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面向城区的基于图去噪的小区级RSRP估计方法

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计算机应用 2024年第3期44卷 855-862页

作者：郑毅廖存燚张天倩王骥刘守印华中师范大学物理科学与技术学院武汉430079

移动通信系统网络的规划、部署和优化都不同程度依赖于参考信号接收功率(RSRP)估计的准确性。传统上,基站覆盖小区内某信号接收点的RSRP可由对应的无线传播模型估计。在城市环境中,不同小区的无线传播模型需要使用大量RSRP实测数据校正... 详细信息

移动通信系统网络的规划、部署和优化都不同程度依赖于参考信号接收功率(RSRP)估计的准确性。传统上,基站覆盖小区内某信号接收点的RSRP可由对应的无线传播模型估计。在城市环境中,不同小区的无线传播模型需要使用大量RSRP实测数据校正。由于不同小区环境存在差异,经过校正后的模型只适用于对应小区,且小区内的RSRP估计精度低。针对上述问题,将RSRP估计问题转化为图去噪问题,并通过图像处理与深度学习技术得到小区级无线传播模型,不仅能实现小区整体的RSRP估计,且能适用于相似环境小区。首先,通过随机森林回归器逐点预测每个接收点的RSRP,得到整个小区的RSRP估计图;然后,将RSRP估计图和实测RSRP分布图之间的损失视为RSRP噪声图,提出基于条件生成对抗网络(CGAN)的图去噪RSRP估计方法,通过电子环境地图反映小区的环境信息,有效地降低不同小区的RSRP。实验结果表明,在无实测数据的跨小区RSRP预测场景下,所提方法预测RSRP的均方根误差(RMSE)为6.77 dBm,相较于基于卷积神经网络的RSRP估计方法EFsNet下降2.55 dBm;在同小区RSRP预测场景下,相较于EFsNet,模型参数量减小80.3%。

关键词：条件生成对抗网络机器学习参考信号接收功率无线传播模型图去噪

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基于深度强化学习的无人机切换管理研究

无线电通信技术 2024年

作者：段盈江赵一帆丁广恩赵毅唐嘉宁云南民族大学电气信息工程学院云南民族大学云南省无人自主系统重点实验室云南公路联网收费管理有限公司

为无人机提供网络连接是未来蜂窝网络系统的一个主要应用，无人机在蜂窝网络中作为移动基站或移动用户设备时，需要在不同的基站之间切换，以保持高速可靠的网络连接。针对无人机移动性强，飞行环境复杂造成无人机在蜂窝基站间发生频繁... 详细信息

为无人机提供网络连接是未来蜂窝网络系统的一个主要应用，无人机在蜂窝网络中作为移动基站或移动用户设备时，需要在不同的基站之间切换，以保持高速可靠的网络连接。针对无人机移动性强，飞行环境复杂造成无人机在蜂窝基站间发生频繁切换、切换失败等问题，提出了一种基于深度强化学习的无人机连接蜂窝网络切换优化方法。基于深度强化学习框架，实现无人机自适应基站切换的在线学习和决策，克服了以往算法中当状态空间过大而导致训练时间长、泛化能力差的缺点; 融合参考信号接收功率和切换次数两项指标作为联合奖励函数，保证无人机在稳定蜂窝网络连接的前提下，减少了无人机在蜂窝基站间的无效切换次数。实验结果表明，所提出的算法经过1 000轮训练，无人机的平均切换次数显著降低，有效避免了不必要的切换，减少了切换失败的概率，提升了无人机连接蜂窝网络时的信号接收功率。

关键词：无人机通信蜂窝网络参考信号接收功率深度强化学习

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车联网融合通信技术的场景仿真与分析

应用科技 2024年

作者：权仕鑫孙溶辰刘留孙志国哈尔滨工程大学信息与通信工程学院北京交通大学电子信息工程学院

目前关于车联网的技术处于快速发展阶段，通信场景仿真分析尤为重要。然而，在车联网场景中有大量的移动节点，这使得在真实环境中进行实验变得困难。文章提出以Virtual Test Drive（VTD）软件作为仿真平台，测试在车联网仿真环境中支... 详细信息

目前关于车联网的技术处于快速发展阶段，通信场景仿真分析尤为重要。然而，在车联网场景中有大量的移动节点，这使得在真实环境中进行实验变得困难。文章提出以Virtual Test Drive（VTD）软件作为仿真平台，测试在车联网仿真环境中支持加载无线信道模型和编辑交通仿真场景，利用系统级仿真的方法输出5G网络和车联网网络对路面的覆盖情况并与实测环境进行仿真数据比对。仿真结果表明，车与基站通信（vehicle-to-network，V2N）得到的信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）与参考信号接收功率（reference signal receiving power，RSRP）符合实测数据的预期，进而改善了相较于传统车联网仿真在仿真测试与实际道路测试关联度较低的问题。

关键词：车联网场景仿真分析 5G通信交通仿真参考信号接收功率信噪比 VTD软件系统级仿真

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5G多频协同覆盖研究与工程实践

通信与信息技术 2024年第3期 1-5页

作者：胡贵宾赵川斌中国电信股份有限公司四川分公司四川成都610000

5G基站建设进入深度覆盖阶段。5G网络高低频协同是运营商节省投资、提升用户感知和运维效率的重要工程技术手段。从理论仿真、频段特性、关键配置以及工程实际覆盖测试等方面对电信NR2.1G和NR3.5G网络进行了深入研究,并结合现网工程给... 详细信息

5G基站建设进入深度覆盖阶段。5G网络高低频协同是运营商节省投资、提升用户感知和运维效率的重要工程技术手段。从理论仿真、频段特性、关键配置以及工程实际覆盖测试等方面对电信NR2.1G和NR3.5G网络进行了深入研究,并结合现网工程给出了实践经验和分场景配置使用建议。

关键词：第五代移动通信网络规划优化参考信号接收功率

基于卷积神经网络的列车位置指纹定位算法研究

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铁道学报 2023年第1期45卷 42-50页

作者：罗淼党建武郝占军张振海兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学铁道技术学院甘肃兰州730070 西北师范大学计算机科学与工程学院甘肃兰州730070 西北师范大学甘肃省物联网科学研究中心甘肃兰州730070

针对高速铁路隧道环境下采用位置指纹定位时定位精度低的问题,提出将深度卷积神经网络应用于列车位置指纹的定位中。首先采用2σ准则、模糊C均值聚类FCM及类数据加权,对采集到的下一代铁路通信系统LTE-R中的信号强度值进行预处理,降低... 详细信息

针对高速铁路隧道环境下采用位置指纹定位时定位精度低的问题,提出将深度卷积神经网络应用于列车位置指纹的定位中。首先采用2σ准则、模糊C均值聚类FCM及类数据加权,对采集到的下一代铁路通信系统LTE-R中的信号强度值进行预处理,降低异常值的影响,提高指纹数据的有效性;然后引入定时提前量,增强指纹特征值;接着将处理后的指纹数据量转换为灰度图片指纹条,基于图像样本建立FCM-CNN指纹定位模型;最后以现场实测数据为基础对定位模型进行测试验证。结果表明,相较于采用未经处理的数据作为样本的CNN模型及传统的位置指纹定位方法,基于FCM-CNN的列车位置指纹定位方法,提高了数据质量,在离线阶段具有较大的指纹采集间距,大幅减少了指纹采集工作量,模型训练时间较短,定位精度小于10 m的概率可达100%,满足列车在中密度线路对定位精度的要求。

关键词：列车定位模糊C均值聚类卷积神经网络参考信号接收功率定时提前量

小蜂窝网络中基于速度估计的切换触发时间选择方案

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电讯技术 2014年第8期54卷 1123-1128页

作者：冷家丽曹永民王东军重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

在用户对系统带宽以及传输速率要求越来越严格的当下,小蜂窝技术成为解决室内和热点场景覆盖和容量问题的有效途径。为了缓解小蜂窝中切换失败率和乒乓切换率之间的矛盾,首先建立了小蜂窝网络场景下的切换模型,通过采用参考信号接收功... 详细信息

在用户对系统带宽以及传输速率要求越来越严格的当下,小蜂窝技术成为解决室内和热点场景覆盖和容量问题的有效途径。为了缓解小蜂窝中切换失败率和乒乓切换率之间的矛盾,首先建立了小蜂窝网络场景下的切换模型,通过采用参考信号接收功率方案对用户终端(UE)的移动轨迹进行跟踪而达到速度估计的目的;之后,推导分析了该模型中切换失败概率、乒乓切换概率与切换触发时间、UE速度的关系;最后,采用遍历算法对切换触发时间进行优化选择。仿真结果表明,所提方案能够将切换失败概率降低到接近于零,同时将乒乓切换率降低了10%,很好地缓解了两者之间的矛盾,更适合于对乒乓切换敏感的高速移动UE。

关键词：小蜂窝网切换触发时间切换失败率乒乓切换率参考信号接收功率速度估计

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基于自主管理的LTE小区中断补偿算法

基于自主管理的LTE小区中断补偿算法

作者：姜正昕北京邮电大学

学位级别：硕士

伴随着通信技术的飞速发展,人们对通信网络智能性的要求也在不断提高。自组织网络(Self-Organizing Network,SON)技术的目的是实现网络的自主管理,尽量减少网络维护过程中的人为干预。自组织网络主要包括自配置、自优化、自治愈三大功... 详细信息

伴随着通信技术的飞速发展,人们对通信网络智能性的要求也在不断提高。自组织网络(Self-Organizing Network,SON)技术的目的是实现网络的自主管理,尽量减少网络维护过程中的人为干预。自组织网络主要包括自配置、自优化、自治愈三大功能。小区中断补偿是自治愈功能中的一个重要用例,移动通信网中由于软硬件故障、配置错误等原因都会出现基站突然失效而发生小区通信的中断。本文主要针对小区中断补偿用例的实现展开研究。当前,针对自主管理的研究仍停留在概念、需求或框架阶段,尚缺乏对特定类型网络的具体自主管理功能的针对性研究。而对LTE小区中断补偿具体算法及机制的研究也尚未达到成熟阶段,需要进一步深入研究。实际中的网络环境是多变的,因此,调整参数的不同会带来不同的补偿结果,不同网络环境下的最佳的调整参数也会随场景的变化而发生变化。针对上述问题,本文对无线接入网自组织相关领域进行了系统的总结,并研究如何利用自主网络管理技术实现无线接入网的自组织网络功能,研究的重点集中在LTE无线接入网中的小区中断补偿算法的实现,主要研究内容包括具体中断补偿算法的实现与仿真。在进行下行链路小区中断补偿算法设计实现时,在明确了参考信号接收功率作为调整参数后,根据覆盖率及覆盖交叠率两个优化目标建立了相应数学模型,进行算法设计。该方法在检测到小区发生中断后,根据当时网络覆盖状况,以相邻小区的参考信号功率作为调整对象建立数学模型,并利用粒子群优化算法生成具体的补偿方案值。仿真结果表明,该方法能够有效恢复中断带来的性能影响。在进行上行链路小区中断补偿算法设计实现时,本文选取上行链路目标接收功率作为调整参数,分析了在上行覆盖受限的条件下调整该参数的可行性,并根据覆盖及链路质量这两个优化目标建立数学模型。考虑到免疫算法这一新型智能优化算法具有全局优化、收敛速度快等优点,在进行算法实现时,选取免疫算法对数学模型进行实现。考虑到在不同的场景下补偿目标可能会有所不同,算法设置了优化目标权重,可以根据不同要求对两个目标的比重进行调整,适用范围较广。在仿真分析阶段,本章节利用覆盖率、算法收敛速度及用户SINR来对仿真结果进行分析,结果表明,该算法能够快速收敛,覆盖率达到正常水平,用户SINR值的下降也在允许范围内,证实了该算法是有效可行的。

关键词：自组织网络小区中断补偿参考信号接收功率上行链路目标接收功率 LTE

高速铁路LTE通信系统切换算法和关键技术研究

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高速铁路LTE通信系统切换算法和关键技术研究

作者：刘洋北京邮电大学

学位级别：硕士

随着4G系统技术的成熟化,由中国主导的TD-LTE第四代通信系统即将付诸商用。本文重点研究了高速铁路专网中实施TD-LTE系统的切换技术问题。提出两种了基于A3事件触发判决算法的优化算法和适用于铁路专网的基于GPS信息的切换算法。本文... 详细信息

随着4G系统技术的成熟化,由中国主导的TD-LTE第四代通信系统即将付诸商用。本文重点研究了高速铁路专网中实施TD-LTE系统的切换技术问题。提出两种了基于A3事件触发判决算法的优化算法和适用于铁路专网的基于GPS信息的切换算法。本文首先介绍了高速铁路环境对通信系统产生的影响,主要包括速度和信道环境两个方面。其次介绍了高速铁路LTE专网的网络构架、网元功能以及基于不同接口的信令切换流程。对仿真应用的软件平台LTE-Sim进行了详细的介绍,包括平台中原有的模块构架、仿真场景配置,并依照需求完成了功能模块的添加,主要包括添加了新的网络拓扑结构、修改了移动性管理模块、添加了物理层高速(350km/h)衰落模型、添加了RRC层滤波模块、添加了新的切换算法模块。具体工程部分首先对影响切换判决的参考信号接收功率(RSRP)进行了仿真研究,设计实现了较为准确的功率测量方法,并对影响信号接收功率的因素进行了仿真研究;之后研究了接收信号功率的处理上报问题,添加了RRC层差分滤波模块,并对滤波参数的选择做了大量的仿真研究,得出合理的结论,为切换算法的研究提供了基础参数的准备。本文对基于A3事件触发的经典切换算法采取了较为全面的理论研究。用LTE-Sim仿真平台对算法性能进行仿真分析。分析了算法在各种速度场景下的丢包率、无线链路失效率、乒乓切换发生概率。并在经典算法基础上提出了两种优化算法。其中基于列车速度的优化算法通过对列车速度的划分,能够自适应地选择不同的切换时间迟滞门限和功率门限,提高了切换的成功率。基于统计特性的优化算法通过取消了时间迟滞门限的判断,采用一个统计值来代替时间门限,有效地降低了掉话率。随后就两种优化算法进行了大量仿真验证,相比较与经典A3算法,系统性能有了较大提升。提出并研究了基于GPS信息的切换算法。对算法适用的场景进行了深入分析。详细介绍了算法的原理和信令流程。针对不同速度场景,进行了算法的仿真研究,得出了最佳理论切换位置。该算法利用铁路专网的网络部署特点,实现了信令流程的简化,杜绝了乒乓切换的发生,优化了系统性能。

关键词：切换算法 LTE A3 信令仿真参考信号接收功率

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5G高低频协作组网下的业务连续性研究

5G高低频协作组网下的业务连续性研究

作者：方思赛北京邮电大学

学位级别：硕士

为了满足日益增长的用户设备和业务量的要求,涉及第五代移动通信系统(the 5th Generation Mobile Communication System,5G)的各种技术如毫米波通信(Millimeter-wave Communication)、协作波束赋形(Coordinated Beamforming,CBF)、大规模天线等的研究正在如火如荼地进行中。同时网络的部署趋于密集化和随机化,毫米波小基站的引入使得5G网络变得更加复杂。因此,本文针对5G高低频协作组网和该部署场景下超密集异构网络的相关技术进行研究。主要研究内容如下:首先,本文针对5G高低频组网下超密集异构网络的场景,分析了毫米波小基站超密集部署带来的挑战,提出了一种针对该场景的协作波束赋形基站选择策略。进一步用随机几何理论推导出了最近干扰基站距离用户的平均距离。通过理论推导出了如小区接入概率、信干噪比(Signal-to-Interference-Ratio,SINR)的覆盖概率、数据速率的覆盖概率等性能指标。通过仿真得出了不同毫米波小基站部署场景下不同协作波束赋形基站数量对整体网络性能的影响。该研究工作为实际中的高低频协作场景下的网络部署优化和保障用户业务连续性提供了理论指导意义。其次,通过分析传统小区范围扩展(Cell Range Expansion,CRE)技术在高低频协作组网场景下的缺点和不适用性,本文提出了两种高低频协作组网场景下小区范围扩展技术:自适应小区范围扩展技术和考虑小区边缘性能的动态小区范围扩展技术。首先,从传统基于参考信号接收功率(Reference Signal Received Power,RSRP)的小区范围扩展技术出发,分析了在由毫米波小基站组网的高低频场景的特征,提出了一种自适应的基于参考信号接收速率(Reference Signal Received Rate,RSRR)的小区范围扩展技术,并且仿真验证了所提技术相比传统技术在网络吞吐量和网络能量效率上的优越性。进一步,从小区边缘用户吞吐量和整体网络用户吞吐量的角度出发,提出了一种考虑小区边缘性能的动态小区范围扩展技术,并且通过仿真证明了所提技术在保证小区边缘用户性能的同时增加了整体网络的吞吐量。为高低频协作组网场景下用户小区选择策略优化和业务连续性保障提供了参考。综上所述,本文针对5G高低频协作组网和高低频组网下超密集异构网络,对毫米波的特性进行分析进而从利用随机几何的协作波束赋形分析,用户小区选择的角度出发进行了研究。在上述方面的研究成果为5G高低频网络下用户的接入选择、毫米波小基站的部署和协作波束赋形基站基数的研究提供了理论指导和建议。

关键词： 5G网络毫米波通信协作波束赋形小区范围扩展参考信号接收功率