面向未来移动通信的超蜂窝网络架构

提出了一种面向未来移动通信的超蜂窝网络架构设计,其核心技术包括:超蜂窝无线组网技术、接入网虚拟小区技术和云平台支撑技术。超蜂窝无线组网技术的特点是空口控制与业务覆盖的分离,进而演进为对空口资源和流程的重构;接入网虚拟小区技术的特点是处理逻辑与空口覆盖的分离,进而演进为以用户为中心、结合SDN(Software-defined networking,软件定义网络)技术的接入网处理重构;云平台支撑技术的特点是接入网处理与计算资源的分离,进而演进为面向运营、平台化和虚拟化的计算重构。超蜂窝网络架构的设计与大规模天线阵、高频段大带宽通信的新兴物理层传输技术有很好的统一性,并且衍生出了一些新颖的跨层跨域的统一研究方法。     

异构蜂窝网络中基于Stackelberg博弈的能效优化算法

设备到设备(Device To Device,D2D)通信允许移动终端无需通过基站而进行直接通信。为提高蜂窝系统能效,引入D2D通信共享频谱资源形成异构蜂窝网络。本文将D2D通信的能效优化问题转化为博弈收益最大化问题,并提出了一种基于Stackelberg博弈的分布式功率控制算法。针对系统模型中存在的跨层干扰以及层内干扰,该算法建立了干扰价格系数与D2D对发送功率之间的函数关系,并求解出给定干扰价格系数下D2D对最佳发送功率的闭合表达式。仿真结果表明所提算法能够在最大化基站端蜂窝用户收益的基础上有效提高D2D对的总能效。      

有限反馈的异构蜂窝网络下行链路能效优化方法

研究了在有限反馈约束下的异构蜂窝网络下行链路中与宏蜂窝共存的小蜂窝能量效率最大化问题。其中,宏基站(Macro Base Station,MBS)和小基站(Small Base Station,SBS)通过共享频谱分别向宏用户(Macro User,MU)和小用户(Small User,SU)发送信号。提出了有限反馈和功率带宽联合优化方案来最大限度地提高小蜂窝中所有SU的平均能量效率。由于所构建的目标函数是分式形式并且具有非凸性,采用丁克尔巴赫方法将分式形式化为等价减法形式,并通过增广拉格朗日乘子法求解,提出两层迭代优化算法得到目标函数的最优解。仿真结果表明,相比于传统功率带宽等分配的反馈比特优化方案,所提方案明显地提升了小蜂窝所有SU的平均能量效率。     

绿色蜂窝网络的频谱效率与能效函数

为了给绿色蜂窝网络的研究和设计提供一个基本的基准或判断依据,对存在多小区干扰和越区切换情况下蜂窝网络的网络传输能力(网络频谱效率)和能量效率函数(能效函数)进行了研究,揭示了蜂窝网络的功率开销与频谱效率之间的关系。首先,给出了蜂窝网络能效函数的定义,并在此基础上提出了小区干扰深度和越区切换的动力学模型,进而论证了存在多小区干扰和越区切换情况下的蜂窝网络频谱效率,并推证了数学表达式。最后,求解了蜂窝网络的能效函数,讨论了相关参数对它的影响和数值结果分析,为绿色蜂窝网络的研究和设计,提供了有益的分析依据和基础。     

超密集异构蜂窝网多维资源联合优化算法

作为5G的关键技术,超密集组网(UDN)可以大幅度提高网络容量和用户体验,但其性能严重受限于小区间干扰。针对超密集异构蜂窝网络的无线资源高效管理问题,提出了一种多维无线资源联合分配算法。为了在保障用户服务质量的前提下,最大化系统能效,将时频资源与功率资源的最优分配问题建模为有约束的组合优化问题。由于这是一个NP-hard问题,求解比较困难。因此,采用分步优化+迭代搜索策略：首先基于模拟退火算法进行时频资源优化分配,并引入粒子删减和回火升温过程以提高搜索速度和避免落入局部最优陷阱;然后采用拉格朗日乘子法进行功率最优分配;最后,通过多次迭代,逼近全局最优解。仿真结果表明,提出的联合资源分配算法能够保障用户间的公平性并且有效提高系统能效与网络吞吐量,同时具有更快的收敛速度和更高的收敛精确度。     

联合功率控制和信道分配的蜂窝网络能效优化算法

为了提高混合设备到设备（D2D）蜂窝网络中D2D干扰导致系统能效下降的问题,提出了联合功率控制和信道分配的能效优化（EEPC）算法,进而提升系统能效。以D2D用户和蜂窝用户最小速率为约束条件,建立最大化能效的优化问题;利用块坐标下降法将优化问题转化为信道分配和功率控制两个子问题,再分别利用Q学习算法、Dinkelbach算法和优化最小（MM）算法求解。并对Q学习算法中贪婪搜索因子进行改进,采用动态的搜索因子,平衡探索与利用间的关系。性能分析表明,提出的EEPC算法提升了系统能效。     

蜂窝物联网中短包域能量效率最大化波束成形优化与设计

为了满足未来蜂窝物联网(IoT)中超高可靠和超低时延的要求,该文提出一种适用于多小区多用户超高可靠极低时延网络短包域公平性能量效率最大化算法。首先,以最小用户传输速率、每个发射机最大功率等约束为限制,构建了一个关于波束成形矢量的非线性分式规划资源配置模型。随后,采用变量代换、连续凸近似等技术,将原始非凸优化问题转化为标准的凸问题,进而提出一种短包域迭代能量效率最优化方法进行求解。最后,数值仿真结果验证了所提算法在短包域具有良好的能量效率性能。     

蜂窝系统中用户能效值的分析与计算

目前随着信息技术的快速发展,蜂窝系统中的移动用户数迅速增长,如此巨大的用户数量将会造成通信能耗的快速增加。而如何降低能耗、提升能效是目前通信领域的重中之重。因此将基于哈塔模型的COST231扩展模型对用户能效进行分析,并通过MATLAB对其进行仿真与计算,最终根据实验结果提出提高能效的方法。     

基于时延优化的蜂窝D2D通信联合用户关联及内容部署算法

针对蜂窝网络传输性能及基站(BS)缓存能力受限,多用户内容请求难以满足用户服务质量(QoS)需求等问题,该文提出一种蜂窝终端直通(D2D)通信联合用户关联及内容部署算法。考虑到位于特定区域的多用户可能对于相同内容存在内容请求,该文引入成簇思想,提出一种成簇及内容部署机制,通过为各簇头推送热点内容,而簇成员基于D2D通信模式关联簇头获取所需内容,可实现高效内容获取。综合考虑成簇数量、用户关联簇头、簇头缓存容量及传输速率等限制条件,建立基于用户总业务时延最小化的联合成簇及内容部署优化模型。该优化问题是一个非凸的混合整数优化问题,该文运用拉格朗日部分松弛法,将原优化问题等价转换为3个凸优化的子问题,并基于迭代算法及Kuhn-Munkres算法联合求解各子问题,从而得到联合成簇及内容部署优化策略。最后通过MATLAB仿真验证所提算法的有效性。     

浅议移动通信网络室内分布系统的设计与优化工作

伴随着信息时代的到来,人们对于通信网络的需求逐渐增大,对于通信质量的要求也越来越高,这就要求对室内通信网络的分布更加合理,包括光电缆铺设、天线安装等,其目的是让室内各区域都能接收良好的网络信号,从而提高用户的使用质量。     

分组传送设备能耗评估与测试方法探讨

分析了业务模型、设备架构对分组传输设备能耗的影响程度,调研了分组转发类设备现有的能耗测试与评估方法及相关标准化组织,并对比各测试方法间的差异性和适用场景,探索性地提出了更适于PTN设备能耗评估测试方法。     

基于能量获取的无线通信系统研究

由于部署便利及能提供无间断的绿色无污染的能量等特点,能量获取已经成为解决未来无线通信能耗问题的一项非常有潜力的技术。虽然能量获取技术仍存在能量来源不稳定、存储设备容量有限等限制条件,加之无线通信系统自身的信道与数据到达的随机特性,使得在无线通信系统中使用能量获取技术极富挑战性,但学术界与产业界在基于能量获取技术的无线通信研究中仍取得了显著进展。广泛调研了国内外在相关领域的研究现状及主要研究方向,考察了在基于能量获取技术的无线通信系统研究中的常用模型、系统框架与常用方法,对各研究方向进行了深入分析与梳理,最后对应用能量获取技术的无线通信系统的未来研究方向进行了总结和展望。     

基于PUE的通信机房能效评测方法研究

给出了通信机房相关PUE概念及其计算,对通用的能效评测方法进行研究,给出能效评测的依据及方法。通信机房PUE基准值的确定,可以衡量目标机房的能效水平;给出通信机房PUE能效评级,将目标机房合理诊断,有助于发现节能对象或评比节能效果。     

实时能效分析及智能评级方法

能效分级是能效测评的基础,传统的能效分级方法单一且有局限性。文中提出一种智能化的评级方法,将神经网络应用于电力用户能效分析中,建立了基于神经网络的能效评级模型,从而不用给定某个特定的显式数学表达式。系统以RBF神经网络为核心建立模型,使用正交最小二乘法学习。综合考虑电能能效、电能污染能效和经济能效,可实时有效地进行能效分析及智能评级,并给出量化节能方案。仿真及实例计算表明,电力用户实时能效评级的RBF模型操作简捷、适用性强、实时性高,且具有较强的实用价值。     

基于HFC建立移动通信网方案研究

介绍了HFC网和服务区的概念,提出建立HFC移动通信网的方案,阐述了其基本工作原理和优缺点.     

基于能量效率的分布式星群下行链路功率分配方法研究

针对多波束卫星通信系统星上资源稀缺和能量利用效率不高的问题,本文提出了分布式星群网络下行链路中兼顾系统功耗和数据速率的功率分配方法,通过合理的资源分配来优化系统的能量效率.首先建立分布式星群功率分配模型,将复杂的分式问题转化为易于求解的减法形式问题,然后基于凸优化理论,提出功耗-数据速率权衡功率分配算法,并讨论了能量效率（energy efficiency）与频谱效率（spectral efficiency）之间的权衡关系.仿真结果验证了提出算法的有效性和EE-SE权衡关系,并分析了电路功耗对系统性能的影响.     

飞行器作战对抗的系统能量效率评估研究

系统的效率取决于总的能量资源和对能量流的控制.将能量效率物理准则引入对飞行器系统的评估,描述了飞行器系统的形态,给出了能量效率准则在飞行器拦截系统中的应用,对于飞行器系统作战效能评估及实际应用具有参考价值.     

PC服务器能效测量研究与应用实践

PC服务器是企业运营中重要的IT设备,其本身能耗及配套制冷能耗是企业用电量的重要组成部分,如何精确测量PC服务器的能效,并根据测量结果选用能效高的服务器设备以节能增效是企业面临的问题。本文重点讨论PC服务器能效的测量方法,并根据大量的测量实践,揭示不同设备厂家设备能耗的差异、机架服务器和刀片服务器能效关系以及影响能效表现的因素。     

基于EEOI的船舶能效管理措施节能分析

为了构建船舶能效运营体系, 指导船只运营管理实践, 以新美洲轮为例, 利用实船数据结合能效运营指数 (EEOI) 公式, 分别从增压器数量、船舶航速、装卸货以及主机气缸注油率等方面进行了理论计算和实验, 得到各因素对船舶能效运营指数的影响。结果显示, 优化增压器数量、航速、装卸货以及主机汽缸注油率 的方法可以有效地减少船舶油耗, 为今后船舶运营以及节能减排管理提供参考。     

协作通信网络基于能量效率的博弈模型

本文研究准静态衰落环境下多用户OFDM协作通信网络能量效率问题,分别在非协作和协作传输情形下建立了能量效率模型。引入联盟博弈理论,根据用户协作关系建立联盟,提出一种联盟合并算法,结合SQP功率分配算法,联盟能量效率能有效提高。