云计算数据中心能效评估方法研究

文章针对高密度云数据中心缺乏系统、规范的能效评估方法问题,研究了影响云中心机房设备能效的关键因素,建立其能效评估指标体系,以灰关联模型为基础提出了改进的多维关联能效评估模型,旨在具体、有针对性地反映云数据中心的能效水平。同时以深圳和东莞两个数据中心为样本,利用改进的多维关联模型进行能效评估,根据评估结果提出针对性的节能减排建议。     

高海拔寒冷地区LTE接入网能效评估与节能研究

流量爆炸式增长导致空口带宽和LTE基站数量激增,网络规模扩大导致能耗逐年上升.对无线网络能效进行测算与评估,提高网络能源使用效率,显著降低网络能耗,成为业界的研究重点.针对现有能效测算方法的不足,提出基于绿色无线通信技术的网络能效评估与测算体系和能耗结构模型,并就四川高海拔寒冷地区LTE接入网络的特征、主要节能技术应用进行探讨.     

5G智能增强型能效优化技术

全球化能源危机和环境问题使得能源效率成为无线通信设备的一个核心指标。能源效率最大化已上升到国家战略层面,成为全球范围内的研究热点。针对现有能效优化模型普遍存在的计算复杂度高和效率低的问题,提出智能增强型全局优化策略。基于信道状态信息对大规模MIMO系统进行收发两端的分布式重构处理,得到不同信道状态条件下高效的多维资源融合配置方法,并进一步考虑信道误差问题,建立多维资源配置的能效优化模型。利用拟牛顿最优化方法,可解决该能效模型的多元全局最优化问题,并设计了基于拟牛顿法的智能增强型能效优化方案。仿真结果验证了利用拟牛顿算法实现多元全局优化的可行性,且拟牛顿算法智能搜索得到的最佳能效值与理论最佳能效值仅相差3%。     

电力能效评估系统通信架构研究

能效评估是按照建筑节能有关标准和技术要求，对建筑物的能效水平进行核查、计算，评定其相应等级的过程，必需采集大量电工、热工等参数，并在远程主站中完成评估与计算。论文就能效评估的特点及结构进行分析，研究了能效评估下的通信结构方案。     

AI使能的高能效无线通信技术

随着5G无线通信网络大规模部署的开展，网络所消耗的能量正在成倍提升。尽管传统基于站点、频带和时隙静态关断的技术能够显著地提升整个无线网络传输和运营的能效，但面对大通量、高动态的5G业务需求，缺少AI支持的静态关断已无法满足系统的能效指标。因此，从无线通信网络的业务与传输层、媒体接入层和物理层等层面，探讨AI技术引入对提升无线通信网络能效带来的积极影响。利用AI所提供的高度非线性拟合能力和泛化能力，针对无线网络业务的有效调度、传输任务的合理分配、收发机的通用架构以及基带和射频系统的联合优化等方面开展高能效的优化设计。通过搭建原型系统并分析部分案例，提出了相关建议，旨在促进5G和6G无线通信网络的能效提升。     

基于多小区通信系统能效优化研究

随着移动信息产业的发展,无线通信设备剧增,通信系统能耗也随之增加。不断攀升的系统能耗问题制约了移动通信的发展,以基站资源块和发射功率的最优分配方案来提高无线通信系统能效(EE,Energy Efficiency,能量效率)已经成为当下研究的热点。文章首先构造了系统能效优化的函数,采用KKT、凸优化的算法,获得最大的系统能效。然后针对系统能效优化的系统模型进行分析,对不同网络场景下的能效优化研究现状进行综述。最后,对多小区通信系统能效优化的研究进行了总结与分析。     

基于聚类的修正型频率直方图法建立通信局站能效分析模型的探讨

提出建立通信局站能效分析模型需要进行全域局站分类的思路,介绍采用多维度递进K-Means聚类算法进行局站分类的方法,给出采用修正型频率直方图法获取局站能效水平评估标准的方法,并提出建立各类局站标杆局以推动能效优化目标具体化的能耗管控方向.     

基于云计算数据中心的能效评估指标体系研究

云计算的高速发展,促进大规模数据中心的膨胀,这使得过去分散的能耗问题变成了集中的能耗问题。因此,研究云计算数据中心的节能方法,通过能效评估,为解决云计算数据中心能耗大的问题提供数据支撑和决策依据,势在必行。为此,本文针对云计算数据中心的能耗问题,在掌握现有国内外云计算能效评估组织的科研成果及其应用情况的基础上,借鉴其成熟的模型和思路,对具有云计算特征的数据中心进行能效评估指标体系研究,搭建云计算数据中心能效评估指标体系,提炼云计算数据能效评估要求,让数据中心能效测评真正落地。     

面向能效优化的MIMO系统参数配置

基于点对点多输入多输出(MIMO)通信系统的张量模型,提出了一种以能效最大化为目标的传输参数联合优化方法.首先根据信号矩阵、编码矩阵、信道矩阵构建了接收信号的张量模型和系统能效模型,然后利用张量平行因子(PARAFAC)分解的k-秩条件,通过迭代拟合对能效函数所包含的收发端天线数目、编码长度等传输参数进行联合优化.仿真结果表明,利用穷尽搜索,可以找到一组对应系统能效最大化的传输参数组合.     

数据中心能效优化策略研究

数据中心数量及规模的增长使得数据中心能耗问题愈发凸显,多国政府针对数据中心能耗问题制定了相应的政策、法规,以促进数据中心节能。对数据中心能耗构成及能效指标进行了研究,从供配电系统、制冷系统及IT设备3个方面对数据中心能效影响因素进行了分析,然后对当前主流的数据中心能效优化策略进行了总结;在此基础上,提出了数据中心即服务的能效优化策略,该能效优化策略充分考察了数据中心服务性能和能耗的匹配性,能够有效实现数据中心全局能效优化。     

无人机激光无线能量传输及跟踪瞄准方法研究

本文介绍了无人机的特点与发展趋势,针对小型无人机能量供给不足的问题,阐述了激光无线能量传输的现状,在此基础上总结了无人机激光无线能量传输的系统结构,分析了无人机激光无线能量传输系统的效率及影响因素,并提出了一种基于协作目标的捕获跟踪瞄准方法。     

Algorithms for Energy-Efficient Multicasting in Static Ad Hoc Wireless Networks

In this paper we address the problem of multicasting in ad hoc wireless networks from the viewpoint of energy efficiency. We discuss the impact of the wireless medium on the multicasting problem and the fundamental trade-offs that arise. We propose and evaluate several algorithms for defining multicast trees for session (or connection-oriented) traffic when transceiver resources are limited. The algorithms select the relay nodes and the corresponding transmission power levels, and achieve different degrees of scalability and performance. We demonstrate that the incorporation of energy considerations into multicast algorithms can, indeed, result in improved energy efficiency.     

携能大规模MIMO资源分配算法研究综述

将大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术与无线能量传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术相结合,能够帮助实现节能降耗,契合国内外绿色通信发展浪潮。针对WPT技术在大规模MIMO研究领域的应用问题,总结了当前携能大规模MIMO技术的研究现状及发展趋势,从频效、能效、安全性等多个方面对携能大规模MIMO资源分配算法进行综述,探讨了学术界在携能大规模MIMO资源分配算法上的重要研究成果。在现有算法研究进展分析的基础上,对当前研究中携能大规模MIMO资源分配算法研究情况存在的问题进行分析,并对未来的发展方向进行了展望。     

一种基于C-RAN架构的LTE网络能效获取方法

提供了一种从单位流量能耗视角的LTE网络能效获取方法,弥补了现有技术不能对C-RAN架构下各网络子单元分别测算能效的不足。该方法包括收集流量清单和能耗清单,根据预设标记与过滤规则分别采集并上报无线网络中各网络子单元的实时流量和实时能耗。最后,根据流量清单、能耗清单以及预设时隙,获取各网络子单元和/或无线网络的能效。     

新一代超密集异构蜂窝无线网络研究

近年来,随着移动互联网的蓬勃发展和智能终端的快速普及,对无缝网络覆盖和高速数据传输要求日趋增强,超密集异构蜂窝无线网络通过减小小区半径,增加低功率节点数量进行超密集组网,提高无线资源利用率和频谱效率,因而引起了国内外研究学者的广泛关注。然而,超密集异构蜂窝无线网络中愈发密集的网络部署也带来了各种严峻的问题,包括超密集异构蜂窝无线网络中的系统干扰问题、无线信息的安全传输问题、以及网络运营的能量供给问题等。为此,本文首先简单介绍了超密集异构蜂窝无线网络架构,接着从干扰管理、物理层安全和能量效率等方面,深入分析了超密集异构蜂窝无线网络中的关键技术和当前挑战,最后,进一步展望了超密集异构蜂窝无线网络的未来发展。      

Energy-Efficient Routing for Frequency-Hop Wireless Networks

The use of adaptive-transmission protocols in wireless, store-and-forward, packet communication networks may result in large differences in the energy requirements of the alternative paths that are available to the routing protocol. Routing metrics can provide quantitative measures of the quality and energy efficiency of the paths from the source to the destination. Such measures are required if the routing protocol is to take advantage of the potential energy savings that are made possible by an adaptive-transmission protocol. An energy-efficient protocol suite for routing and adaptive transmission in frequency-hop wireless networks is described and evaluated, several routing metrics are compared, and tradeoffs among energy efficiency, delay, and packet success probability are investigated.     

DUCR: Distributed unequal cluster‐based routing algorithm for heterogeneous wireless sensor networks

Designing energy efficient communication protocols for wireless sensor networks (WSNs) to conserve the sensors' energy is one of the prime concerns. Clustering in WSNs significantly reduces the energy consumption in which the nodes are organized in clusters, each having a cluster head (CH). The CHs collect data from their cluster members and transmit it to the base station via a single or multihop communication. The main issue in such mechanism is how to associate the nodes to CHs and how to route the data of CHs so that the overall load on CHs are balanced. Since the sensor nodes operate autonomously, the methods designed for WSNs should be of distributed nature, i.e., each node should run it using its local information only. Considering these issues, we propose a distributed multiobjective‐based clustering method to assign a sensor node to appropriate CH so that the load is balanced. We also propose an energy‐efficient routing algorithm to balance the relay load among the CHs. In case any CH dies, we propose a recovery strategy for its cluster members. All our proposed methods are completely distributed in nature. Simulation results demonstrate the efficiency of the proposed algorithm in terms of energy consumption and hence prolonging the network lifetime. We compare the performance of the proposed algorithm with some existing algorithms in terms of number of alive nodes, network lifetime, energy efficiency, and energy population.     

基于认知的协作系统中继分配算法

随着无线移动通信系统的飞速发展,无线通信网络能耗急剧增加,基于中继协作技术的绿色无线通信研究受到众多研究者的关注.针对基于认知的中继协作系统,提出了一种以最大主系统能效为目标的中继分配算法.该算法在不影响主系统性能基础上,对主系统请求次系统用户作为中继转发数据,且共享主用户频谱进行了简要介绍.算法中次系统通过最大权重匹配方法为主系统分配中继（次用户）,在满足主系统能效最大化的同时,实现了次系统与主系统的频谱共享.对算法进行仿真验证,提出的算法能获得较高的主系统能效,同时提高了整个系统的频谱利用率.     

An analysis of energy consumption for TCP data transfer with burst transmission over a wireless LAN

A common strategy for energy saving in wireless network devices is to remain in sleep mode for as long as possible. The timing of packet transmission and reception depends on the behavior of the transport‐layer protocols used by upper‐layer applications. Therefore, understanding the relation between the behavior of the transport‐layer protocols and energy efficiency using sleep mode is important for effective energy saving, especially when a wireless network interface (WNI) is activated in sleep mode at packet interarrivals. In this paper, we analyze the energy consumption of a client's WNI in Transmission Control Protocol (TCP) data transfer over a wireless LAN by focusing on the detailed behavior of TCP congestion control mechanisms. This model considers three situations: the WNI is activated in continuously active mode, in sleep mode, and in sleep mode with burst transmission. The latter is proposed as an effective method to improve energy efficiency, which lengthens sleep periods by transmitting and receiving multiple packets in a bursty fashion. Through numerical examples, we show that sleeping without modification of transmission timing reduces energy consumption in TCP data transfer by only around 10%, and that the burst transmission can contribute further 50% energy reduction. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

能量效率优化的广义空域调制系统

为了提高能源使用效率,能量效率（EE）是绿色无线通信研究的主要内容。为了有效提高多天线传输系统的能源使用效率,提出了一种基于能量效率优化的广义空域调制（GSM）系统（EE-GSM）。该系统基于最大化能量效率准则,考虑发射天线数较多的情况,首先利用天线选择算法（AS）确定最佳发射天线子集,然后计算适合广义空域调制系统的有效射频通道(RFC)数,从而实现全局能量效率优化设计。仿真结果和分析表明,与传统的AS-MIMO、GSM及SM系统相比,新系统能有效地提高能量效率,并且改善了系统的误码率和容量性能,同时系统最终所需的有效射频通道数一般为2,3或4个,符合绿色通信系统设计原则。