定后,采用基于信道矩阵范数的天线选择算法进行天线子集的选取,随后利用凸优化理论来调整发射功率,不仅提高了系统能效而且降低了算法复杂度。仿真结果表明,与使用全部天线和只考虑天线数的方案相比,所提联合优化方案的能效有明显的提高。     

一种Ad Hoc网络收方发起的媒体接入控制算法

在结合多包接收技术以及功率控制的基础上提出了一种发射能级可控的应用于AdHoc网络的收方发起的媒体接入控制算法,并对其吞吐量和能耗作了分析。与RTS/CTS(requesttosend/cleartosend)握手机制相比,在一定假设条件下,网络吞吐量有着明显的提高,与此同时,系统发射功率最多可降低60%以上。     

WSN中一种基于博弈论的拓扑控制算法

针对无线传感器网络的特点,提出了分簇无线传感器网络中一种基于博弈论的拓扑控制算法.以节点度和节点的剩余能量为参数建立收益函数,以各节点的发射功率作为代价函数,在保证网络连通性前提下,各节点通过调整发射功率达到各自效用的最大化.理论分析和仿真结果表明,所提算法存在纳什均衡,能够根据节点的剩余能量,自动调整各自的发射功率,...     

无线网络中基于信道速率和传输功率的MAC性能优化

目前多种无线传输标准均支持多速率的数据传送,通过对信道状况的估算设置合适的数据传输速率,有利于网络性能的优化。同时,调整无线网络中节点的发射功率可以间接改变物理载波侦听范围,从而提高网络的空间复用。本文提出了一种基于信道速率和传输功率自适应调整的PRA算法（Power and Rate Adaptation）,该算法的基本思想是发送节点根据通信距离保守计算起始速率,并根据成功和失败的状况调整传输速率和发送功率,从而有效改善介质访问控制协议的性能。仿真结果表明,该机制可以使节点在通信过程中自动调整到较高的信道速率和合适的发送功率范围,提高了网络吞吐量,降低了功耗,同时改善了公平性。     

一种基于遗传算法的无线传感器网络路由算法

针对传感器节点在能量储备、计算能力、通信能力方面制约性强等问题,采用进化算法理论,提出一种适用于无线传感器网络的移动Agent路由选择算法.该算法能为移动Agent探测具有最小能耗的路径,同时保证信息收集的完整性.实验结果表明,该算法自适应性强,可减少传感器节点的能量消耗,满足无线传感器网络在实际应用中对移动Agent路由算法的需求.     

反向散射辅助无线供电D2D网络中的鲁棒能效优化

为了提高反向散射辅助无线供电中设备对设备（device-to-device,D2D）的网络能效（energy efficiency,EE）和系统的鲁棒性,研究了在具有信道不确定性的反向散射辅助无线供电D2D网络中的鲁棒能效资源分配问题。在功率站最大发射功率、所需服务质量和能耗约束下,通过联合优化发射功率、传输时间和反射系数使所有D2D用户的总EE最大化;利用一个次优解的迭代鲁棒算法解决了提出问题的非凸性。仿真结果表明,提出的算法具有收敛性及对不确定信道的鲁棒性。     

基于Sarsa学习的基站休眠策略研究

在异构Macro-femto蜂窝网络中,随着日益增长的用户数量使得基站能耗问题变得更加严峻,提升整个移动系统能效的有效方式就是进行基站休眠。根据无模型理论提出一种基于Sarsa学习的动态基站休眠算法,算法通过基站学习环境中的用户流量,制定合理的休眠机制。仿真结果表明,提出的基于Sarsa学习的基站休眠算法能够有效提升系统能效