绿色无线通信网络认知维度研究
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5G无线网络绿色通信关键技术分析近年来,由于移动互联网的普及,人们对于无线网络带宽和传输速度的需求不断增加。
为了满足这种需求,5G无线网络应运而生。
与此绿色通信成为了一个重要的关键词。
绿色通信指的是在通信系统设计和运营过程中,采用环境友好的方式,减少能源消耗和碳排放量,从而实现可持续发展。
本文将分析5G无线网络中的绿色通信关键技术。
5G网络中的能源效率是绿色通信的关键。
传统的4G网络由于限制了带宽和传输速度,无法满足大规模数据传输的需求。
而5G网络通过增加频谱资源和使用更高效的编码调制方式,显著提高了网络的能源效率。
在5G网络中,新的调度算法可以根据不同用户的需求和网络负载情况,精确分配资源,从而减少了不必要的能源消耗。
5G网络中的小型基站可以更好地覆盖低密度区域,减少了传输距离,进一步提高了能源效率。
5G网络中的无线功率控制是实现绿色通信的关键技术之一。
无线网络的功率控制是指调整发射功率,使得接收信号质量满足要求的尽量减少对周围环境的电磁辐射污染。
在传统的4G网络中,由于基站覆盖范围广,为了保证整个区域的通信质量,基站往往需要以较高的功率进行发射,这样会导致电磁辐射污染。
而5G网络中的基站更小、更密集,可以更精确地调整发射功率,从而减少电磁辐射的范围和强度,实现绿色通信。
5G网络中的能源管理和节能技术也是实现绿色通信的关键。
5G网络中的基站和终端设备可以通过智能化的能源管理系统进行精确控制和管理。
通过分析网络负载、用户需求和移动性等因素,合理配置设备的运行状态和功耗,从而最大限度地减少能源消耗。
5G网络中的设备还可以采用节能技术,如休眠模式、功耗控制等,进一步减少能源消耗。
第四,5G网络中的可再生能源应用也是实现绿色通信的重要手段。
在5G网络中,基站和终端设备可以使用太阳能、风能等可再生能源进行供电,从而减少对传统能源的依赖,减少能源消耗和碳排放。
由于5G网络中的基站和设备数量较多,可以通过合理设计和布局,使得可再生能源设备的利用率最大化,进一步提高能源利用效率。
5G无线网络绿色通信关键技术分析5G无线网络绿色通信是指在5G网络中利用关键技术来实现更加高效和节能的通信方式。
绿色通信是当前通信行业的一个重要课题,其目的是在满足通信需求的同时减少能源消耗和环境污染。
与传统的通信方式相比,5G无线网络绿色通信具有更高的传输速率、更低的时延和更好的网络可靠性,可以更好地满足大数据时代的通信需求。
关键技术如下:1. 多输入多输出技术(MIMO):MIMO技术是指在无线通信中,发送端和接收端同时使用多个天线进行数据传输和接收,从而提高信号的传输速率和质量。
5G网络中的MIMO技术可以将天线数量进一步增加,从而进一步提高通信效率,减少能源消耗。
利用智能天线和波束赋形技术,可以实现更精确的数据传输和接收,从而减少功耗。
2. 自适应调制与编码技术:自适应调制与编码技术是指根据信道条件和传输需求动态选择合适的调制方式和编码方式。
这种技术可以根据信噪比自动调节调制方式,从而在保证通信质量的同时减少能量消耗。
3. 节能功率控制技术:5G网络中的节能功率控制技术可以通过动态调整功率来控制信号的传输范围和功耗,从而提高能效。
通过智能算法和优化方法,可以实现动态功率控制,根据实时网络负载和环境变化来调整功率,从而减少能源消耗。
4. 能源感知路由和资源分配技术:能源感知路由和资源分配技术可以根据网络节点的能源状态和负载情况来进行动态的路由和资源分配,从而实现能耗均衡和能效最大化。
通过能源感知的路由和资源分配,可以根据能源供应和需求的变化来调整网络结构和资源利用,从而实现绿色通信。
5. 虚拟化和切片技术:5G网络中的虚拟化和切片技术可以将网络资源划分为多个虚拟网络,从而更好地满足不同用户和应用的通信需求。
通过动态的虚拟网络切片和资源调度,可以提高通信资源的利用率,减少资源浪费,从而提高能效和绿色通信性能。
5G无线网络绿色通信的关键技术主要包括多输入多输出技术、自适应调制与编码技术、节能功率控制技术、能源感知路由和资源分配技术以及虚拟化和切片技术等。
无线通信系统中的绿色网络技术研究绿色网络技术在无线通信系统中的研究随着信息时代的到来,无线通信系统的发展已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
然而,无线通信技术的快速发展也带来了一系列环境和能源的问题。
为了解决这些问题,绿色网络技术应运而生。
本文将介绍无线通信系统中的绿色网络技术研究,并探讨其对环境和能源的影响。
绿色网络技术是一种以减少能源消耗、提高资源利用率为目标的无线通信系统技术。
它可以通过改进网络设备和协议、优化能源管理、控制网络拓扑结构等方式来降低能源消耗。
与传统的无线通信系统相比,绿色网络技术具有一系列独特的特点和优势。
首先,绿色网络技术可以大幅降低能源消耗。
传统的无线通信系统由于能源的浪费和无效使用,导致了大量的能源浪费。
而绿色网络技术通过优化设备功耗、提高设备能效等方式,有效地减少了能源的消耗。
研究表明,采用绿色网络技术可以将通信系统的能耗降低20%到70%,对于减少能源消耗具有重要作用。
其次,绿色网络技术可以提高能源的利用率。
传统的无线通信系统中,由于网络设备和资源的分布不均匀,导致了能源利用率的低下。
而绿色网络技术通过优化网络拓扑结构、合理分配资源等方式,可以提高能源利用率,减少能源的浪费。
同时,研究表明,绿色网络技术可以提高网络容量和传输速率,从而提高整个通信系统的效率和性能。
此外,绿色网络技术对环境保护也具有积极的影响。
传统的无线通信系统中,庞大的能源消耗和排放的温室气体不仅对环境造成了污染,还对人类健康构成了潜在威胁。
绿色网络技术通过减少能源消耗和降低温室气体的排放,对环境保护起到了重要作用。
研究表明,采用绿色网络技术可以减少大量的二氧化碳排放,并降低对环境的负面影响。
在实际研究和应用中,绿色网络技术的进展也取得了一系列重要成果。
首先,研究人员通过改进设备和协议,成功地降低了通信设备的功耗。
例如,利用智能电源管理、功率控制和动态频谱分配等技术,可以有效减少设备的能耗。
其次,通过优化网络拓扑结构和资源分配,研究人员提高了整个通信系统的效率和性能。
解析对绿色无线移动通信技术的研究和思考摘要:绿色无线移动通信技术,有效的降低了发射功率的系统和论述了协作通信分布式天线系统,这种绿色移动网络的解决方案是可靠的。
本文考虑到了绿色无限通信的系统设计,更重要的是新设计对于业务内容产生了很大的明显提升。
阐述了未来几年的无线通信以更快、更高的传输向更好的能源效率转变。
所有的论述反映了对绿色无线移动通信技术的研究和思考。
关键词:绿色;无线移动;通信技术;研究和思考abstract: green wireless mobile communication technology, effectively reduce the system transmission power and discusses cooperative communication in distributed antenna system, solution of the green mobile network is reliable. considering the system design of green unlimited communication, more important is the new design have been improved greatly for the service content. the wireless communication in the next few years to transfer faster, higher energy efficiency and better to change. all this reflects the research and ideas for green wireless mobile communication technology.keywords: green; wireless; communication technology; research and thinking中图分类号:tq622.2目前,移动通信已经普遍到各家各户,无线移动更是深入应用,新一代的绿色无线通信更是节约了能源,节约了资源,而且也保护了环境。
城市绿化管理的无线通信技术应用研究引言随着城市化进程的加快和人口数量的增加,城市绿化管理成为当今社会亟待解决的问题。
城市绿化不仅可以美化城市环境,提升人们生活质量,还可以改善空气质量、调节气候和保护生态环境。
为了高效管理城市的绿化事务,无线通信技术的应用进一步扩大了绿化管理的范围和效率。
本文将探讨城市绿化管理中的无线通信技术应用,并分析其优势和挑战。
1. 无线传感器网络在城市绿化管理中的应用无线传感器网络(WSN)是一种由大量分布在广泛区域内的传感器节点组成的网络,这些节点能够通过无线通信技术实现信息的收集和传输。
在城市绿化管理中,无线传感器网络可以用于监测植物生长状况、土壤水分含量、环境温湿度等关键参数,从而帮助管理者及时掌握植物健康状况和环境变化。
1.1 数据采集与监测传感器节点可以部署在城市各处,通过感知植物周围的环境变化,实时采集、监测和记录相关数据。
例如,可以监测植物的生长速度、叶片颜色、土壤湿度等指标,以及空气温湿度、光照强度等环境因素。
这些数据可以通过无线通信技术传输至管理中心,进行数据分析和决策制定。
1.2 植物健康管理基于传感器网络所采集到的数据,可以通过数据分析和机器学习算法实现对植物健康状态的监测和诊断。
通过比对植物的生长指标与历史数据和标准参数的对比,可以判断植物是否存在病虫害、缺水或营养不良等问题,并及时采取相应的措施,以保护植物的生长。
1.3 水资源管理无线传感器网络还可以用于监测城市绿化区域的水资源利用情况。
传感器节点可以监测土壤湿度和降水情况等数据,从而帮助管理者判断植物的灌溉需求,合理利用水资源,以降低浪费和保护环境。
此外,通过无线通信技术,可以实现远程控制灌溉系统,根据实时数据自动调节灌溉量和时间,提高水资源的有效利用。
2. 城市绿化管理中的无线通信技术挑战尽管无线通信技术在城市绿化管理中的应用带来了许多优势,但也面临一些挑战和难题。
2.1 能源供应传感器节点的能源供应是一个关键问题。
5G无线网络绿色通信关键技术分析随着信息化和数字化的快速发展,无线通信技术也在不断更新换代,5G无线网络作为第五代移动通信技术,已经成为了当前无线通信领域的热门话题。
与此环保和节能也日益成为了社会发展的重要议题之一。
在这样的背景下,如何在5G网络的建设和使用过程中实现绿色通信,成为了各界关注的焦点之一。
本文将对5G无线网络绿色通信的关键技术进行分析,并探讨其在推动绿色环保发展方面的作用。
1. 节能技术的应用在5G网络建设中,通过采用新型的节能技术,可以在数据传输、网络设备和基站等方面实现能源的节约。
最为关键的技术之一就是大规模智能天线技术。
通过智能的信号调节和自适应的功率控制,可以在保证通信质量的前提下,最大限度地减少功耗的消耗,提高能源利用率。
还可以利用智能睡眠技术,将不同基站之间的通信活动进行协调,避免同时进行大量数据传输带来的能源浪费。
2. 绿色基站的建设传统的移动通信基站通常使用燃油或者电能作为能源,这种方式不仅造成了资源的浪费,还对环境产生了一定的影响。
为了实现绿色通信,5G网络需要采用全新的基站建设方式。
可以采用太阳能、风能等可再生能源作为基站的主要能源来源,通过太阳能电池板和风力发电机等设备,将自然能源转换为电能,从而最大限度地减少对传统能源的依赖,并降低环境污染。
还可以采用新型的高效电池和储能设备,对基站进行能量的有效管理和储存,提高能源的利用率。
3. 网络虚拟化技术5G网络的云化和虚拟化是未来网络发展的趋势之一,通过将各种网络功能进行虚拟化和云化,可以实现网络资源的统一管理和灵活配置,从而提高网络的整体效率。
在绿色通信方面,网络虚拟化技术可以有效地降低网络设备的功耗,减少对资源的浪费。
通过网络功能的集中化管理和优化,可以根据实际需要,对网络资源进行灵活分配和利用,从而减少对能源的消耗,提高网络的绿色化水平。
4. 基于物联网的智能管理通过物联网技术,可以将各种网络设备、传感器和控制器进行联接,实现对网络设备和能源的智能管理。
5G无线网络绿色通信关键技术分析5G无线网络是第五代移动通信技术的代表,具有更高的数据传输速率、更低的时延和更大的连接密度等优势。
随着5G无线网络的广泛应用,对能源和环境的影响也引起了人们的关注。
绿色通信是一种以降低能源消耗和减少环境污染为目标的通信技术,对于推动5G 无线网络的可持续发展至关重要。
本文将从能源效率、资源利用、网络管理和网络部署等方面对5G无线网络的绿色通信关键技术进行分析。
能源效率是推进5G无线网络绿色通信的关键。
5G网络相比于4G网络在数据传输速率和连接密度上有了显著的提升,但也伴随着更高的能源消耗。
提高5G网络设备的能源效率成为绿色通信的核心任务之一。
目前,研究者们通过将睡眠模式引入5G设备,实现设备在非高负载时自动降低功耗的功能,从而有效提升能源效率。
还可以通过优化网络信道和传输协议等方式减少数据传输时的能源消耗,从而降低5G网络的整体能源消耗。
资源利用是5G无线网络绿色通信的另一个关键。
随着5G网络的部署,大量的基站和设备将被建设和使用,对能源和材料资源的需求也将大幅增加。
为了实现资源的可持续利用,研究者们提出了一系列的技术和策略。
通过设备的共享和共存,减少冗余的设备和基础设施建设,可以显著降低资源的利用率。
还可以采用可再生能源供电、回收和再利用设备等方式,最大限度地减少资源的消耗和浪费。
网络管理是5G无线网络绿色通信的关键环节。
合理的网络管理可以减少5G网络的功耗,提高网络的稳定性和可靠性。
目前,研究者们提出了一些创新的网络管理方法,如基于机器学习的网络优化、动态功率分配和网络拓扑优化等。
通过这些方法,可以实现5G网络的智能优化和灵活管理,从而在保证网络性能的同时降低能源消耗。
网络部署也是5G无线网络绿色通信的重要方面。
合理的网络部署可以降低网络建设和运维的成本,减少能源和资源的消耗。
为了实现网络的高效部署,研究者们提出了一些创新的部署方法和策略。
通过合理规划基站的位置和数量,减少网络设备之间的干扰,可以降低能源消耗和优化网络性能。
关于高能效无线接入网的绿色无线通信关键技术的探析【摘要】随着无线通信技术的发展,绿色无线通信成为当前研究的热点之一。
本文旨在探讨高能效无线接入网的绿色无线通信关键技术。
在介绍了研究的背景、意义和目的。
在首先概述了绿色无线通信技术,接着深入分析了高能效无线接入网技术以及绿色通信关键技术。
探讨了能效优化技术和可持续发展路径。
在展望了绿色无线通信的未来发展,探讨了技术挑战与解决方案,强调了绿色无线通信的重要性。
通过本文的探索,有望为推动绿色无线通信技术的发展提供理论和实践指导。
【关键词】绿色无线通信,高能效无线接入网,能效优化技术,可持续发展,绿色通信关键技术,未来发展,技术挑战与解决方案,重要性1. 引言1.1 背景介绍随着移动通信技术的发展和普及,无线通信网络已经成为当今社会不可或缺的一部分。
随着无线通信设备数量的不断增加,无线通信网络的能耗和碳排放也越来越引起人们的关注。
在这种背景下,绿色无线通信技术应运而生,旨在提高无线通信网络的能效性能,减少对环境的影响。
随着5G技术的逐步部署,高速率、大容量、低时延等特征给无线通信网络的能耗带来了新的挑战。
传统的通信网络构架和技术已经不能满足绿色通信的需求,因此急需在无线接入网的关键技术上进行革新和突破。
绿色无线通信的研究具有重要的理论和实际意义,不仅可以提高通信网络的能效性能,降低运营商的成本,还能减少对环境的影响,推动可持续发展。
本文旨在探讨高能效无线接入网的绿色通信关键技术,为未来绿色通信技术的发展提供理论支持和参考。
1.2 研究意义高能效无线接入网的绿色无线通信关键技术在当今社会中具有重要的研究意义。
随着无线通信技术的迅猛发展和普及,人们对于通信网络的能源消耗问题越来越关注。
传统的无线通信系统在传输过程中存在着能量浪费和碳排放等环境问题,给环境带来了一定的负面影响。
通过推动绿色无线通信技术的研究和应用,能够有效降低通信网络的能源消耗和环境排放,实现通信网络的可持续发展。
5G无线网络绿色通信关键技术分析随着5G无线网络的快速发展,绿色通信已成为全球范围内的重要课题。
绿色通信旨在通过优化网络设备和通信系统的设计,减少对环境的破坏,提高能源利用效率,降低能源消耗和碳排放。
本文将对5G无线网络绿色通信的关键技术进行分析,并探讨其在实现节能减排和可持续发展方面的作用。
1. 新型能源技术的应用5G网络建设过程中所需的大量基站、服务器和通信设备需要消耗大量的能源。
为了降低能源消耗和碳排放,5G无线网络需要积极采用新型能源技术。
如风能、太阳能等可再生能源的利用,通过光伏发电和风力发电等方式为基站和通信设备供电。
利用能源存储技术,如储能电池、超级电容等,对能源进行高效存储和利用。
通过应用新型能源技术,可以为5G无线网络提供可持续的能源支持,实现绿色通信目标。
2. 节能优化的网络设计在5G网络建设中,网络设计是影响能耗的关键因素之一。
通过合理的网络部署和优化,可以降低网络设备的功耗,提高能源利用效率。
合理部署基站,减少冗余覆盖区域,避免产生大量不必要的信号干扰;采用节能优化的通信协议和算法,降低通信设备的功耗。
通过网络设计的节能优化,可以有效减少5G网络的能源消耗,实现绿色通信的目标。
3. 智能节能的设备管理5G网络中涉及大量的通信设备,包括基站、传输设备、核心网设备等。
如何对这些设备进行智能管理,降低设备的功耗,是实现绿色通信的重要途径之一。
通过网络设备的智能节能管理,可以对设备进行动态调整和优化,根据实际需求对设备进行合理的开关机控制,降低设备在空闲时的能耗。
采用智能化的设备管理系统,对设备进行实时监控和运行状态分析,及时发现和解决设备功耗过高的问题。
通过智能节能的设备管理,可以有效降低5G网络的能耗,实现绿色通信的目标。
4. 高效能源管理的数据中心5G网络建设中需要大量的数据中心来支持网络的运行和数据存储。
数据中心的能源管理对于整个5G网络的节能减排至关重要。
通过对数据中心的节能改造和高效能源管理,可以降低数据中心的能耗,减少碳排放。
CATALOGUE 目录•绿色无线移动通信技术概述•绿色无线移动通信技术的关键技术•绿色无线移动通信技术的挑战与解决方案•绿色无线移动通信技术的未来趋势与展望•结论定义特点定义与特点发展历程现状发展历程与现状绿色无线移动通信技术的应用场景智能交通智能家居智能城市工业物联网高能效通信技术030201协同通信技术智能天线技术多天线技术自适应技术beamforming无线资源管理技术资源分配通过负载均衡技术,平衡各基站和用户的负载情况,提高系统性能和能效。
负载均衡无线资源调度0102总结词详细描述 1. 开发新的频谱资源2. 实施动态频谱共享3. 采用高频谱利用技术030405总结词能量消耗是绿色无线移动通信技术的另一个重要挑战。
为了降低能量消耗,可以采取以下策略选择低功耗的射频器件、基带芯片等,降低设备能耗。
通过优化协议和算法,减少设备在传输过程中的能量消耗。
例如,利用太阳能、风能等可再生能源为基站供电。
详细描述 2. 优化协议和算法3. 使用可再生能源1. 采用低功耗器件无线网络安全与解决策略加强设备安全防护,防止病毒和黑客攻击。
通过建立信任机制,防止恶意攻击和欺诈行为。
采用先进的加密技术,保障数据传输的安全性。
无线网络安全是绿色无线移动为了提高网络安全,可以采取以下策略0102总结词详细描述 1. 频谱感知与优化2. 协同多点传输3. 智能调度与重传干扰管理与解决策略0304055G时代的绿色无线移动通信技术5G技术发展01能源效率优化02频谱资源利用03物联网连接管理物联网时代的绿色无线移动通信技术传感器网络与通信能耗与隐私保护云端协同与计算数据中心节能网络与信息安全云计算时代的绿色无线移动通信技术人工智能时代的绿色无线移动通信技术AI与通信融合数据挖掘与分析智能能源管理对绿色无线移动通信技术的总结绿色无线移动通信技术是当前及未来通信领域的重要发展方向,具有显著的环境友好性和节能优势。
绿色无线移动通信技术涵盖了众多领域,包括无线通信、绿色能源、物联网等,具有极高的交叉学科研究价值。
绿色无线通信网络认知维度研究
摘要:认知无线电作为一种动态频谱共享新技术,在无线通信网络中具有巨大的应用前景。
介绍了认知功能在绿色无线通信中的应用价值和面临的问题。
讨论了无线网络中的能效问题,分析了无线网络节点的认知功能在提高无线网络能效和性能等方面存在的优势,同时也讨论了其中存在的问题和挑战。
关键词:绿色无线通信网络;认知无线电;能效;性能
0引言
根据国外研究统计,全球通信数据总量每5年大致增长10倍,相应的能耗总量每年大约上涨16%~20%。
这种网络流量的扩张主要发生在移动通信网络系统中。
随着多媒体服务在无线网络中的日益普及,移动数字设备的能源消耗进一步剧增。
为了保护环境,应对全球变暖以及维护环境的可持续发展,需要从理论和应用等多方面对绿色无线通信网络技术进行研究。
认知无线电<sup>[1]</sup>是一种用于提高无线电频谱利用率的概念。
一个认知无线电设备可以依靠自身的认知功能来探测无线电频谱,定位空余频谱并保证在授权用户没有使用该频段的前提下利用相应带宽。
认知无线电由于其灵活性和适应性而为绿色无线通信开启了新的可控维度。
认知能力可以被理解为一类广泛的特性,从频谱感知到无线网络节点间的智能学习以适应传输。
这类特性有利于提高能源效
率,同时也能提升无线系统性能。
具有这种认知功能的网络节点被称为认知节点,能通过对环境的自适应能力来提高网络性能。
1无线网络中的能源效率
根据研究显示,目前无线网络的访问接入以及核心网络的运营是无线网络中两个最主要的耗能部分。
1.1终端设备和无线接入网
随着无线网络终端用户数量的增加,在进行无线网络接入时,相应的通信能源需求会大幅增长,这使得无线访问网络的能效问题备受关注<sup>[2]</sup>。
高能效通信系统的设计在考虑环境和应用限制的同时也需充分考虑无线射频设备、网络层、可适性物理层算法以及介质访问控制协议等方面问题。
其中提高无线网络访问时能效的关键因素主要包括基站架构体系增强、协议和中间件支持、射频部件相关硬件优势以及应用层的支持。
1.2核心网络
核心网络的运营也相当重要。
路由器、交换机和服务器等硬件的能耗占运营商IP骨干网能耗的主要部分。
目前,在IT基础设施方面,处理节点、IP多媒体子系统服务器和认证、授权和计费等服务器都得益于能源效率的提高。
而在核心网络能效的提高方面,3G LTE和WiMAX等新兴无线接入技术具有很多提高频谱效率和能源效率的方法和技术,并充分利用了低功耗和低成本路由器和服务器优势。
尽管如此,目前无线通信网络中的能耗问题仍然十分突出。
从认知功能角度来看,为无线通信网注入更多的认知能力将进一步提高节
能效率,这使得重构后网络可以获得更为健壮的自适应能力。
2认知功能在绿色无线通信系统中的优势
认知无线电可根据与其发生交互的环境而改变自身传输参数,这种交互包括与其它无线频谱段的用户进行积极协商通信或被动感应,并作出相应的决策。
认知无线电节点可以执行一个如图1所示的认知操作周期。
从图1可知,一个认知无线电节点可以通过传感器对其所处的操作环境进行感应。
在处理完这些感应到的环境状态数据之后,会依据自身目标、优先考虑的问题以及自身的约束做出决策。
在确定最合适的策略后,最后会进行相应的操作。
换句话说,这样的节点通过积累经验可以使自己变得更聪明。
图1认知节点的认知周期
现在,认知无线电已被认为是提高无线通信系统效率的一种通用方法。
从绿色的角度来看,频谱是一种资源,需要被共享。
认知节点通过智能操作以及灵巧的频谱接入方法实现了这种范式<sup>[3]</sup>。
但在绿色通信的使用中,它们仍有待于优化。
从绿色网络的角度来看,有两个与认知无线电有关的问题:认知节点对能效的提高以及通过认知节点获得高能效的能力。
能源管理问题是一个多维的优化问题,主要包括在动态控制系统的一些性能约束下最小化平均能耗。
一般情况下,能效目标可以通过每焦耳能量传输的数据位数来进行衡量。
通常情况下,认知节点会利用一种周期性感应法来避开对于重复出现的主用户的干扰,每一个数据帧都被分为两个部分:感应部分和传输部分。
通常,感应时间越长,
反应正确性越高,但是会相应减少传输时间。
所以,传感和传输调度应该在维持感应精度和传输效率的前提下进行。
从能量角度看,特别是对于电池容量有限的节点,其可在主用户干预约束的情况下以能效最大化为目标决定最佳传感和传输时间。
在绿色无线通信网络中,认知终端设备和智能的核心、访问网络节点可组成一个基础设施元,通过其认知能力可形成更智能的通信系统。
这种相互联系的结构有助于形成更完善的绿色通信系统,如智能电网和智能交通系统等。
在不同通信环境中,认知无线电具有多样化的能量效率优化方式和方法:
(1)对于能效提升功能的智能支持。
一方面,在学习的基础之上,能耗估算模型需要传感数据和计算方案来达到精确的操作,并且支持能源管理及测量的复杂中间件的支持,无线网络中的能耗剖析在提高能效上也是至关重要的。
另一方面,具备电力供应和能效意识的认知节点,由于知道其电力供应源、剩余电池寿命和可替代的适应方案从而可对能效的提高提供更为智能的支持。
(2)网络层的优化能力。
通过基础接入设施的支持,认知节点在选择最合适的网络时,不仅可以考虑物理层条件和可用带宽,同时也可以考虑能源成本。
例如,在网格模式下,它们可以通过优化路由器和交换机的能效来达到减少能耗的目的。
(3)跨层优化的能力。
能源管理问题本身也涉及到了跨层解决方案。
这是由于在测量性能时需要考虑到协议栈的特性,然而优化能源开支则依赖于底层射频硬件的细节知识。
认知网络与假定具有的机
器学习能力和控制框架本质上更易于跨层优化,因为这些功能必须与系统的不同层交互。
为了实现更加灵活和自适应的操作,认知网络中的应用程序须具备与无线电进行交互的能力,这使得在应用程序驱动的智能方案中,低层次结构也具备设备上下文感知能力。
在基础设施方面,认知节点可通过不同的控制维度来达到优化能效的目的,如切换到不同网络接口、自适应的睡眠周期和应用程序定制策略等,从而避免影响重要用户的服务质量。
由于动态扩展和多样化的应用需求,无线通信系统通常工作在不稳定条件下。
对于认知无线电系统来说,一个主要的挑战是如何使得低能耗可重构的射频实现方式适合于在物理上受限的移动终端,并能与固定的硬件实现方式竞争。
因此,采用这种新的通信机制时的基本权衡方式是,对在系统中引入的复杂性与产生的绿化增益进行比较。
下面列出了目前在无线通信系统中引入认知无线电所面临的两个主要问题和挑战:
(1)如何权衡计算复杂度与产生的能耗之间的关系。
这种权衡存在于认知周期阶段的学习、计划和决策(如图1)。
与之相对应的机器学习算法和决策理论框架需要具有较高的复杂度。
频谱感知和灵活访问需要产生能耗,也可能带来额外的复杂性。
因此,对于一个节能认知无线电节点来说,在不牺牲性能的同时既降低复杂性又优化能源成本是很重要的。
(2)如何权衡硬件复杂度与成本之间的关系。
可重构无线终端是认知无线电节点的基础设施,包括数字基带引擎以及可重构模拟前
端电路。
能量增益可以在基带处理算法中使用先进的数字控制基带组件或柔性功率放大器实现。
但是,任何高能效系统都需要复杂和昂贵的硬件,这也是一个普遍问题,并不只是在认知无线电系统中存在。
无论是通过认知功能进行自身能效优化的通信系统或是认知节点本身都面临以上的挑战。
为了获得高能效,关键问题是如何在满足性能约束的条件下使认知节点持续适应不断变化的实际环境。
最为有效的方法是在系统级层面上利用不同层之间的跨层相互作用进行综合能源管理来对能耗进行优化。
目前,针对认知无线电在提高系统能效时所面临的问题,国内外已开展相应的研究课题。
参考文献:
[1]J MITOLA.Cognitive radio architecture evolution:annals of telecommunications[J].Annals of Telecommunications,2009(7).
[2]赵永锋,王军选. 无线宽带接入技术浅析[J].中国集成电路,2011(12).
[3]张丽娴.认知无线电与其关键技术研究[J].信息通信,2013(3).。