考虑5G基站低碳赋能的主动配电网优化运行

5G基站的大量接入为未来电力系统的低碳化发展提供了新的可能.通过激励5G基站参与需求响应,并将其纳入现有主动配电网(ADN)运行框架,能够在降低5G基站自身用电成本的同时,促进可再生能源(RES)消纳和高效利用.提出了一种考虑5G基站低碳赋能的ADN多目标区间优化运行方法.在深入分析5G基站与配电网互动模式的基础上,构...     

5G基站节能方法研究

5G基站建设是信息社会生产力发展的技术支撑,在提倡碳中和、绿色环保、节能降耗的时代背景下,为了更好地降本增效,在5G设备功耗远高于4G设备情况下科学实现节能减排,基站节能势在必行。该文介绍了5G站点的设备构成,结合无线网络环境,综合分析5G能耗,重点阐述了目前5G的几种主要节能技术,给出了各类节能技术的应用原理和具体实施方法。     

CSP多核处理器芯片的低功耗设计

提出了3种高主频多核处理器CSP芯片的功耗优化技术,即电源域间隔关断技术、流量感知的动态频率调节技术和层次式门控时钟技术.结果表明,3种优化技术对降低芯片功耗的作用均非常有效,能够不同程度地降低芯片的总功耗.其中,电源域间隔关断技术能够解决静态漏流功耗,流量感知的动态频率调节技术和层次式门控时钟技术能够控制动态功耗.     

MIMO下行链路低反馈开销双阈值机会传输

针对多用户多输入多输出(MIMO)下行链路,提出一种降低反馈开销的双阈值机会传输策略.该策略采用双阈值判断机制,其中严格阈值用于降低反馈开销,宽松阈值保证系统具有低的中断概率.在每个时隙,仅信道质量满足阈值要求的用户向基站反馈信息.基站根据所获信道信息从候选用户中选择一个进行通信.此外,各用户进行自适应通信方式,包括波束成形和空分复用,使反馈开销动态变化,有效利用发射功率,改善通信性能.理论分析和仿真结果表明,该策略能够显著降低反馈开销,获得高的吞吐量和好的中断性能.     

5G基站射频滤波器发展和分析

大规模多输入多输出技术是5G 的关键技术之一,包含了多个射频通道,系统中的滤波器数量大幅增加,使得5G滤波器在保持高性能的同时对小型化和高集成度提出了更高要求。分析了5G射频基站滤波器的基本要求,介绍了射频基站滤波器的形式和特点,包括微带、波导腔、同轴、介质加载、陶瓷介质滤波器。通过分析不同形式基站滤波器的特点及研究现状,并进行综合对比,从性能、尺寸、成本方面综合考虑,陶瓷介质滤波器在5G基站中具有更大的发展空间。     

5G都市型场景网络部署策略

都市型场景的5G网络覆盖 2019年6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,经过近两年规模建设,中国已建成全球最大的5G网络.截至2020年年底,全国累计建成5G基站71.8万个,推动共建共享5G基站33万个,实现了所有地级市5G网络覆盖.目前,中国移动5G基站主要部署频率为2.6...     

面向6G系统采用智能反射表面辅助的空时空间调制方案

针对现有的近场智能反射表面(IRS)辅助的空间调制(SM)方案频谱效率较低的问题,提出了面向6G系统采用IRS辅助的空时空间调制方案。首先,根据发射天线维度对SSB码字进行堆叠,构建堆叠SSB(SSSB)码字,并通过对SSSB码字基矩阵进行线性组合得到SM矩阵;然后针对SM矩阵设计近场IRS调制技术的信道状态激活方式,将SM矩阵与信道状态激活方式结合生成SSSB-IRS发送端信号矩阵;最后,推导了SSSB-IRS的最大似然译码公式和平均误码率的理论公式。由于采用了灵活的编码和天线激活机制,该方案比现有的典型近场IRS调制方案具有更高的频谱效率,并且可以提供二阶发射分集来对抗信道衰落。仿真结果表明：所提SSSB-IRS方案比现有的近场IRS调制技术方案具有更好的误比特率性能,在频谱效率为6.5 b/(s·Hz)、误比特率达到10^-5时,所提方案的信噪比增益比坐标交织正交设计的近场IRS方案提升了约4.3 dB。     

通过边界行标记的低刷新功耗内存

提出一种通过数个边界行地址寄存器,将DRAM内存按照行地址划分为正常刷新区域、低频刷新区域和无需刷新区域的方案.当数据被集中于DRAM中连续行时,该方案不刷新未存放数据的DRAM行,并且对非关键数据区域采取比正常更低的频率进行刷新,从而可以将刷新功耗按比例降低至内存占用率以下.最后用gem5+DRAMSim2仿真平台对这种方案的硬件部分进行建模并仿真,实验显示如果搭配合适的数据分配算法,该做法能够在很低的硬件开销下有效降低内存功耗.     

5G/GNSS融合系统定位精度仿真分析

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)在室内或室内外交界处等多径干扰的复杂环境下伪距测量精度不高,定位精度不佳,甚至无法定位.第5代通信系统(5G)是我国目前大力发展的移动通信系统,其特征在于基站密度高,室内外覆盖性强,通信带宽大,因此具备精确测量基站与用户终端相对距离的潜力.融合5G与GNSS信号进行定位,可有效解决GNSS覆盖性不足、城市峡谷定位精度低等问题.本文通过对不同场景下的多径干扰进行定量分析,使用蒙特卡洛仿真的方法论证了几种典型的多径干扰条件下5G/GNSS融合系统的水平定位性能上下限.仿真结果表明,在室内或室内外交界处等多径干扰严重的环境下,室内布设足够的5G基站并融合5G带内资源后可以使定位精度达到亚米级.     

一种全双工物理层安全通信波束成形的低功耗方法

在保证物理层安全的前提下,为解决传统迫零成形算法在全双工通信功耗过高的问题,提出了一种适用于全双工通信的信息波束和噪声波束联合成形的低功耗方法。首先,在高斯信道模型下对全双工基站的传输信号进行信息波束成形,实现基站与接收端的信息传输;然后,在全双工基站发射天线中添加人工噪声,并将噪声波束成形保证全双工基站的接收信息和发送信息不被偷听者窃听;最后,经过凸优化求解,将NP难的信息和噪声波束联合成形问题转化为可高效求解的凸优化问题,最终得到最优的信息和噪声波束成形向量。仿真结果表明,在上下行安全速率均为3b/(s·Hz)时,该方法可以有效降低全双工基站的功耗,与经典的迫零波束成形算法相比,均值功耗降低约18%。     

WCDMA基站天线的选择

基站天线如同整个移动通信系统的触角,在通信过程中起着举足轻重的作用。本文对WCDMA基站天线的选择做了个浅议,以期对未来3G基站建设作出一定的指导作用。     

基于"基站"通信原理的无线传感器网络认证技术

针对已有的身份认证机制在认证阶段将消耗大量的通信开销问题,根据＂基站＂通信原理提出一种新型认证解决方案.提出＂区域＂和＂区号＂的概念,通过对节点划分区域、配置区号,并在相应区域中选定一个节点存储该区域中所有节点的信息,则称该节点为＂基站＂.同时该＂基站＂还存储其他区域的＂基站＂信息。当某区域的节点需验证本区域内或其他区域内节点时,只要要求对方告知＂区号＂,便可知道其所属＂区域＂,通过发起验证信息给自己所属的＂基站＂,要求对方所属＂基站＂去验证节点的合法性.该方案可以极大降低节点认证阶段的通信开销并有效阻止外部节点的攻击.     

低辐射3G网络基站选址优化

针对民众因担忧电磁辐射而投诉日益增多导致通信基站选址困难的现状,在考虑基站覆盖范围和建站成本的同时,兼顾基站电磁辐射对环境的影响,提出了面向低辐射的3G网络基站选址优化方案.通过对基站选址原则及其典型基站的电磁辐射模型分析,建立了基于多目标的基站评价模型,设计了基于改进的免疫优化算法3G网络基站选址优化方案,并以模拟实验区域为对象进行了仿真实验测试.实验结果表明:本文提出的选址优化方案不仅能以较小的基站建设代价满足信号覆盖要求,同时也降低了基站电磁辐射的影响,获得了更好的社会效益.     

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.     

性能约束下功耗感知的电压频率岛NoC映射

针对支持电压频率岛(VFIs)的片上网络(NoC)功耗优化问题,定义了性能约束的功耗感知NoC映射问题,并提出一种基于遗传、蚂蚁算法融合的优化方法.通过在映射过程中同时考虑计算功耗、VFIs开销功耗及通信功耗,提高了算法的优化能力,降低了系统的总体功耗;通过将遗传算法与蚂蚁算法融合,利用遗传算法的快速搜索能力、蚂蚁算法精确优化能力,使优化算法兼顾了收敛速度和优化效果.实验结果表明:本算法在满足NoC性能要求的前提下,可显著降低VFIs NoC的功耗;具有收敛速度快,优化精度好的特点,适用于求解大规模NoC映射问题.     

超密集部署下绿色能源感知的用户关联算法

为了降低网络能耗,实现5G绿色蜂窝网络,考虑电力能源和绿色能源同时供电的混合能源供应的超密集异构网络模型.为了更准确地模拟密集部署下基站与用户之间的信道衰落,采用5G中的双斜率路径损耗模型对大尺度信道衰落进行建模,并在此模型下提出一种改进的基于绿色能源感知的自适应用户关联算法.该算法为基站设置优先级和权重因子,用户根据基站的优先级和权重因子自适应地调整自身的关联策略,并结合资源分配完成用户关联过程.仿真结果验证了所提算法在能耗和能效方面的优越性.     

CPE非视距路径与弱信号场景下5G毫米波接收研究

5 G毫米波在逐步应用与推广,目前关于CPE在各种室内外场合5 G毫米波信号接收性能数据大多聚焦于城市街区、交通枢纽以及大型场馆等非视距路径和弱信号场景,很少涉及基站近处局部复杂环境下的场景.针对NSA网络架构环境下的CPE在基站底部非视距路径、楼梯间以及穿楼层局部孔洞拉远等相关弱信号场景多向接收室外5G毫米波基站信号...     

矿用5G通信系统射频能量损耗模型

通过对矿用5G通信基站使用的同轴电缆参数进行理论分析,提出了一种射频能量损耗模型和优化方法.定量分析矿用5G通信同轴电缆的固有衰减值和阻抗失配引起的损耗表达式,并结合矿井巷道特点以及基站与天线摆放位置对5G信号传输损耗的影响,建立了同轴电缆夹角的几何关系,推导出矿用5G通信系统射频能量损耗优化模型.根据上述射频能量损耗模型及优化技术得出:满足井下5G基站和天线安装要求的最佳角度为106.5°,对应的同轴电缆长度为0.42 m.与工程中常用值进行实验对比评判可见:射频信号强度优化值指标和传输速率优化值指标均有所提升,该模型可为矿山5G通信系统和智能矿山的建设提供技术支持.     

超密集异构网中基于配对理论的用户关联算法

超密集异构网络作为提升网络数据流量和用户速率的有效手段,成为5G关键技术中的一员。但超密集部署的小小区基站势必会导致系统总能耗的增加,以及用户接入公平性等问题。解决给定目标速率条件下基于能效优化的用户关联(也称为用户接入)问题。改进了原有的功耗优化模型,使之更准确地反映基站的实际发射功率和总功耗。在此基础上,利用拉格朗日对偶和二分法对关联过程中用户分配到的资源比例和基站为每个关联用户提供的发射功率进行优化和调节;同时结合配对理论,提出一种综合考虑能效和接入公平度的用户关联算法。性能仿真和对比结果表明,算法在保持良好的用户接入公平性的基础上有效提升了系统能效。     

同步回转式压缩机滑片摩擦特性研究

通过对新型同步回转式压缩机滑片的运动及受力分析,建立了其动力学模型,分析推导了滑片上各点摩擦力随主轴转角的变化关系及滑片上摩擦功耗的大小.在该模型基础上,对一台排量为96 cm3/r的同步回转式压缩机样机的滑片所受的摩擦力及摩擦功耗进行了分析计算,并与相同规格的旋叶式压缩机进行比较.结果表明:同步回转式压缩机滑片摩擦功耗主要发生在滑片与转子滑槽之间,占滑片总摩擦功耗的88.5%;样机的滑片摩擦功耗只有66.08 W,比同规格旋叶式压缩机的滑片总摩擦功耗降低85.1%;样机的总摩擦功耗约为218 W,比同规格旋叶式压缩机降低53.8%.研究结果表明,同步回转式压缩机在摩擦功耗方面表现出明显优势.