IP流分流的异构无线网络负载均衡

摘要： 针对传统异构无线网络硬负载均衡方法业务阻塞率较高的问题,根据软负载均衡方法,提出了异构无线网络中基于IP流分流的负载均衡算法. 该算法通过数值分析得到最佳分流比率,在用户请求网络接入或切换时,根据最佳分流比率将用户业务分成子流,并把各子流接入或切换到相应网络,保证了网络间的负载均衡. 仿真结果表明,所提算法相对于传统的硬负载均衡方法,降低了业务阻塞率和业务丢包率.     

有效均衡异构无线网络负载的接入选择

提出了一种能有效均衡异构无线网络负载的动态接入选择算法,在考虑用户移动性、通话质量满意度以及网络当前剩余资源的基础上,进一步考虑网络负载的动态变化趋势. 通过预测不同可接入网络对整个系统阻塞率的影响,实时调节网络负载使其趋于理想状态. 仿真结果表明,该算法能动态适应网络负载变化,有效减小候选网络之间的阻塞率差距,从而降低整个异构系统的平均阻塞率.     

基于异构多核的超高清视频无线传输方法

针对4K超高清视频无线传输中压缩率低,数据存储成本高以及信道抗干扰能力弱等问题,提出基于异构多核的超高清视频无线传输方法.该方法使用ARM+FPGA异构多核架构,将四核Cortex-A53 APU、双核Cortex-R5 RPU及定制FPGA集成.由ARM执行多项任务处理与控制,借助FPGA强大的并行处理能力,实现硬件层次上编解码及通信算法的加速,根据HEVC编解码和COFDM调制解调原理,研究相关算法,完成超高清视频传输系列IP核的设计.根据该方法搭建了一个4K超高清视频无线传输系统,采用每秒60帧4K分辨率(3840像素×2160像素)的视频进行无线传输实验,结果表明:接收视频图像播放正常,视频压缩率达6.19%,延时低至350 ms, 4K超高清视频无线传输效果好.     

异构认知网络中基于非随机接入方式的对等接入策略分析

针对无线网络环境中的异构网络提出了一种基于非随机接入方式的频谱接入策略--对等接入策略,其中两个异构网络关系是平等的,网络中的授权用户具有认知功能,并且一个网络中的授权用户能动态地接入另一个网络进行通信. 利用连续时间马尔科夫模型表征用户行为,并根据用户的阻塞概率和强制中断概率衡量系统性能,分析系统中用户的吞吐量. 与传统非共享接入策略进行对比,仿真结果表明对等接入策略能提高系统性能.     

无线Mesh网络延迟及丢包控制机制研究

在无线Mesh网络中,无线信道的干扰及时延敏感业务过度占用资源等原因均导致了TCP性能的下降.针对该问题,该文建立了数据一跳传输延迟分布以及TCP丢包控制的联合模型.该文先以理论推导及较低的运算代价估算出数据的一跳传输在网络各层的延迟,并分析了无线网络的丢包特征,最后,结合无线网络延迟分布及无线丢包特征,指出了传输层对不同丢包所做的控制方式,并通过仿真实验证明本文控制方式可有效降低丢包率.     

车载异构网络中基于PSRBP的多径TCP路径调度优化

车载异构网络使用多路径传输控制协议(multipath transmission control protocol,MPTCP)进行传输时,由于路径差异性会引起接收缓冲区阻塞问题,导致MPTCP传输性能不佳.针对MPTCP接收缓冲区阻塞问题,提出一种基于路径选择和接收缓冲区预测(path selection and receive buffer prediction, PSRBP)的MPTCP路径调度优化方法.该方法引入吞吐量预测模型,同时引入各条路径和最大吞吐量路径的相似性参数与既定阈值对比分析,从而选择出可以使用MPTCP传输的路径.所提算法通过判断无序包的数量来预测缓冲区阻塞问题,并停止不良路径上的数据传输以提高MPTCP的性能.仿真结果表明,该算法能够提高系统整体的吞吐量,并使网络利用率有所改善.     

基于异构网络机群环境下NPB性能分析

在异构网络机群环境下,使用NPB基准测试程序对并行系统的性能进行了评测与分析.实验表明,在64个处理器Class D规模下,NPB程序在TCP/IP协议下的整体性能优于在Infiniband协议下的整体性能.随着处理器数目的提高,其可扩展性在TCP/IP协议和Infiniband协议中表现的各不相同,并行系统的可扩展性和应用程序的硬件性能利用率还需进一步提高.     

放大-转发OFDMA中继系统多业务资源分配方案

针对独立功率限制、放大–转发OFDMA中继系统的多业务资源分配问题,提出一种在满足实时用户要求前提下,非实时用户数据速率最大化的资源分配方案. 根据业务的不同将问题分解为实时和非实时用户的资源分配两个子问题. 对于实时用户的资源分配,利用Lagrange方法计算. 对于非实时用户的资源分配,每个子载波分配给信道条件最好的用户,针对功率分配提出两步功率分配方法. 首先按照总功率约束进行初始功率分配,然后对各子载波的功率进行调整以满足独立功率约束. 对于子载波分配提出一种低复杂度的子载波集合分配算法. 仿真结果表明,该方案在满足多业务用户要求的同时使系统性能得到优化,且计算复杂度低.     

卫星通信系统中编码调制模式分配算法

在编码调制方式动态可变的FDMA卫星通信系统中,通过功率和带宽的均衡利用可提高资源利用效率,并能防止后续用户分配资源时功率或带宽受限而导致的系统容量降低.对卫星链路进行分析,建立基于编码调制模式动态可变的博弈模型,提出一种基于功率和带宽均衡利用的编码调制模式分配算法,提高了系统资源的利用效率.仿真表明,所提出的资源分配算法在资源受限情况下能显著提高系统信道容量.     

无线Mesh网络的在线测量优化

对网络特征进行准确和实时的测量是优化无线Mesh网络性能的基础. 该文提出一种无线Mesh网络在线测量架构以解决测量节点的位置选择问题. 联合考虑无线信号检测能力与信息传输能力,提出基于椭圆割线的测量节点选择方法. 分别以被测量节点和数据处理中心作为椭圆焦点构成测量区域,以测量系统的性能度量为目标函数,在椭圆环中选择最佳测量节点位置. 数值仿真表明,在保障无线Mesh网络在线测量品质条件下,该测量架构实现了检测能力和信息传输能力的综合优化,椭圆割线算法的计算复杂度低于随机选择算法.     

基于Q学习的星地融合协作传输中继选择策略

协作网络中的中继技术能够实现空间分集,但中继选择会对系统性能产生较大影响。针对这一问题,本文提出了一种基于Q学习的星地融合协作传输中继选择策略。首先,所有中继节点在经过放大转发协议的情况下,在接收端得到最大比合并后的输出信噪比表达式。然后,设定Q学习的状态、动作和奖励函数,选择累积回报最大的中继节点。接着,为了遍历所有状态,引入了Boltzmann选择策略,用概率的途径来选择动作,使源节点探索所有状态并利用最优状态。最后,在所选中继节点与源节点之间进行功率分配得到最优传输功率。仿真结果表明：与随机中继选择算法相比,所提出的Q学习中继选择策略对系统性能有较大地提升。     

小规模传统电信业务接入因特网的等待时间评估

主要研究在一定条件下小规模传统话音业务接入因特网时每个业务流可能需要承受的最大排队时延.通过网络仿真以及有关理论分析,给出了完全一致的结论.该结论可以广泛用于评估各种传统固定速率业务接入因特网时的排队时延.     

基于统计信道状态信息的节能分布式中继选择

针对放大转发协作网络中的中继节点选择问题,提出了基于统计信道信息的能量有效分布式中继选择算法. 算法对系统能量效率与系统中断性能进行折中,通过最小化系统平均消耗总功率来确定转发阈值,各中继节点根据转发阈值独立地决定是否参与数据转发. 考虑有多个中继节点辅助源节点进行数据传输,提出了基于数值搜索方法确定转发阈值的多中继节点选择算法,在满足系统目标中断性能的同时,使系统消耗较少的平均功率. 为了降低阈值求解的复杂度,考虑只有1 个中继节点参与数据转发,进而提出了具有低计算复杂度的单中继节点选择算法. 仿真结果表明,与已有的放大转发模式下的中继选择算法相比,该文提出的算法在能量效率上具有更好的系统性能.     

MANET中基于弹性QoS的多优先级业务接纳控制策略

针对无线多媒体业务的优先级区分和动态带宽需求特性,提出Ad Hoc网络中一种以动态资源分配与优化为基础的弹性接纳控制策略. 通过设计新的带宽调整准则、路径可用带宽计算方法和满足动态资源需求的QoS路由协议,支持该策略在多跳网络环境下的实施. 仿真结果表明,对比传统的接纳控制算法,所提策略具有更高的接纳能力、更低的新连接阻塞率和切换连接掉线率,同时还对不同优先级业务表现出不同的区分服务特性,可以更好地实现对资源的共享、均衡和利用.     

家庭基站网络分布式资源分配算法

针对具有自组织特性的家庭基站(home eNodeB, HeNB) 网络,提出了一种分布式资源分配算法. 该方法首先使HeNB 根据网络状况选择分量载波,而当接收到邻小区的重选请求时,可以重新选择备用载波列表中的载波,释放当前使用的载波给邻居使用,从而提高HeNB 获得可行载波的可能性. 使HeNB 根据优化目标函数自主地进行功率优化,以减少小区间干扰并提高系统容量. 通过蒙特卡罗方法分析该算法的性能,仿真结果表明：该资源分配算法能够提高用户的平均吞吐量并降低中断概率.     

异构分簇的无线传感器网络拓扑控制

在拓扑结构变化较小的无线传感器网络中,为了减小分簇算法在簇头选择过程中的能量损耗,该文提出一种分簇拓扑控制算法. 该算法以功能较强的异构簇头为中心,将一个簇分为内外两层,外层再进一步分成可以并行工作的多个子区,既保留了以簇头为中心的控制方式的高效性,又兼有多跳的灵活性. 仿真分析与实验证明,以该算法构成的系统具有以下优点：减小了节点的平均发送半径,均衡了能耗;有效降低了簇间干扰;提高了系统的吞吐量.     

多维光纤通信系统性能监测技术

目前光纤通信系统正朝着超高速、大容量、动态化方向快速发展，新的维度和复用方式以及更加复杂的体系架构对光纤传送网安全可靠运行提出了巨大的挑战.多维光纤通信系统中的性能监测技术能对系统所受损伤进行监测与预警，为自适应补偿、传输质量评估和网络资源优化等提供信息来源和管理依据，对提升光纤传送网运行和管理水平具有重要的科学意义和社会意义.该文首先重点介绍色散参量监测、非线性参量监测、调制格式参量监测等多个参量监测的研究现状，随后讨论并分析了多维光纤通信系统性能监测技术的发展趋势.未来性能监测技术将朝着精细化、一体化、智能化、多参量同步监测等方向发展.     

IP单/组播技术在SCADA/EMS系统中的实现

结合调度自动化的要求，比较了目前在SCADA/EMS系统中网络传输数据方式的各自特点，从经济、技术角度提出了采取IP单/组播混合模式的必要性和IP单/组播技术在SCADA/EMS系统的具体实现方法。     

放大转发协作通信中继位置对SER性能的影响

针对放大转发协作网络多跳中继节点位置对系统性能的影响,分析了端到端链路的误码率. 根据误码率并通过设定不同节点间距离来确定最优中继位置. 针对多跳中继网络,提出了基于信道状态信息的节点选择算法,在不同的选取准则下以最小值最大化为目标. 为了考虑中继位置,进而提出基于节点位置信息的中继节点选择算法,确保选择一个最低误码率的节点为协作节点. 仿真结果表明,多跳中继最优位置处于源节点和目的节点的中点处. 与已有放大转发模式下的单跳中继相比,多跳中继在系统具有较低的总传输功率时具有更好的性能.