基于能量收集的协作中继传输性能

将协作中继技术与能量收集技术相结合,并将其运用到多用户传输系统中,研究了能量收集中继协作的多用户传输网络的中断性能。首先提出了一种基于能量分割接收机的能量收集多用户协作传输协议。然后分析了该协议在瑞利衰落信道下的中断概率性能。最后结合数值仿真与理论分析结果,进一步分析了源节点发送功率和中继位置对系统中断概率的影响。仿真结果表明:本文提出的能量收集多用户协作传输协议与传统的非协作传输协议相比,可以在不增加系统能耗的前提下提高系统的中断性能。此外,中继节点距离源节点较近时可以获得更低的系统中断概率。     

优化传输性能的机会协作中继系统动态时间分配策略

为了优化能量收集无线网络传输性能,延长网络中能量受限型节点的生命周期,提出了一种基于解码转发策略的机会协作中继系统动态时间分配策略.在满足系统最低传输速率的约束下,推导出中断概率与时间分配系数之间的关系表达式;通过减小系统中断概率来优化时间分配系数,得出系统吞吐量和能量效率的表达式;设计了一种基于次优迭代的时间分配算法,实现问题的求解.仿真实验结果表明,在非理想信道状况下,所提出的策略有较高的系统吞吐量和能量效率,可优化无线网络的传输性能,提高可靠运行度.     

能量采集衬底式认知协作中继网络安全中断概率分析

能量受限协作中继网络频谱利用率低,生存周期短,无线信道开放性所带来的物理层安全受到威胁,对此,将功率信标辅助射频能量采集技术、认知无线电技术和协作中继网络相结合,构建了一种新的中继节点分散布置的能量收集2跳认知协作中继网络;引入单窃听节点对第2跳传输进行窃听,并结合主动和被动窃听方式提出了最优中继选择和次优中继选择方式,推导了2种中继选择方式下次网络安全中断概率闭合式.数值计算和仿真结果表明,主接收节点和中继数目、中继和窃听节点位置设置、能量采集比例、能量转换效率以及信道容量和安全容量阈值都会对次网络安全中断性能产生显著影响.最优中继选择方式下的次网络安全中断性能明显优于次优中继选择方式.功率信标信号功率或干扰约束的增大使得次网络安全中断概率降低,并趋于饱和.     

前向放大协作中继系统中的优化功率分配

对于无线通信系统中的单天线节点来说,协作中继技术能有效地提高通信性能。研究了瑞利衰落信道下两跳放大前传协作中继系统的最优化功率分配问题。推导了高信噪比条件下的协作中继系统的中断概率的理论公式,适用于研究不同信道条件的功率优化分配;证明了高信噪比时基于符号错误率和中断概率最小化的最优化功率分配问题是等效的,为相关结论的推广应用提供了理论依据。仿真表明高信噪比条件下,基于推导的中断概率理论公式来实现最优化功率分配是可靠有效的。     

考虑多个干扰节点的机会中继的性能分析

提出了考虑多个干扰的解码转发主动机会中继选择协议. 针对存在直通链路的中继模型,在多个干扰对中继节点和目的节点同时产生影响的情况及独立不同分布的瑞利信道环境下,推导出了目的节点采用最大比合并时的中断概率,并对结果进行了仿真验证. 在存在多个干扰的情形下,考虑干扰的中继选择方案优于经典的中继选择方案,中继选择协议可以减少干扰对系统的影响.     

多源-多中继协作通信的中继选择与功率分配

针对多中继协作通信带来的中断性能差与高能耗问题,在N个源节点的混合译码放大转发网络中,提出了一种基于多源-多中继协作通信的中继选择与功率分配方案.该方案将空闲时的N-1个源节点当作"中继节点","中继节点"根据信道统计特性值自适应地降序排列,选取M个"中继节点"组成最优中继集合.当中断概率一定时,根据信噪比门限判断被选择M个"中继节点"的协作方式,构造系统总功率Lagrange函数,通过 Karush-Kuhn-Tucker极值条件求得系统各节点的最小功率.数值分析结果表明,在传输速率为0.5~0.8 bit·s-1·Hz-1范围内,相比于放大转发方式下的多源-多中继协作通信的功率分配方案,该功率分配方案的总功率节省了9~22 dBm,极大地减小了系统资源的消耗.     

Nakagami-m信道下DAF选择中继的中断性能分析

为了解决协作通信系统中选择中继算法中断性能分析复杂的问题,提出了一种新的中断分析方法.基于功率受限协作通信系统,考虑Nakagami-m独立同分布信道下一种带有直通链路的选择中继模型,在该模型下推导了中断概率表达式,分析了系统的中断性能,经仿真验证了理论分析的准确性.探讨了优化功率分配,给出特定中继数情况下的功率分配系数.分析结果表明,在该模型下的中断性能与已有模型相比均有所提高.     

基于SLIPT的混合可见光/射频协作通信系统性能分析

传统无线通信传输和网络接入依赖射频通信技术.随着海量移动设备涌入,频谱资源匮乏、移动设备电能受限等问题对新一代物联网的可持续发展提出了严峻挑战.本文通过融合传统无线射频通信技术与新型可见光通信技术,构建一种基于可见光信息能量同传(simultaneous lightwave information and power ...     

非再生中继Nakagami-m信道协同系统的性能分析

将再生中继协同系统的性能分析推广到Nakagami-m衰落信道,导出其MPSK调制下的概率密度函数,基于此概率密度函数推出系统在不同衰落参数和调制指数下的平均错误概率和中断概率。Monte Carlo仿真结果验证了理论推导的正确性,为工程实际提供理论依据和数值参考。     

中继式协作频谱感知仿真平台设计

为了在认知用户与数据融合中心之间的单跳直接式通信受阻时,通过邻居节点提供的中继辅助进行多跳通信,以完成数据融合中的感知结果报告,基于分层分簇的协作网络建模思想,提出一种多跳中继式协作模型,并在此基础上,使用Matlab GUI中的GUIDE工具,设计出一种用于中继式协作频谱感知环境的仿真平台。系统性能测试表明,所设计的仿真平台可对常见协作频谱感知算法,在多跳中继式模式下进行有效地仿真和性能分析。     

协作中继中断性能和差错概率分析

针对单峰窝下通信的三节点(源节点、中继节点和目的节点)协作传输模型,分析了中继节点分别采用放大转发模式和解码转发模式时对传输的中断概率和差错概率,并采用蒙特卡洛仿真对其性能进行评估。仿真结果表明,与放大转发模式相比解码转发模式可获得更低的中断概率,而解码转发模式的误比特率低于放大转发模式。     

TAS/SEC系统在N-Nakagami信道下的性能分析

为了降低移动设备的硬件复杂度,提出了一种基于发射天线选择和切换检测合并的传输机制。利用信噪比的概率密度函数,分别生成了相移键控调制、正交幅度调制、脉冲幅度调制的矩生成函数,将其进行积分,得到了平均符号误码率的精确表达式。将信噪比的概率密度函数进行积分,得到了中断概率的闭合表达式。仿真结果表明,系统的性能可以通过增加发射/接收天线数和衰弱系数、减小衰弱因子来改善。     

Coupled simulation of BES-CFD and performance assessment of energy recovery ventilation system for office model

Thermal comfort and indoor air quality as well as the energy efficiency have been recognized as essential parts of sustainable building assessment. This work aims to analyze the energy conservation of the heat recovery ventilator and to investigate the effect of the air supply arrangement. Three types of mixing ventilation are chosen for the analysis of coupling ANSYS/FLUENT (a computational fluid dynamics (CFD) program) with TRNSYS (a building energy simulation (BES) software). The adoption of mutual complementary boundary conditions for CFD and BES provides more accurate and complete information of indoor air distribution and thermal performance in buildings. A typical office-space situated in a middle storey is chosen for the analysis. The office-space is equipped with air-conditioners on the ceiling. A heat recovery ventilation system directly supplies fresh air to the office space. Its thermal performance and indoor air distribution predicted by the coupled method are compared under three types of ventilation system. When the supply and return openings for ventilation are arranged on the ceiling, there is no critical difference between the predictions of the coupled method and BES on the energy consumption of HVAC because PID control is adopted for the supply air temperature of the occupied zone. On the other hand, approximately 21% discrepancy for the heat recovery estimation in the maximum between the simulated results of coupled method and BES-only can be obviously found in the floor air supply ventilation case. The discrepancy emphasizes the necessity of coupling CFD with BES when vertical air temperature gradient exists. Our future target is to estimate the optimum design of heat recovery ventilation system to control CO₂ concentration by adjusting flow rate of fresh air.     

混沌粒子群优化的模糊神经PID控制器设计

针对常规PID控制的线性局限性及传统模糊控制和模糊PID控制中积分误差规则难以获取,系统存在稳态误差的问题,提出一类以模糊神经网络和PID神经网络组成的模糊神经PID控制器．以整个神经网络的权值为优化参数,利用基于混沌策略的粒子群全局优化算法离线优化和误差反传算法在线调整相结合的方法获得控制器参数,并设计了混沌优化与粒子群结合的两步方案．仿真结果表明:与传统PID、模糊、模糊PID控制相比,系统的瞬态和稳态性能有了明显提高,且保持了一定的鲁棒性及高跟踪精度．该方法有效地拓展了PID控制的使用范围,并为智能方法与PID控制的结合提供了一种新的参考方案．     

干扰温度受限的认知无线电系统中断概率分析

针对一个衰落条件下的多用户认知无线电系统,该系统存在多个并行的认知链路,其发送功率同时受主用户接收端干扰温度的限制以及各自的最大中断概率约束,研究如何通过对各认知链路适当的功率控制来使其非中断传输概率的乘积达到最大,以获得尽可能高的传输效率并保证各链路的共享公平性。首先,对瑞利衰落、信道噪声和用户间信号干扰进行了合理的抽象与建模,并给出了各认知链路的中断概率表达式,将上述各认知链路传输概率乘积最大化问题近似为几何规划问题,从而获得该问题的近似最优解。仿真结果表明,这一近似解与实际最优解基本吻合。     

软时间窗和匹配运输下的供应链配送网络优化

针对客户和供应商匹配运输下的供应链配送网络优化问题,在模型中加入客户软时间窗约束、车辆最大行驶距离约束以及设施容量约束,建立了全新的0—1整数规划模型,采用基于整数编码和交换序的离散粒子群优化算法来求解。通过算例将标准粒子群算法（PSO）、局部版粒子群算法（LPSO）和离散粒子群算法（DPSO）的运行结果进行比较,结果表明,DPSO算法可以减少迭代次数,并获得问题的最优解。     

计及碳税的含风电和储能的电力系统经济调度

风力发电和电池储能近年来得到快速发展,对电力系统的安全和经济运行的影响越来越明显。针对风力发电和电池储能接入电力系统后出现的问题,探讨经济调度问题及电池储能对减少风电出力波动的影响。并计及碳税,进一步研究含风力发电和电池储能的电力系统经济调度问题。通过威布尔(Weibull)概率分布描述风电厂出力,利用混沌粒子群优化算法求解经济调度模型。最后,采用修改的IEEE 30节点电力系统验证模型有效性。     

热应力下组合球壳的力学分析及数值模拟

基于热弹性力学和热传导理论,对热应力作用下的两种不同弹性材料组成的复合圆球壳进行了力学分析。推导出组合球壳在变温场作用下的应力和位移的解析表达式,利用Matlab软件进行数值模拟,给出了径向应力、环向应力和位移随半径的变化曲线,研究了外界温度场、组合球体的几何参数以及材料参数等随内外球体半径变化的规律。     

基于两层优化的主动配电网储能优化配置

针对主动配电网储能系统优化配置问题,考虑运行控制策略对规划方案的影响,提出一种基于两层优化的配置方法。在短时间尺度的内层优化中,利用低通滤波算法提取上网功率高频分量,以高频分量变异系数和可再生能源浪费率最小为目标,基于标量化方法和粒子群算法优化主动配电网控制策略。在长时间尺度的外层优化中,构建多目标优化模型,最小化投资成本和可再生能源浪费率,采用NSGA-Ⅱ算法求取储能系统配置的Pareto最优解。由于运行控制和规划配置间存在相互影响,将不同时间尺度的内外层优化置于统一的框架内,以可再生能源浪费率、储能系统配置位置和容量为耦合变量交替迭代求解。结合算例,对所提模型及其求解方法进行了验证。算例分析表明:主动配电网中储能系统优化配置能够有效提高电网对可再生能源的消纳能力。     

基于改进简化粒子群算法的含DG的配电网无功优化

分布式电源(Distributed Generation,DG)并网能够有效支撑电网,增加电网运行的灵活性,对含DG的配电网进行无功优化能够有效提高电能质量,降低网损,保证配电网安全、稳定、经济运行。为此,建立了以有功网损最小为目标函数的数学模型,同时,为保证节点电压和DG无功出力在各自允许范围内,分别建立了节点电压越限罚函数和DG无功出力越限罚函数。针对基本粒子群算法易早熟、收敛精度差、迭代后期收敛速度慢等问题,给出了一种惯性权重和学习因子动态变化的简化粒子群算法。该算法舍去粒子速度项,使惯性权重随迭代次数呈指数函数变化,学习因子随迭代次数呈正弦函数变化。以含DG的IEEE33节点配电系统为例进行无功优化分析,结果表明:DG能增强电网运行的稳定性,所提算法具有较好的优化性能。