分布式天线系统中的天线位置优化

分布式天线系统(DAS)的天线位置直接决定着系统无线覆盖的可靠性和高效性性能.讨论如何在满足用户通信质量需求的前提下,通过优化天线位置来提高天线效率,使系统更加绿色.首先推导了DAS基于无线覆盖可靠性和高效性的天线效率公式,并提出基于这两种天线效率的相应天线位置优化方法.分析和仿真结果表明,通过优化天线位置,可以减少小区内的天线数目或最小化其平均最小接入距离,以提高天线效率、最小化系统总发射功率和降低布网成本.     

分布式天线系统中基于天线选择的能量效率优化

为了进一步解决无线通信系统的能量消耗问题,以分布式天线系统单小区为模型,提出了一种将天线选择和功率分配技术相结合的最大能量效率优化算法(max-ANPO-EE算法):通过选取用户一定距离范围内的天线后,利用拉格朗日函数和次梯度得到各个天线的最优发送功率,从而推导出相应的能量效率性能表达式,得到最优的能量效率.仿真结果表明:在用户和天线随机分布的单蜂窝小区网络内,max-ANPO-EE算法能获得比较好的性能.     

分布式认知无线电网络用户有效吞吐量的优化

为了解决认知无线电中,认知无线电用户(SU)如何在不干扰授权用户(PU)正常通信的情况下共享频谱资源和优化频谱使用的问题,该文在根据实际情况提出的Markov的PU信道占用模型的基础上,针对PU的行为,制定了一套合理的SU多信道接入方案. 分析了SU占用信道数以及感知周期对用户有效吞吐量的影响. 通过最优化有效吞吐量问题的理论推导和分析,得出了解析解.通过与仿真结果的比较,验证了理论结果的正确性,分析了曲线变化的特点,得出有效吞吐量分别随SU占用信道数以及感知周期的增加而先增大后减小的结论.     

分布式天线系统中基于大尺度信道信息的功耗优化

为了在实际应用中降低分布式天线系统(distributed antenna system,DAS)的功耗,实现绿色移动通信的目标,该文研究了在同时包括传输功耗和电路功耗的实际功耗模型下,发送端仅知大尺度信道状态信息时的下行DAS系统的总功耗优化问题。采取了联合发送天线选择和功率分配方案,然后将原问题分解为一系列可用有效算法求解的子问题,最后在此基础上提出了一种低复杂度的联合排序选择和功率分配算法。仿真结果表明:所提算法在满足用户遍历容量需求时,可以使系统总功耗得到显著降低。该方案可以用较低的系统开销,实现DAS的实用性能提升。     

分布式流处理系统中基于位置感知的操作共享优化算法

针对流数据规模大、 基本数据处理操作有重叠等特点, 提出一种基于位置感知的操作共享优化算法. 假设操作预先分配了计算节点资源, 在保证流处理实时性和动态性的基础上, 利用多个流数据作业间拓扑结构和操作功能的相似性, 基于DAG图匹配方法建立操作共享备选集; 以输出带宽为约束条件, 建立一个操作共享收益优化
问题模型, 解决了流处理过程中传统操作共享方法对集群的输出带宽影响考虑不充分的问题. 仿真实验结果表明, 该方法较原有算法更充分地考虑了计算节点制约因素, 并提高了共享收益, 从而可有效地节省系统计算资源.     

配电网中分布式储能系统的优化配置

大量分布式电源接入配电网会给配电网的安全和经济运行造成严重影响,而分布式储能系统是解决上述问题的有效方法之一。针对配电网中分布式储能系统的配置问题,提出了一种基于电压偏移量的方法,从改善电压的角度深入研究储能系统的最佳选址及经济性最优配置。首先,分析了分布式储能系统改善节点电压稳定性的机理,并用电压偏移量作为分布式储能装置选址的依据;其次,以配电网的运行成本最小为目标构建了储能容量优化模型,并采用遗传算法求解;最后在IEEE-11节点配电网络模型上进行了仿真分析。研究结果表明:所提方法充分考虑了配电网的电压特性,有效提高了储能装置对配电网电压的支撑水平,同时使主动配电网中储能的总年成本降低,提升了经济效益。     

分布参数系统中传感器位置的优化

针对实际工程问题中的分布参数系统输出和状态检测传感器存在观测噪声的情况,提出了一种基于信息矩阵行列式的优化算法,得到分布参数系统检测传感器的最佳位置配置,同时获得系统状态的最优估计.该算法通过对分布参数进行参数辨识,得到信息矩阵,利用其行列式优化传感器的位置配置.仿真结果表明了该方法的有效性,对分布参数系统输出和状态检测传感器位置选择具有参考价值.     

认知用户有效传输时间的优化

为探讨认知无线中,认知用户SU以某一访问流程共享主用户PU的频谱资源以及SU有效传输时间优化的问题,假定PU信道的状态变化为泊松分布,SU在物理层使用OFDM调制技术。分析了SU使用PU信道通信时占用的信道数n和传输期长度Tt对数据有效传输时间的影响,并用MATLAB作出了仿真图,找到了各自的最优值。作图仿真和理论分析基本吻合。在此基础上,进一步仿真了PU干扰时间率ITR这一重要限定条件的约束效果,得出了ITR的限定在减轻SU对PU干扰程度的同时,也造成SU有效传输时间下降的结论。     

分布式天线系统和速率分析与最大化

研究分布式天线系统单小区下行传输时的多用户和速率问题,采用复合衰落信道模型,包括路径损耗、阴影衰落和多径衰落.利用基于矩生成函数和高斯-埃尔米特积分的方法推导了多用户遍历和速率的解析表达式,并通过蒙特卡罗仿真验证了解析表达式的正确性.提出一种基于模式搜索的传输模式选择算法以确定最佳传输模式,即分布式天线与移动台之间的配对方式,从而使遍历和速率最大化.提出的传输模式选择算法与基于最小距离的传输模式选择算法相比,可以达到相近的小区平均遍历和速率,而在特定数量分布式天线单元的情况下,前者目标函数的平均计算次数要小于后者.     

认知无线电系统中感知时间的优化

以能量检测作为频谱感知的基本方法,以次用户平均信道效率作为衡量认知无线电系统性能的参考标准,分析了存在多条主用户信道时,在次用户频谱感知的不同阶段,感知时长对认知无线电系统性能的影响.推导了授权用户对干扰的防护得到满足的前提下,使次用户平均信道效率最大时,感知时长必须满足的条件,并通过仿真对理论分析进行了验证.仿真结果表明:次用户可以通过选择最佳的感知时长,使其平均信道效率得到优化.     

分布式MIMO系统天线选择对信道容量的影响

研究了分布式多输入多输出系统的信道容量,对信道非满秩情况进行讨论,分析了天线选择对于信道容量的影响。对信道容量的仿真表明：在分布式MIMO系统中对发射天线进行选择可以提高信道容量。同时选择天线可以减小系统的复杂度和硬件成本。     

多小区全双工分布式天线系统的能效资源分配

针对多小区全双工分布式天线系统(DAS),提出了高能效的资源优化分配策略。所提策略在保证用户服务质量(QoS)需求的前提下,通过联合优化上下行波束赋形因子、用户发射功率和远端天线单元(RAU)选择来最大化系统能效。首先,把优化问题重新规划为一个秩约束的半正定规划问题,通过分式规划将目标函数由分式形式转化为减法形式,引入惩罚函数来处理整数变量,采用半正定松弛,提出了一种需要解决内部优化问题的迭代资源分配算法;然后,利用层次分解和连续凸逼近,将内部非凸问题转化为一系列凸优化问题循环迭代求解。仿真结果表明,文中提出的算法可以很快收敛,并且和其他基准算法相比可以极大地提升能效。     

译码转发系统中一种半分布式用户选择策略

针对译码转发系统中传统的用户选择策略复杂度过高的问题,提出一种半分布式用户选择策(SDUS策略).该策略以最大化系统瞬时互信息量为目标,引入中继选择的判决门限,并根据此门限生成协作集,目的节点从协作集及源节点(当协作集为空集时)中选择信道质量最好的用户作为协作节点.SDUS策略不仅能够显著降低系统的运算复杂度,还能够改善系统的中断性能.仿真实验表明,当信噪比为20 dB且系统中的中继节点数为120时,SDUS策略的运算开销仅约为机会中继策略和选择协作策略的39.5%和51.1%.     

光伏系统分布式功率的优化

光伏系统部分电池板受到遮蔽引起串、并联的失配,会严重影响发电量。在电池板级采用功率优化变换器可以有效地解决问题。文中讨论了分布式光伏系统的架构,分析了不同拓扑结构的DC-DC变换器作为分布式优化器的特点和适用性;重点讨论了光伏优化器的效率和改进,并通过Simulink仿真进行了验证。     

多天线多用户认知系统中兼顾能效的波束成形方法

当次用户配置多天线的认知无线电多天线系统,需要主要考虑4方面的因素:对主用户系统的干扰功率不能超过特定阈值;次用户系统的最大互信息应该最大化;次用户系统的能源效率的提高;满足次用户系统中用户的服务质量。针对此问题,该文提出了一种具有闭合解的次优方案。分析和仿真结果表明,所提方案兼顾了这4方面的因素,并且具有较高的能源效率和次用户系统的最大互信息。     

微网中分布式储能系统的控制参数优化方法

以系统小信号状态空间方程为基础,针对孤网运行中的分布式储能系统,提出了一种参数优化方法,该方法综合考虑了系统渐近稳定、控制带宽和鲁棒性等因素.根据Routh-Hurwitz和L2增益确定了参数优化的目标函数,并采用混沌粒子群优化(CPSO)算法进行求解,对包含三个分布式储能系统的微电网进行了优化求解算例分析.仿真结果表明:该方法可以解决因不合理参数引起的系统振荡、潮流反向以及储能系统相互充放电的问题;能够很好地解决分布式储能系统下垂控制器的参数整定问题,求解得出的参数能保证分布式储能微网系统的稳定运行和功率的有效分配,同时保持微网频率和电压稳定.     

多小区分布式天线系统高能效协同传输方案

该文将各分布式天线簇内的天线单元相关性纳入考虑,且在仅可获得包含发送端大尺度信道状态信息和发送天线单元相关特性的慢变信道统计特性的条件下,研究多小区分布式天线系统(distributed antenna system,DAS)的高能效协同传输问题,通过小区间协同优化输入协方差矩阵,使系统能效最大化。该优化问题为复杂的非凸问题,故难以求解。通过连续Taylor展开方法,使原问题转化成系列拟凸分式规划子问题,然后通过分式规划方法将其进一步转化成易处理的等价凸问题。据此,提供一种原优化问题的迭代法求解方案。仿真结果验证:相比已有方案,该方案改善了系统的能效水平。     

认知无线电系统中联合优化资源分配算法

在认知无线电系统中,次用户能够利用感知到的已授权频段进行通信,只要其传输过程对主用户通信引起的干扰处于主用户可以忍受的程度之内。协作中继方案能够利用中继节点的传输来有效提高频谱的利用率,并增强了直接链路的传输能力。文中研究在一个三节点的认知无线电网络中基于协作中继传输时的资源分配问题,为了保证在认知用户对主用户干扰可容忍的前提下使得通信系统端到端的可达吞吐量最大,提出了一种联合优化功率分配和信道分配的方案。仿真结果显示,相对于单独进行功率分配或者信道分配情况下该方案能够有效提高认知无线电系统端到端的传输性能。     

改进的分布式天线系统下行链路性能和信道容量

提出了一种改进的蜂窝分布式天线系统结构（IDAS）,该结构采用定向天线单元并将其合理放置,通过仿真分析了在3种系统结构下阴影衰落的差异及其相关性对误码率和信道容量的影响.分析和仿真结果表明,相对于现有蜂窝分布式天线系统结构（EDAS）和传统蜂窝结构（TC）,IDAS能够更好地降低其误码率并提高信道容量,特别是在小区信道质量非常差的边界区域中.     

阵列天线MC-CDMA系统用户波达方向估计

提出了一种阵列天线MC-CDMA系统用户波达方向估计算法.该算法首先利用MC-CDMA系统用户扩频码的正交性、子载波频域分集性,进行用户信号的分离、多址干扰的抑制和用户信号的增强,然后再通过传统波达方向估计的子空间算法实现用户信号波达方向的估计.仿真结果显示所提出算法在估计阵列天线MC-CDMA系统用户波达方向时,波达角估计误差很小,表明了算法的有效性.