4G时代,小基站迈向大舞台

“小基站” (Small Cell)特指小型一体化基站,相较宏基站,其具备集成度高、适应性强、建设快速、维护便利等优势.同时,小基站能适应各种回传网络,部署灵活快捷,在增加网络容量,提高宏基站边缘覆盖区域的用户上网速率方面具有明显成效.     

分层网络中基于马尔可夫决策过程的能效优先的接纳控制和业务转移算法

在分层蜂窝网络中,为了改善网络的性能,同时部署了宏基站和家庭基站.考虑各种切换以及新到达业务,以阻塞率和掉话率为约束条件,以最大化系统平均能量效用回报函数为目标,将宏基站/家庭基站分层网络的接纳控制和业务转移问题建模成马尔可夫决策过程优化问题.当家庭基站中有空闲资源时,可以将连接到宏基站而处在家庭基站覆盖范围的业务切换到家庭基站中.通过求解线性方程得到最优的接纳策略.仿真结果表明,最优接纳和转移策略在获得最大的平均效用的情况下,有效提高了家庭基站的资源利用率,降低了业务阻塞率和掉话率;同时,宏基站的资源利用率降低使得它可以为更大覆盖范围内的用户提供服务.     

分布式小基站资源分配优化方法

在小基站和宏基站联合部署的异构网络中,相邻小基站之间的干扰现象较为严重,导致系统性能下降。文中针对OFDMA系统中分布式基站架构,提出频率复用和图论知识相结合的改进型干扰消除方案,结合业务需求和频带资源,遵循相邻小基站之间使用正交子信道的原则,合理地将子信道分配给小基站,使小基站之间复用的子信道数目更多。文中还研究了异构场景下宏基站辅助带宽的方法,由于宏基站和小基站采用相同的频带资源,可将宏基站的小部分带宽分配给业务需求得不到满足的小基站内的用户。仿真结果证明,在干扰减少的同时,系统吞吐量和小基站的满意度都得到了提高。     

基于3维泊松点过程理论的无人机协助的异构网络模型及其性能

针对紧急热点场景中的基站缺乏灵活性问题，提出基于泊松点过程的无人机协助的异构网络模型.为了准确反映真实场景，假设宏基站在地面2维分布，无人机作为小基站在空间3维分布，地面用户通过最大接收功率级联准则选择通信基站.仿真分析性能参数间的定量关系，结果表明：相对于2D,3D模型，该文模型能更精准地描述覆盖概率；使用多个低功率的无人机小基站协助地面基站通信，能改善整个网络的覆盖性能；部署网络时需对路径损耗做适当选择.因此，该文模型具有有效性.     

微基站LTE网络“补盲”利器

近年来,随着宏基站广覆盖初具规模,利用站址需求低、安装快捷的瓦级微基站进行功能补充,可谓未来LTE网络建设大势所趋.在此背景下,如何部署微基站并合理选择其应用场景,成为运营商网络深度覆盖建设过程中面临的新课题. LTE(Long Term Evolution长,期演进)网络存在频段高、穿透能力弱的特点,其覆盖能力有限,基站站距远小于2G网络,部分区域站点受近距离高层建筑或连片住宅的影响,信号衰减较严重,无法对道路形成有效覆盖.     

基于Stackelberg博弈的最优频谱分配与定价策略

针对家庭基站部署与运营,以及与宏基站共享频谱资源所面临的难题,提出了一种基于Stackelberg博弈的最优频谱分配与定价策略.通过建模基站与用户之间的博弈,分析了资源定价与用户需求的关系;通过建模宏基站与家庭基站之间的博弈,给出了多种场景下双层分级蜂窝网络的最优频谱分配与定价策略.该策略能按需地为宏基站与家庭基站分配频谱,最大化宏基站与家庭基站的频谱效益,并能有效地激励运营商与用户积极部署家庭基站,加速绿色通信网络的建设进程.     

配电自动化无线专网中基于干扰抑制的小区深度覆盖和频谱分配策略

针对配电自动化系统宏微同频组网方式下的小区深度覆盖和资源分配问题,通过联合考虑宏微基站间联合传输、宏基站动态几乎空白子帧(almost blank subframe,ABS)配置和微小区间合并,构建了一个以最大化网络加权和速率为目标的非线性优化问题,进而提出一种基于干扰抑制的小区深度覆盖和频谱分配算法.该算法根据网络当...     

双层网络中上行链路干扰的建模与分析

在传统宏基站无缝覆盖的基础上引入新的低功率节点构成双层网络,可以实现高速数据传输.双层网络的宏基站和低功率节点复用相同频谱实现高速数据服务的同时,也会产生严重的干扰,成为制约网络性能提升的关键问题.针对双层网络的上行链路干扰进行了建模与分析.采用泊松点过程建模无线环境中干扰节点的随机分布,考虑了路径损耗和阴影衰落的影响,并通过中断概率表征和分析了干扰对宏用户性能的影响.通过仿真分析了传播特性、微用户密度、微用户发射功率与中断概率的关系.     

异构网中大规模MIMO场景下波束赋形设计

近年来,人们对于无线通信系统的数据传输速率的需求越来越大.大规模多输入多输出技术(MIMO)与小小区技术是能够满足人们高速增长的无线通信需求的关键技术.研究在一个异构网中的波束赋形问题,其中宏小区基站的配置为Massive MIMO,同时宏小区中包含小小区.在这样的场景下,宏基站配置大量天线,小小区基站配置少数天线,用户配置单天线.研究在这样的场景下,通过波束赋形设计,最大化所有用户的传输速率.该问题的目标函数是一个非凸的问题.通过运用半正定松弛(SDR)方法以及基于泰勒展开的一阶近似方法,将原问题转化为一个凸的近似问题,然后运用迭代方法求解.仿真结果证明,方案可以有效地提高包含Massive MIMO的异构网场景下的系统吞吐率以及能量效率.     

基于随机几何理论的多层异构网络的中断概率分析

针对包括由宏基站(MBS)、微微蜂窝基站(PBS)和毫微微蜂窝基站(FBS)覆盖服务的三层异构蜂窝网络进行研究,通过仿真实验分析了影响用户通信中断概率的因素.结果表明:PBS和FBS的发射功率选取适当值时,可以有效地降低中断概率.当第一层网络的信干比(SIR)门限值在0~12 d B范围内变化,第二层网络的SIR门限值小于第三层网络时,可以有效降低中断概率,最高可以降低10%.     

以节能为目标的小基站周期性开启研究

当前,无线通信业务朝着高数据率、高动态性方向发展,给传统蜂窝网络带来了极大的挑战。对此,引入小基站(例如:微基站、皮基站)关断机制的异构蜂窝网络是一种有效的解决方案,可以兼顾服务质量和网络能耗。系统进行小基站开关调度须基于小基站与用户通信的信道状态信息,然而,由于关断的小基站处于静默状态,系统无法通过信道估计获得上述信息。为了解决这一问题,该文提出了小基站周期性开启方案。在该方案中,系统周期性地开启小基站,获得用户与小基站通信的信道信息;用户通过宏基站发起接入请求时,系统利用最近一次小基站开启时获得的信道信息进行网络调度决策。周期的设计是影响该方案实施效果的关键性因素,一方面决定了小基站周期性开启需要付出的能量消耗代价,另一方面又决定了信道信息的实时性,从而影响网络调度的效果。该文关注网络的总能耗,将其分为小基站周期性开启消耗的能量和用户服务消耗的能量,并得到了能够实现网络总能耗最小化的周期设计方案。     

高密集场景中家庭基站基于用户公平性的高能效资源管理分配方法

异构网络中,随着家庭基站的部署越来越密集,家庭基站之间的同层干扰和家庭基站与宏基站之间的跨层干扰严重阻碍了系统性能的进一步提升,提出一种基于用户公平性的高能效资源管理分配方法;利用半合作博弈实现家庭基站的资源分配。半合作博弈分为协作信道分配以及最优化功率分配。仿真结果表明,该优化方案不仅可以提高家庭基站及宏基站的吞吐量,还可以提高家庭用户之间的公平性。     

基于移动网络匹配投影点活跃度的路段动态划分方法

准确筛选覆盖高速公路的基站小区并建立路段与基站的映射关系是高速路交通参数估计的必要前提.通过研究高速路上移动网络无线覆盖的特点,完成了高速路与移动网络的空间覆盖匹配,提出一种基于移动网络匹配投影点活跃度的路段动态划分方法,详细描述了高速路移动网络覆盖匹配和路段划分的过程.通过仿真验证了该方法的可行性及有效性,表明该方法可以实现较高精确度的匹配.     

超密集异构网络中的一种混合资源分配方法

针对在宏小区覆盖范围内高密度部署小小区所带来的跨层干扰和同层干扰,研究了超密集异构蜂窝网络中的资源分配问题,采用了一种共享频谱与分离频谱共存的混合频谱分配方案。依据簇中小基站与宏基站的干扰是否超过设定的阈值,将簇进行分类并以不同的方式进行资源分配,超过阈值的簇采用分离频谱的方式分配资源,反之,可共享整段频谱。而在每个小基站簇内,在相应的约束条件下采用对偶分解法求出规划的优化目标,为每个小基站分配子信道和功率。基于联合分配方案提出算法1和算法2(次梯度算法),算法1最接近最优解决策略,而算法2可以解决高复杂度问题,具有更高的实用性。仿真结果表明,所提方案能够有效地抑制干扰、提升系统容量,同时兼顾用户间公平性。     

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.     

基于TD-SCDMA的蜂窝小区两跳结构的覆盖性能研究

如何提高无线移动蜂窝网络的覆盖性能一直以来都是个人移动通信技术中的研究热点之一,随着自组网技术的发展,将蜂窝网络与Ad Hoc自组网相结合的多跳通信技术为此问题提供了新的解决方案.本文在选用TD-SCDMA系统移动终端作中继的基础上,主要对系统单蜂窝小区两跳结构的覆盖性能进行了分析和仿真.结果表明,无论采用何种中继节点选择算法,这种由移动终端作为中继者的单蜂窝小区两跳结构的覆盖性能都明显优于无中继单跳小区的覆盖性能,同时,两跳小区的覆盖性能会受到中继节点选择的影响.     

基于射频能量收集的异构网络资源分配策略

针对异构网络中微微基站出现过多用户的情况,研究最大化上行总吞吐量的资源分配问题。通过部署一个具有能量收集功能的中继节点,将微微基站部分用户转移到相邻的空闲微微基站。中继节点具有能量收集功能,可以从专用射频源和环境射频源收集能量。将资源分配问题建模为最优化问题,以最大化微微基站用户的上行总吞吐量为目标,同时满足用户最小数据速率、中继节点能量消耗和发射功率的约束条件。通过引入增广拉格朗日乘子法,获得最优解。仿真结果表明,与传统的将部分微微基站用户转移到宏基站的方法相比,提出的方法具有较大的吞吐量提升。此外,与同样采用中继节点进行辅助通信的等功率方法相比,提出的方法在吞吐量方面有一定程度的增加。     

LTE系统中家庭基站的切换机制优化研究

针对现有标准中家庭基站(HeNB)重新启动后,可能存在的频率和物理小区标识(PCI)改变,从而影响终端(UE)向家庭基站切换的问题。提出了一种改进的HeNB切换解决方案,优化了切换测量过程,防止宏基站(MeNB)对终端进行错误的测量配置。通过仿真验证表明优化方案与已有方案相比,降低了测量时延,并提高了切换成功率。     

基于蓝牙4.0温湿度的监测

为解决传统PC 机等电子设备不易携带且读取精度不高的问题, 结合最新的低功耗蓝牙4. 0 技术与Android移动终端, 设计了温湿度监测、数据传输和数据显示系统。该系统以NRF51822 低功耗蓝牙模块为核心, 对SHT20 传感器末端的温湿度进行采集, 利用Android 移动终端对数据进行读取并显示。相比于传统的PC机监测, Android 移动终端更加方便、快捷。     

无线Ad hoc网络DSR路由协议的性能分析

无线网络通常可以分为有中心网络和无中心网络.前者需要固定基础设施的支持,移动主机之间的通信通常借助基站来完成,例如蜂窝移动通信系统;后者主要是指移动Ad hoc网络,它不需要固定的基础设施,能够快速地自动组网.无线Ad hoc网络是由一组自主的无线节点或终端相互合作而形成的