泊松域上基于有限反馈的干扰对齐系统性能分析

为了满足用户日益增长的数据流量需求,无线网络基站架构正从严格规划的宏基站转变为多个分布式基站. 分布式基站的部署位置具有很强的随机性,不同于传统的基于规则的基站部署模型,在泊松域上可随机部署基站,为此,研究了多输入多输出干扰网络中基于有限反馈的干扰对齐系统性能. 首先将基站在泊松域上建模成齐次泊松过程,分析了量化后的信道状态信息的相关统计特征,推导了系统的中断概率和网络容量的近似闭合表达式,通过最大化网络容量的下界得到了最优的发射机部署密度参数. 仿真结果验证了所推导的表达式能准确地评估基于有限反馈的干扰对齐系统性能.     

超密度异构蜂窝网络能效优化

利用泊松点过程理论研究了超密度异构蜂窝网络中的基站部署问题,特别是小基站密度对网络能量效率的影响,提出了一种通过优化小基站密度来实现网络能效最大化的方法.首先,借助泊松点过程理论对超密度异构蜂窝网络进行建模,推导了各层基站的覆盖概率以及基于业务荷载的最低可达速率,得出整个网络的最低可达吞吐量;其次,根据网络能效的定义,结合基站能耗模型,推导了与基站密度相关的网络能效的闭合表达式;最后,就小基站密度对网络能效的影响进行分析,提出了一种基于牛顿搜索法的小基站密度优化算法,实现网络能效的最大化.仿真结果验证了理论分析的正确性,同时也表明通过优化小基站部署密度完全能够实现网络能效的最大化.     

基于多天线立体异构网络的物理层安全性能研究

异构网络性能分析研究中,基站和用户分布大多数是平面分布模型,其拓扑结构不适用于建筑物密集的超密度网络场景;同时,垂直维度上的窃听者直接影响异构网络物理层安全性;针对此问题,作者调整了基站天线的垂直维度,通过倾斜、基站与用户的空间分布得到合法用户和窃听者的信干噪比表达式、累积分布函数,对异构网络的物理层安全性能进行了分析。在立体异构网络下行传输链路中增加对基站天线垂直维度的调整,给出了增加基站天线倾斜角变量后合法用户以及窃听用户的信干噪比表达式;并且根据基站和用户的空间随机泊松点过程分布,推导出合法用户和窃听用户的信干噪比累积分布函数,利用此累积分布函数得到系统的平均安全速率闭合表达式。仿真结果验证了微基站密度、下倾角和平均安全速率函数关系闭合表达式的正确性,验证了通过调整垂直下倾角提高物理层安全性能的可行性,并能够得到具体场景的基站密度比。     

基于业务量突发性的异构蜂窝网络最优基站密度

针对多媒体业务普及导致网络业务量突发性增强的问题,利用随机几何建模,研究了异构蜂窝网络中基于业务量突发性的最优基站密度.基于业务量突发性提出业务覆盖率定义,推导出异构蜂窝网络中业务覆盖率与基站密度之间的关系.以业务覆盖率为限制条件,构建目标为最小化基站密度的优化问题.利用二分搜索法获得最优基站密度,并推导出最优基站密度的上、下限.通过仿真结果验证了理论推导的准确性,证实了业务量突发性对最优基站密度的影响.     

应用于中继蜂窝网络的混合式协作中继选择算法

提出一种应用于中继蜂窝网络的混合型协作中继选择算法(HCRSA). 当用户采用中继传输时,为实现协作通信,HCRSA算法根据当前小区中的用户密度情况,动态地选择了基站和中继节点之间的协作传输,或中继节点和协作用户之间的协作传输. 仿真结果表明,与固定中继选择相比,HCRSA能根据网络中的实际情况选择不同的协作中继机制,充分利用协作中继来有效提高用户容量,提升系统性能. 性能。     

SBPC策略下的Ad Hoc网络传输容量分析

为研究不同功率控制策略对Ad Hoc网络传输容量的影响,把基于信干比(SIR)的功率控制(SBPC)策略应用到Ad Hoc网络中,使用随机几何理论对Ad Hoc网络进行建模,得到传输中断概率和传输容量的表达式.数值分析和仿真结果表明,相对于现有功率控制策略,基于SIR的功率控制策略能大幅度降低网络的传输中断概率,提高传输容量.     

OFDMA系统家庭基站的上行容量模型和性能分析

在正交频分多址(OFDMA)系统中,采用家庭基站技术会增加干扰,而且不再适用于传统容量模型. 为此,对OFDMA系统的家庭基站和宏基站间的干扰进行了分析,理论推导了异频和同频资源分配时的家庭基站和宏基站共存时的上行链路信噪比分布,并给出了中断概率的闭式解及其相应的吞吐量公式. 分析和仿真结果表明,同频资源分配虽然干扰较大,但系统的频谱效率较高,可通过合理的干扰抑制,有效提高家庭基站和宏基站共存时网络的整体性能.     

多级异构无线传感器网络能量优化分簇算法

针对现有异构无线传感器网络分布式分簇结构路由算法的竞选簇头机制并未充分考虑节点位置和剩余能量的影响,提出一种多级异构无线传感器网络能量优化分簇算法.该算法依据节点位置与剩余能量来改进竞选簇头的阈值函数,使得距离基站近且剩余能量高的节点被选举为簇头的机率增大,避免距离基站远的簇头过多而导致簇头死亡过早,从而优化全网能量消耗.理论分析和仿真实验表明新的分簇算法与现有的一些分簇算法相比明显提高了网络生存周期,增加了网络吞吐量.     

一种WSN中的能耗优化动态路由算法

根据无线传感器网络中因节点有效传输半径对路由选择的制约,提出基于最小生成树(MST)的改进分簇多跳路由算法,改善因路由选择对网络能耗的影响．该算法利用Voronoi图的泊松过程特性优化簇首节点数,并结合MST动态调整簇内外节点的路由发现实现网络能耗优化．仿真结果表明,该算法在开销容忍的前提下,网络负载均衡,并与相同仿真条件下基于LEACH的分层多跳算法相比,更有效地延长了网络寿命,且降低了计算复杂度．     

一种蜂窝移动用户小区切换的宏分集方案

针对毫米波蜂窝网络中用户移动产生切换造成的通信链路不稳定问题,提出一种双基站宏分集方案,并基于该方案分析了移动用户的切换概率。首先,假设基站分布为泊松点过程,目标用户采用最近基站接入准则,建立双基站宏分集下蜂窝用户的移动模型;然后,由随机几何理论推导出移动用户的切换概率理论表达式;最后,通过MATLAB仿真软件求解切换概率的分析解,并使用蒙特卡罗仿真验证分析结果的可靠性。仿真结果表明,随着用户移动速度和基站密度增加,发生一次切换的概率明显增大,但是发生两次切换的概率几乎不变。因此,该方案可以较好地保证移动用户通信链路的稳定。     

Capacity analysis of inhomogeneous hybrid wireless networks using directional antennas

Most of studies on network capacity are based on the assumption that all the nodes are uniformly distributed, which means that the networks are characterized by homogeneity. However, many realistic networks exhibit inhomogeneity due to natural and man-made reasons. In this work, the capacity of inhomogeneous hybrid networks with directional antennas for the first time is studied. By setting different node distribution probabilities, the whole network can be devided into dense cells and sparse cells. On this basis, an inhomogeneous hybrid network model is proposed. The network can exhibit significant inhomogeneity due to the coexistence of two types of cells. Then, we derive the network capacity and maximize the capacity under different channel allocation schemes. Finally, how the network parameters influence the network capacity is analyzed. It is found that if there are plenty of base stations, the per-node throughput can achieve constant order, and if the beamwidth of directional antenna is small enough, the network capacity can scale.     

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.     

基于正交频分复用的单频蜂窝网结构与性能分析

为了改善传统GSM（global system for mobile communication）系统的性能，将基于正交
频分复用的单频网技术应用到GSM系统中，提出了一种单频蜂窝网结构。在下行链路中，相邻三个基站以
宏分集的方式构成单频蜂窝，向移动台广播下行数据；在上行链路中，采用选择性分集的接收方式，由接
收条件最好的基站接收上行数据。仿真结果表明，这种新型网络结构减少了移动过程中的切换次数，降低
了呼叫阻塞概率和掉话概率，提高了系统容量。     

超密集网络中一种改进的分簇及资源分配方案

为了减少超密集网络中小区间的干扰,提出了一种改进的分簇及资源分配方案.首先,根据小基站间的路径损耗程度构造损耗图,基于损耗图选出簇头并且分簇,将路径损耗之和较小的小基站放在一个簇中,每个簇中小基站的数量不超过子信道的数量;然后,根据簇内的用户在每个子信道上的信干噪比依次为每个簇的用户分配正交的子信道;最后,优化功率分配,以提高吞吐量.仿真结果显示,与相同场景中的已有方案相比,所提方案更加均匀地将小基站分布在每个簇中,并且显著提高了系统吞吐量.     

混合Mesh网络容量分析

网络容量作为衡量网络性能的重要指标,是Mesh网络研究的重点之一。在分析混合Mesh网络结构的基础上,将混合Mesh网络的流量模式分为小区内流量和跨小区流量,并根据不同的流量模式分别研究了相应的网络容量。混合Mesh网络的网络容量应为2种流量模式下网络容量之和。仿真分析结果表明,将用户节点分为多个小区可显著提高小区内流量的网络容量,配置多个路由器节点可显著提高跨小区流量的网络容量,但是小区内流量的网络容量增长速度明显高于跨小区流量的网络容量增长速度。     

一种新的无线自组传感器网络组网算法

模仿钢化玻璃破碎的逆过程,构建出一个崭新无线自组传感器组网算法．首先构建一个节点的通讯半径的圆域并作为基本颗粒,称为簇,基本颗粒之间接缝处的节点挂于基本颗粒之上,称之为客人节点,也加入到这个簇中,最后形成的簇类似于不规则的钢化玻璃破碎颗粒,这种簇构成了整个网络．这个算法基于分布式计算,只需了解很少的周围节点信息,算法简单,网络部分节点损毁、失效后,具有自恢复能力,适合于大型和小型规模的传感器网络．通过计算机仿真得到了很好的效果．     

DF-UAV中继广播通信系统航迹优化方法

无人机中继通信系统可以为用户提供高质量服务和多种业务辅助,而无人机航迹优化是无人机中继通信系统面临的关键技术问题之一。针对译码转发协议下的无人机中继广播通信系统,研究其航迹优化方法以提高系统链路传输性能。首先,建立了无人机中继通信系统模型,分析给出单用户链路中断概率和系统平均中断概率计算公式,在此基础上提出基于最大用户中断概率最小化准则的中继无人机航迹优化方法,并理论推导出系统的遍历容量精确数学表达式;接着通过计算机仿真分析验证了服务区域半径、最大转弯角、路径损耗因子、发射功率等系统特征参数对中继无人机最优航迹、系统中断性能和系统容量性能的影响,同时对比了相同的优化准则下两种中继转发协议的系统中断性能和容量性能。仿真实验表明,与放大转发协议相比,译码转发协议下的中断性能和容量性能均有明显提升,从而验证了所提航迹优化准则的有效性。     

多天线上行无线中继网络的网络编码性能

针对配置多天线的上行无线中继网络,提出了一种基于网络编码的传输方案,从遍历容量和中断概率的角度对其进行了分析,并与基于同样拓扑的普通中继分集方案和正交空时编码方案进行了性能比较结果表明,网络编码可以有效地改善多天线上行无线中继网络的性能,且天线数越多,性能越好