Microwave exposure and safety associated with personal wireless telecommunication base stations

There are considerable public concerns regarding the biological effects and safety of microwave exposure from wireless base stations. There have been repeated calls for measures and tools that would reduce the exposure to microwave radiation from cellular mobile telephone operations. The radiated power from a base station antenna can vary from less than 1 to as high as 500 W per channel (or transmitter), depending on the location and type of the antenna used for a cellular communication system. The level of public exposure to microwave energy from any base station varies depending on antenna type, location, and distance from the base station. The microwave exposure a person receives from a base station thus depends on both the distances from the antenna, and the angle below the direction of the main beam.     

吉林移动室内覆盖供电保障系统的建设及效果分析

随着移动通信业务的快速发展,对写字楼、酒店、商场、超市等人口稠密场所进行信号覆盖或加强(覆热、覆忙)的窒内微峰窝基站逐渐成为移动运营商保障的一个重点。近年来,由于国内电力紧张,城市用电量大,供电线路老旧,经常出现事故性或让电等电力中断,导致微蜂窝断站,因此迫切需要对室内覆盖微蜂窝系统建设供电保障设施。本文着重介绍了室内覆盖系统的供电现状、各场景的基站应用的布置、断电及分布等情况,探讨了在室内覆盖系统应用壁挂式UPS、一体化户外直流电源等交直流供电的不同解决方案,对使用效果进行了理论计算,并通过各方案在吉林移动各地、市的应用做出了实际使用效果分析。     

移动通信室内覆盖供电保障系统的建设及效果分析

近年来,由于国内电力紧张,城市用电量大,供电线路老化,经常出现事故性或断电等电力中断,导致微蜂窝断站。因此,迫切需要对室内覆盖微蜂窝系统建立供电保障设施。着重介绍了室内覆盖系统的供电现状,各场景的基站应用的布置,断电及分布等情况,探讨了在室内覆盖系统应用壁挂式UPS,一体化户外直流电源等交直流供电的不同解决方案,对使用效果进行了理论计算,并通过各方案在吉林移动各地市的应用做出了实际使用效果分析。     

具有固定中继节点多跳小区结构

为了在低发射功率的前提下扩展蜂窝小区的覆盖范围,本文基于多跳通信模式,提出由中心基站负责固定中继节点接入,移动节点通过固定中继节点的多跳中继而连接基站的网络结构,即接入式多跳小区结构.此结构提供了在低成本条件下完成区域覆盖的方法.对该小区结构的覆盖特性进行了分析,结果显示具有3个或4个固定中继节点的多跳小区结构可以有效地实现基站覆盖范围的扩展.     

Source-based network-balanced receive power control with fixed base station assignment in cellular multimedia CDMA systems

In this paper, the receive power control (RPC) problem for users with different data rate and service requirements in a cellular code division multiple access (CDMA) system with fixed assignment of mobiles to base stations is analyzed. It is shown that the problem of RPC in a multi-cell multimedia system can be split into two optimization problems: source-based RPC (SBRPC) and network-balanced RPC (NBRPC). SBRPC determines the relative receive power levels (RPLs) between different classes in each cell irrespective of the intercell interference and is locally implemented. NBRPC determines the relative RPLs between cells, can be achieved by solving an eigenvalue problem with system-wide class-wise SIR balancing, and is globally implemented. It can be seen that minimizing the total mobile transmit power via interference balancing among base station receivers sets the reference RPLs for each class of users equally in each cell. An equivalent-bandwidth-based call admission control is also derived based on the solution to the RPC problem. Numerical results are presented to demonstrate the effectiveness of the RPC in a cellular multimedia CDMA system.     

High temp superconductor RF devices

Recently, considerable interest has been expressed for superconducting radio frequency (RF) devices for commercial and government applications. One very interesting example is the application of superconducting RF filters for cellular base stations. The reason is quite clear: RF filters based on superconductor materials are fundamentally more efficient than normal-metal filters. They allow a system to use more of its allocated RF spectrum by reducing “guard bands”, and they allow cellular base stations to cover more ground. Many cellular base station systems engineers are beginning to seriously consider using this technology. Companies, such as Motorola, AT&T and others, have teamed up with R&D labs to investigate the idea. This article gives the reader a brief introduction to the technology and its potential impact on wireless communications systems     

基于图着色的D2D资源分配算法研究

D2D通信是允许两个相邻用户在通过基站的控制下共享蜂窝用户的频谱资源来直接通信的技术。D2D用户与蜂窝用户共享资源而引入的额外干扰会降低系统的性能,因此资源分配成为D2D通信的一个重要问题。针对D2D用户密集场景下最大可接入数量问题提出了一种基于图着色的资源分配算法,其中将D2D用户对视为一个顶点,蜂窝用户的资源视为一个个簇,对顶点进行着色即对其分簇。仿真分析可以看出,所提出的方案能够增加网络最大可接入的D2D用户对的数量,有效提高了系统容量。     

低自干扰的电力无线专网高可靠性规划方法

针对电力无线通信在规划中存在的问题,为更好地服务智能电网和开展分时长期演进(TDLTE)技术在电力通信等领域的应用研究,提出了一种低自干扰的电力无线专网高可靠性规划方法。通过利用基站信号的重叠覆盖提高基站或末端回传网络故障时用户业务存活的能力。通过对重叠的小区进行合并,避免了重叠小区的同频干扰,再通过优化组织基站的部署,在基站数量相同的情况下,增加了重叠覆盖时的平均站间距离,在保证网络性能的前提下提高了网络可靠性。该规划方案解决了现有技术的基站间同频重叠覆盖将导致相互干扰,异频重叠覆盖可能受到频率资源制约无法实施的问题。     

光储式5G通信基站集群灵活性聚合与协同调度策略

5G通信基站通常配备光储,数量庞大、功耗可调,是一种优质的电力灵活性调节资源。提出了多类型光储式5G基站集群灵活性资源聚合方法以及参与电网调峰的协同调度策略。首先,分析休眠机制下多类型基站功耗可调特性与计及基站备用电量的储能调节能力。基于极限场景思想,构建了光储式5G基站的灵活性空间量化模型。在此基础上,利用闵可夫斯基和法刻画异构基站柔性资源的时空耦合能量轨迹,得到海量基站集群的灵活性资源聚合可调域。其次,建立了基站集群聚合资源参与电能量市场和辅助服务市场的协同调度优化模型,提出了基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的分层分布式基站集群协同优化调度策略,将大规模基站集群调度问题降维分解为统一协同调峰功率响应、聚合功率自治调度和基站集群功率分配3个子问题进行求解。通过算例对比分析可知,所提策略可降低通信基站69.86%的用能成本,为提升通信资源利用率和电力系统灵活调节能力提供了有效手段。     

燃料电池备用电源在通信基站的应用

对燃料电池备用电源进行了基站测试运行,包括在线式应用、离线式应用及长期稳定性测试,并依据氢气实际采购成本、氢气累计使用量、输出功率等,对燃料电池备用电源发电成本和发电效率进行了计算。测试结果表明：燃料电池备用电源可以基本满足通信基站应用要求,发电成本为6．96元／kWh,发电效率为43．1％。     

Hybrid notch filters

Narrow bandwidth bandstop filters or ‘notch filters’ are frequently required in both communication and electronic warfare systems. In the latter case the ability to switch into an ‘allpass’ state with a minimum level of loss and time delay distortion is vital. Furthermore, in both cases a level of 20-30 dB rejection is normally required. These factors suggest that the ‘hybrid notch filter’? proposed in this paper is an optimum solution for low-loss designs. Design techniques and experimental results for two fixed tuned filters for cellular base station applications are presented.     

Potential impact of ferroelectric technology for PCS and cellular communications

Abstract

As the cellular and PCS spectrum become increasingly crowded due to the presence of a greater number of subscribers, it will become even more important for handset and base station manufacturers to come up with ways to ensure reliable system performance. In the handsets, the use of tunable filters, along with lower phase noise tunable oscillators, among other things, can help achieve the desired increase in reliability and system performance. It is in these areas where frequency agile components may be best applied. Ferroelectric thin/thick film technology is making significant improvements in reducing dielectric loss and tuning voltage requirements. Thus their application to the development of commercially useful and practical frequency agile components is gaining. This paper will consider some of the potential areas in filtering and tunable oscillator design where ferroelectric materials may be used to an advantage in future generation handsets.     

基于LS码的分布式MIMO-CDMA系统研究

研究了基于LS码的分布式MIMO-CDMA系统结构,提出了广义的分布式MIMO系统的信道模型,给出了采用MIMO技术时发射机和接收机的结构.最后以单小区双天线的三基站收发端分布式网络为例,仿真了不同的扩频序列、基站收发端的数目和多天线与系统性能的相互关系.结果表明使用LS码扩频的分布式MIMO-CDMA系统性能比使用Walsh码扩频的MIMO-CDMA系统性能优越,基站收发端或移动台采用多天线时的性能优于单天线.     

考虑5G宏基站空调负荷参与需求响应的潜力分析

随着5G网络的大规模应用,基站的能耗管理与优化是保证电网运行稳定性的同时,促进新能源电力消纳、优化用户用电行为所采取的行动之一。5G宏基站耗能设备参与需求响应能够在降低基站用电成本的同时为电力系统提供可调节资源。针对不断扩建的5G基站,提出了一种5G宏基站参与需求响应的负荷计算方法,并分析其参与需求响应的潜力。首先分析了基站无线利用率与能耗的关系,对基站通信设备及空调系统建模。其次,考虑通信设备以通道关断方式助力空调负荷参与需求响应的运行模式,并以典型日负荷参与需求响应为例,分析了该模式下基站空调负荷参与需求响应的潜力,仿真结果表明,基站通信设备采用智能通道关断可以增加空调负荷参与需求响应的潜力。     

基于Voronoi图的小区覆盖模拟

地理信息系统(GIS)已被广泛用于移动通信行业中的网络优化工作中。传统的GIS应用方式是以点的形式呈现各个发射基站的地理位置,缺乏各小区之间尤其是相邻小区之间关联关系的分析,不能很好地支持小区覆盖的直观表现,难以提供基站和直放站建设的决策支持。本文采用以Voronoi图为核心算法的小区模拟覆盖功能,可以按地理上的离散基站将通讯区域划分为小区,实现了小区物理覆盖情况的模拟,提高了GIS系统的地理分析功能和互操作性。     

基于并网太阳能光伏/电池系统的无线网络低功耗供电策略

为了实现能耗精确估计,充分考虑用户位置信息应用,提出了一种基于并网太阳能光伏/电池系统的无线网络供电低功耗策略。首先为了保证供电服务的连续性,建立了一种并网太阳能光伏/电池系统。然后考虑到太阳强度和交通量的间歇性行为,分析了基站发射功率、系统带宽对系统性能指标的影响,评估无线网络的吞吐量、能量效率和频谱效率性能。进一步提出了一种启发式的负载均衡算法和资源块分配技术,通过对太阳能能源的优化利用,最大限度地提高了系统的效率和能效。仿真结果表明,所提并网太阳能光伏/电池系统可以显著降低供电能耗,发电效率高达54.8%,并通过有效的可再生能源收集模型确保显著的能源可持续性。     

基于多目标粒子群算法的变电站5G天线布点

为了减轻5G基站天线引入变电站后对站内敏感设备带来的电磁干扰，并对站内各监测设备处的5G信号进行优化，提出了一种基于多目标粒子群算法的变电站5G基站天线布点方法，即以变电站敏感设备处的射频场强不能超过规定的电磁兼容抗扰度限值为约束条件，以站内监测设备接受信号的Pareto最优解作为目标函数，采用多目标粒子群算法在变电站相关布点区域内寻找出最合适的基站天线布点。以500 kV官渡变电站为例，按照其内部实际的空间布局，利用本文算法得到4种天线布点安装方案，都能使得站内所有敏感设备处的射频场强低于10 V/m抗扰度限值，同时还能使得站内各监测设备处的平均信号分别提升3.77、6.37、4.34、4.58 dB,监测设备信号的方差分别减少了15.07%,12.64%,14.62%,14.78%,说明了本文算法即可以在一定程度上提升监测设备处的信号强度，还能使得站内各监测设备处信号的离散程度减小，使得信号在监测设备处覆盖更稳定，能为实际工程中变电站内5G基站天线的布点提供一定的参考。     

基于改进遗传算法的电力无线专网4G、5G基站布点规划优化方法

在电力4G无线专网中引入5G,进行4G、5G融合组网,对提高电力业务通信效率具有重要意义。首先阐述了5G在电力系统中的应用及4G、5G组网方式。然后,综合考虑电力自有业务、电力业务通信需求、电力基站建设成本、基站运行成本,构建了电力无线专网4G、5G基站布点优化模型,对4G、5G基站进行优化布点。其次对遗传算法中编码、初始化种群操作进行优化设计和改进,大幅减少算法迭代次数,提高收敛速度,降低了模型的求解复杂度。最后基于改进模型对电力4G、5G基站布点优化模型进行求解,可以快速给出4G、5G基站优化方案,满足电力通信覆盖率和经济性等要求。仿真算例验证所提模型、改进算法的合理性和有效性。     

水轮机运行加权因子的改进方法研究——以李家峡水电站为例

黄河上游的李家峡水电站运行15年以来,水轮机转轮上出现多条裂隙,严重影响机组运行效率,造成水资源利用效率低下,发电企业的经济效益大幅降低。鉴于此,本文开展了李家峡水电站水轮机加权因子的研究:(1)分别采用数理统计法、基于综合出力系数的改进数理统计法和旬电量平衡法,建立了李家峡水电站水轮机运行加权因子计算模型;(2)以2000—2014年水电站实测运行资料为准,设置了3种计算情景;(3)通过模型的对比分析,推荐基于效率系数的改进数理统计法计算的加权因子为最佳方案,确定了各水轮机运行效率的优劣次序;(4)计算了水轮机转轮改造后的预期加权因子、机组的特征水头和增发电量,优选了水轮机转轮改造预期的特性参数。研究成果对于水电站经济运行具有重要的指导意义和应用价值,为水轮机的转轮改造提供了技术支撑。     

考虑建筑物遮蔽的电力应急通信基站选址双层优化方法

电力应急通信基站仅依靠人的主观经验部署存在不足。因此,考虑建筑物对基站信号的遮蔽影响,基于单兵前往灾区勘测的回传信息,对研究问题进行图形化描述。在此基础上,提出了电力应急通信基站选址的双层优化模型。上层以基站间信号传输损耗最小为目标,在划定的基站可选位置范围内,针对非线性模型,利用粒子群算法优化基站的预选位置。下层以基站间信号传输路径与建筑物的间隔距离最大为目标,利用支持向量机优化基站的最终位置,并传递回上层以计算信号传输损耗,通过迭代优化获得基站的最优部署位置。通过在算例中与单层模型比较,验证了所提方法的可行性与有效性,可为发生重大自然灾害后电力应急通信网的搭建提供技术参考。