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.     

基于功率控制的异构蜂窝网络基站节能机制

针对移动网络中潮汐效应引起的能量浪费现象,提出一种基于功率控制技术的异构蜂窝网络基站节能机制.建立一个非合作博弈模型,以基站为博弈参与者,以能量效率作为收益函数,利用粒子群算法求次优解.该次优解逼近博弈模型的纳什均衡解,从而近似得到最优的功率控制结果.仿真结果表明,该机制能提升整个网络的能量效率,降低网络能耗,实现绿色通信.     

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...     

基于随机游走的小世界网络搜索策略分析

小世界网络是介于规则网络与随机网络之间的一种复杂网络,其特点与现实网络较为相似,因此研究小世界网络的各类性质对现实网络的部署与运行有着理论指导意义.搜索技术是当前小世界网络的重要研究方向,反映的是网络中某节点访问另一节点的效率问题.在描述小世界模型构造方法的基础上,研究随机游走搜索策略在WS小世界网络中的应用,通过仿真比较URW、NRRW和SARW三种搜索策略在不同网络拓扑下的搜索次数表现,为搜索策略的优化方案提供相关基础资料.     

基于随机几何理论的无线Ad Hoc网络传输容量分析

考虑实际通信系统中数据传输速率及可变的链路传输距离,利用随机几何理论对瑞利衰落环境下中断概率的精确表达式及渐近表达式、传输容量的渐近表达式进行了推导,并与采用固定链路传输距离下的中断概率、传输容量性能进行了比较.仿真结果验证了理论推导的正确性,并表明:由于实际通信系统通常是一个低中断概率系统,因此传输容量的渐近表达式的分析结果可看作其精确结果的有效近似值,通过渐近表达式,能够更好的体现网络传输容量与网络设计参数之间的关系,另外,实际通信系统中链路传输距离的变化对传输容量性能的影响不大.     

基于岩体三维裂隙网络模型的随机块体稳定分析

利用蒙特卡洛模拟方法和三维地质建模技术建立多边形离散裂隙网络与工程岩体的耦合模型,并对随机块体进行了识别分析,提出了一种新的随机岩石块体支护分析方法.根据空间坐标和地质属性对耦合模型进行分区,统计各个区域内块体的埋深、体积和密集度,研究随机块体的空间分布规律;在自重和地震两种情况下分别计算各区域的块体失稳概率和支护强度.通过以上参数的计算和分析,为锚杆间距、长度和锚杆支护力提供参数化指导,同时也可对支护方案进行检验.最后将该方法应用于某取水隧洞岩体支护分析中.     

蜂窝网络中能效最大的最优中继位置研究

在新一代蜂窝网络中,固定中继能够有效提高网络性能。在单小区内考虑上行传输,研究以能效最大化为目标的最优中继位置问题。定义了上行传输能效（uplink energy efficiency,uEE）,并分别推导出用户均匀分布下,无中继网络和中继网络的uEE解析表达式。通过分析和仿真,研究中继位置对uEE的影响。结果表明,可以通过优化中继位置获得最大uEE。评估了不同参数,如小区半径、中继数目和用户占用的资源比例对最优中继位置以及最大uEE的影响。     

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.     

蜂窝网络中能量收集基站的能量协作算法

针对蜂窝网络中具有能量收集(Energy Harvesting,EH)功能且固定电网作为必要补充的基站,以最小化基站从固定电网消耗的能量,充分利用收集的清洁能量,减小二氧化碳的排放量为目的,研究基站间的能量协作问题.提出了该类基站间能量协作的新模型,基站从可再生能源收集的能量在使用之前先被存储在容量有限的充电电池中,2个基站之间通过相连的电力线共享收集的能量.基于提出的新模型,采用线性规划、贪婪算法和Lyapunov优化研究3种不同情景下的EH基站能量协作方案,并给出相应的最优离线和实时算法.通过数值模拟,验证算法的有效性,以及能量转移效率和电池容量对能量协作下基站性能收益的影响.     

基于模型的三维几何约束网络求解研究

以图论为基础,建立了基于模型的三维几何约束网络模型,给出了此模型的求解算法。对数值求解作了研究,提出了三维几何约束解的手针维护。     

蜂窝移动通信基站的离散时间排队分析

用有限用户离散时间损失制系统对蜂窝移动通信基站进行建模,利用Markov链方法,给出稳态下系统每一时隙上发生损失的概率、平均信道利用率和平均吞吐率等性能指标。并通过数值仿真解释了该模型对数字蜂窝移动通信网络设计及性能分析的应用。     

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%.     

基于无线通信基站的室内三维定位问题研究

基于地理位置信息的商业服务具有巨大的商业价值和市场潜力,而目前定位服务主要针对于室外场景的定位,包括诸如GPS导航,微信,滴滴等一系列应用软件,然而,随着无线通信网络和移动互联网的发展,基于无线通信基站的室内三维定位将具有重要意义.利用2016年全国研究生数学建模竞赛所给测试数据,采用将多维搜索简化为分步一维搜索方法,将非线性方程组的最小二乘问题转化为线性方程组的最小二乘问题,在全域内搜索转化为在窄域内搜索等技术,在获取终端坐标以及移动轨迹方面取得了满意结果.     

异构小蜂窝网络移动性管理研究综述

新一代移动通信网络不断演进为高密集、无定型、立体分层的异构网络,移动性管理旨在保证用户设备（user equipment,UE）移动通信服务的连续性和无缝切换及降低信令开销等。移动性管理问题正成为异构小蜂窝网络（heterogeneous and small cell networks,HetNets）中无线资源管理需要应对的关键性挑战之一。阐述了移动性管理的一般性问题,根据移动性管理的主要特征给出了一个综合分类：整体切换性能增强、小蜂窝发现与识别增强和无线链路失效（radio link failure,RLF）恢复增强。此外,依据此分类对近年来第三代合作伙伴计划（3rd genera-tion partnership project,3GPP）成员在无线接入网（radio access network,RAN）标准化工作组历次会议中提出的主要移动性管理增强方案进行了分类阐述和性能对比。对异构小蜂窝网络的移动性管理所面临的挑战和未来研究的趋势进行展望,并在此基础上进行了总结。     

硬核点过程随机蜂窝网络能量效率优化研究

基于控制/用户平面分离的异构网络架构是5G中的一种重要组网方式.微基站的密集部署引发了巨大的能量消耗问题从而无法保障用户的高质量服务(quality of service,QoS).针对此问题,基于具有最小距离约束特性的硬核点过程(hard-core point process,HCPP),研究了控制/用户平面分离网络...     

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.     

三维桁架的几何非线性分析

基于虚功增量理论,提出了关于三维桁架的峨何非线性的全拉格郎日方程,简要讨论了跟踪过程的弧长运算法则。将全拉格郎日方程和弧长方法汇编戊用来分析三绝桁架结构。数据算例表明,计算结果准确,说明这种运算方法是正确遥。     

三维桁架的几何非线性分析

基于虚功增量理论 ,提出了关于三维桁架的几何非线性的全拉格郎日方程 ,简要讨论了跟踪平衡过程的弧长运算法则。将全拉格郎日方程和弧长方法汇编成计算机程序 ,可用来分析三维桁架结构。数据算例表明 ,计算结果准确 ,说明这种运算方法是正确的。