基于非泊松点过程的异构蜂窝网络能效优化

泊松点过程(Poisson Point Process,PPP)为异构蜂窝网络(Heterogeneous Cellular Networks,HetNets)的分析提供易于处理的结果,因此在无线网络建模和性能分析中得到了广泛的应用.然而,它不能准确反映实际基站的空间分布特征.考虑到宏基站(Macro Base Sta...     

认知蜂窝异构网络中能效优化的资源分配算法

在认知蜂窝异构网络中,针对大规模部署认知家庭基站带来的能量消耗问题,研究了两层异构网络上行链路的资源分配算法.提出了一种基于双循环迭代的资源联合分配算法,在实时用户服务质量(quality of service,QoS)需求约束和跨层干扰约束下最大化认知系统能量效率,将分数形式的能效函数等价转换为减数形式,使优化问题近似确定为凸优化形式,并通过迭代方法求解.仿真结果表明:该算法能够快速收敛到最优能效,并保证了实时用户的QoS需求,有效提高了系统能量效率.     

基于三维空间模型的毫米波异构蜂窝网络性能分析

针对城市环境下毫米波异构基站密集分布情况,采用三维空间模型分析毫米波异构蜂窝网络的性能.首先各层基站分布建模为三维泊松点过程,推导出三维空间下D球阻碍模型的路径损耗强度函数.然后采用最大偏置接收功率接入准则,假设收发端使用大规模天线阵列获得最大的波束成形增益,在Nakagami衰落信道下,推导出目标用户的覆盖概率表达式.最后通过蒙特卡罗仿真和二维空间模型的性能进行了对比,并分析了D球阻碍模型、基站偏置因子和天线增益等参数变化对覆盖概率的影响.实验结果表明,三维空间模型对毫米波异构蜂窝网络的性能分析更加精确.     

基于无线传感器网络的优化点集覆盖算法

针对无线传感器网络对目标区域覆盖过程中会产生大量冗余节点,从而导致网络能量消耗过快以及节点覆盖的不完全性等不足,提出了一种基于优化点集覆盖算法.该算法利用高斯正态密度函数和覆盖区域的概率函数对点集进行优化,通过节点感知半径与节点数之间的定量关系给出满足一定覆盖率要求下最优节点集,进而优化了网络资源,提高了网络生存周期和...     

基于三维空间模型的毫米波蜂窝网络覆盖概率分析

毫米波蜂窝网络通常在二维空间下建模和性能分析.二维模型适合基站分布稀疏的郊区,但是并不适合城市环境下密集蜂窝网络的性能分析.基于随机几何理论提出三维空间模型.该模型假设基站分布为三维泊松点过程;阻碍模型为视距(line of sight,LOS)球模型;信道为Nakagami-m衰落信道;收发端使用大规模天线阵列获得最大的波束成形增益.基于该模型,给出了三维空间下目标用户和最近基站距离的概率密度函数,推导出目标用户的平均覆盖概率,通过蒙特卡洛仿真实验与二维模型的性能进行了对比,分析了路径损耗、蜂窝半径、天线的波束宽度和天线增益等参数变化对平均覆盖概率的影响.实验结果表明,在密集的城市环境下,三维模型对毫米波蜂窝网络的性能分析更加精确.     

基于改进樽海鞘群算法的认知异构蜂窝网络资源分配

针对认知异构蜂窝网络的上行资源分配问题,提出了基于带宽和功率约束的资源分配算法,并使用改进的群智能算法求解.根据认知无线电技术特性推导出认知家庭用户的带宽和功率分配取值范围,在满足用户服务质量（Quality of Services,QoS）的前提下将更多的资源分配给其他用户,以提升网络中用户的传输需求和缓解网络上行接入负载的压力.针对樽海鞘群算法存在收敛精度低、收敛慢等缺陷,将疯狂算子和动态精英学习因子分别引入领导者和跟随者中,以提升算法寻优效率和寻优精度.将改进的樽海鞘群算法求解基于带宽和功率约束的资源分配算法.仿真实验表明,引入带宽和功率约束的资源分配算法能有效提升网络性能,且在保证用户QoS条件下,能有效提升系统效益和用户接入公平性.     

基于随机几何理论的多层异构蜂窝网络性能分析

为分析多层节点覆盖的异构蜂窝网络性能,采用独立的齐次泊松点过程分别对异构网络中的各层基站分布进行了建模,选择最强信号干扰噪声比(SINR)基站的接入方案,推导出多层异构蜂窝网络的覆盖概率,并且通过仿真实验分析了影响整体网络覆盖概率的因素.实验结果表明:多层异构网络在小基站密度和发射功率处于适当值时有较好的覆盖率性能.     

基于协同进化粒子群算法的无线传感器网络节能优化覆盖算法

针对当前无线传感器网络覆盖算法存在能耗较高、节点大量冗余的缺陷,提出一种基于协同进化粒子群算法的WSN节能优化覆盖算法.以WSN的网络覆盖率、剩余能量和冗余程度为优化目标,建立粒子群优化模型.采用遗传算法的交叉变异算子,加强算法寻优能力.仿真结果表明,新的算法在提高能量利用效率的同时维护了良好的网络覆盖率,有效延长了网络生命周期,达到了节能优化覆盖的目标.     

基于业务量感知的蜂窝网络中继站协作控制机制

针对目前多用户、多业务的蜂窝网络现状,采用三次指数平滑预测对小区内用户业务量进行统计预测,由预测值产生阈值K来控制中继站(relay station,RS)的工作模式使中继站与基站协作为用户提供服务.仿真结果表明,中继站与基站相互协作可以显著降低网络的掉话率和呼叫阻塞率;改变阈值调整系数α和RS数目会使网络呼叫阻塞率产生明显的变化.     

基于ODER的节能无线传感器网络覆盖控制

针对无线传感器网络(WSN)覆盖协议设计中的网络存在冗余节点以及在能耗、计算方面复杂程度较高等的问题,将分组思想引入到节能覆盖研究中,在ODER覆盖协议的基础上,提出一种权衡网络覆盖率和计算能耗的折中方案EB-ODER.利用HEED思想对传感器节点进行预处理,选取能量以及位置较优的节点进行覆盖节点的竞争,解决了ODER...     

能效标识制度助推节能进程

本文介绍了能效标识制度的基本内容和实施范围,分析了能效标识制度与节能的关系以及实现节能的管理机制,讨论能效标识制度在国家节能补贴政策中发挥的作用,并提出加强能效标识制度节能效果的三点建议.     

一种能量有效的无线传感器网络信息收集协议

研究了无线传感器网络覆盖和路由相结合问题,提出了覆盖和能量有效（coverage and energy efficient,CEE）的任务分配策略．CEE的基本思想是：对于覆盖重要的节点完成感知任务,对于覆盖不重要的节点完成数据转发任务．基于CEE设计了基于栅格的覆盖和能量有效（grid-based coverage and energy efficient,GCEE）信息收集协议．采用NS2仿真工具,分析了GCEE各个参数对网络能量有效性以及覆盖性能的影响．     

基于用户簇分布模型的三维异构蜂窝网络覆盖概率分析

采用随机几何理论分析异构蜂窝网络性能时,通常假设用户均匀分布且独立于基站。但在实际的异构蜂窝网络中,小基站一般部署在热点地区或覆盖盲区,因此,小基站与用户的空间位置存在相关性。针对三维空间中蜂窝用户以小基站为父节点的Matern簇过程和Thomas簇过程进行建模,再采用最大信号干扰比(signal to interference ratio, SIR)的小区接入准则,在瑞利衰落信道下推导出下行链路的覆盖概率;通过蒙特卡罗仿真验证理论结果,分析用户簇过程的半径或方差、SIR门限值、小基站密度和小基站功率对覆盖概率的影响,并比较三维用户簇分布模型、三维用户均匀分布模型和二维用户簇分布模型的网络性能。实验结果表明基于三维用户簇分布模型的异构蜂窝网络具有较好的覆盖概率。     

基于异构蜂窝业务量预测的基站休眠策略

为了提高第5代(the fifth generation,5G)移动通信中异构蜂窝网络基站的频谱效率,提升用户的服务质量.提出了一种基于小波神经网络的基站休眠策略(neural network based stations sleep strategy in macro-femto heterogene-ous networks,NNSS),在神经网络预测模型中,把隐含层的传递函数用小波函数替换,并采用梯度下降算法,建立一个小波神经网络的预测模型.预测出家庭基站在一个周期内的业务量,根据预测值制定合理的基站休眠策略;同时考虑用户与基站间的中断概率,设计用户重关联算法,实现家庭基站对用户服务质量的优化.实验结果表明,基于小波神经网络的基站休眠策略在提高系统频谱效率的同时,降低了用户的中断概率.     

基于能量获取的蜂窝物联网中距离感知的成簇策略

针对无线能量传递过程中的“双重远近效应”问题,提出一种距离感知的成簇策略。由于传统无线能量传递方案没有考虑距离对网络性能的影响,也缺乏对高能效能量获取方法的挖掘和利用,通过对稳定能量获取来源的物联网进行分析,联合考虑能量与通信的协作,提出一种距离感知的成簇策略来平衡物联网节点获取和消耗能量的不均衡。策略根据簇首选择机制节点被划分为簇首节点和簇成员节点2类,簇首直接与基站通信,成员则将业务发送给所在簇的簇首,然后由簇首转发给基站。研究结果表明,在给定电网总能耗的约束条件下,基于距离感知的成簇策略能提高4倍以上的系统能效,降低至少50%的通信中断,进一步提高了网络覆盖效率,“双重远近效应”问题得到有效解决。     

一种基于多级功率的RFID阅读器能效增强算法研究

针对便携式射频识别(radio frequency identification,RFID)阅读器在低能效情况下使用时间有限,读取信息不准确的问题,提出自适应多级功率及动态时隙算法。该算法利用标签和阅读器通信过程中的3种不同状态,依据通信时隙的占用情况,估算出阅读器识别范围内标签的数量,再根据标签的估计值动态改变阅读器的功率电平。实验结果表明,随着标签数量的变化,阅读器功率电平动态调整,系统内标签的响应速率得到了有效的提高,且达到了减小能耗的目的。     

传感器网络中节点调度的优化方法

为了研究在使用节点调度的传感器网络中,多个约束条件下如何提升网络生命周期问题,分析了覆盖率、信息感知延迟和信号冲撞率之间的关系.进一步证明在多约束条件下的节点调度问题可转化为一个凸优化问题,并利用凸优化问题求解方法获得保证网络生命周期最大化的子集分配方案和所需的节点部署密度.提出了在限定网络覆盖率和信息感知延迟以及无线信号冲撞率的前提下,达到网络生命周期最大化目标的优化问题,并使用凸优化的方法解决了该问题.给出了在不同性能指标条件下传感器网络的子集分配方案,实现了约束条件下网络生命周期的最大化.