多信道无线网状网的多信道多径路由实现

基于优化链路状态路由(OSLR)协议,提出了一种改进的路由算法,能在多信道无线网状网中进行多信道多径路由.仿真实验结果表明,与单径路由方案相比,有效地减少了信道切换次数,从而降低了总体端到端延时.     

基于IPv6的通信网络多信道协作路由跨层控制系统

针对因IP分配受限而造成的电力通信传输延时与信道冲撞等问题，设计了基于IPv6的电力通信网多信道协作路由跨层控制系统(跨层控制系统).系统硬件部分通过IPv6技术建立通信协议栈，并利用数据库、处理器和控制器等设备实现跨层控制.软件部分利用协议栈生成的信息搭建路由控制系统，并借助多蚁群优化算法寻找电力通信网中多信道协作的最佳通信路径，实现电力通信网多信道协作路由跨层控制.将多蚁群-跨层控制算法与蚁群算法、牛顿算法进行对比实验，结果表明，多蚁群-跨层控制算法延时保持在0.03 s左右，当任务数量小于100时没有出现节点冲撞现象，吞吐量大于520 MB/s,说明系统具有较优的路由跨层控制效果.     

认知无线视觉传感网络机会传输的分布式跨层优化

为了充分利用空闲授权无线电频段和增强视觉信息的端到端传输质量,研究了认知无线视觉传感网络机会传输的跨层设计问题。在分析信道随机性和网络模型的基础上,把跨层设计问题表达为一个视觉信息峰值信噪比和网络平均传输时延的权衡优化问题。通过对该问题进行对偶分解和基于随机次梯度的求解方法,提出了一个分布式跨层传输优化算法。该算法不需要预先知道可用授权频段的静态概率分布,而通过节点在每个时隙中进行独立计算和局部信息交换使得上层视觉感知信息的压缩速率与底层链路机会传输自适应匹配,达到权衡优化问题的最优解,因此可以作为认知无线视觉传感网络的实用传输协议。仿真结果表明,该分布式算法能够快速收敛,并能获得与集中式最优化算法相似的性能。     

无线多跳网络中SVC视频流传输的分布式优化方法

针对无线多跳网络承载多媒体服务所面临的可扩展性、能量有效性和服务质量保证的挑战,研究了多个可伸缩编码（scalable video coding,SVC）视频流在无线多跳网络中传输的分布式跨层优化问题.在分析网络资源分配约束和SVC视频内容自适应模型的基础上,把SVC视频的传输问题表达为一个视频质量和网络功率消耗的跨层权衡优化问题.基于对偶问题的可分解性和次梯度求解方法,提出了一个可分布式实现的SVC视频优化传输算法.该分布式算法避免了控制开销的全网传播,通过节点的局部信息交换和独立解决相应子问题,达到底层资源分配和上层SVC视频传输内容选择的最优匹配.仿真结果表明该算法可以快速收敛到最优解,并能实现SVC视频的平均传输质量和网络总功率消耗的最优权衡.     

联合信源信道编码的分级编码视频网络传输

提出了在丢包网络传输过程中,针对精细粒度分级编码(FGS)视频流存在的数据重要性差异,利用前向纠错编码(FEC)对视频流提供非均匀保护.考虑采用一致的信源信道联合统计率失真模型作为约束,根据信道的传输带宽和平均丢包率,联合优化信源编码码率和非均匀FEC编码码率的分配.该方法应用于丢包网络的视频传输,可以根据网络传输条件的变化,自适应地分配信道编码码率,提高信道带宽利用率,增强视频的传输质量.仿真结果表明,所提方法对不同的信道条件具有较好的适应性,并且能够有效地提高视频传输的鲁棒性.     

基于端到端失真优化的无线视频联合编码方案

在无线视频传输环境端到端失真分析的基础上,针对H.264视频流建立了一种新的端到端失真模型.在使用LDPC信道编码方式与该失真分析模型的基础上,提出了一种基于端到端失真优化的联合信源信道编码方案.该方案根据当前无线信道的信噪比与信道带宽等状态信息,自适应地调节信源编码量化参数和信道编码码率,使端到端失真最小.实验结果表明,与固定码率编码相比,本文提出的联合信源信道编码方案可在不增加带宽的情况下显著提高视频传输质量.     

GPON中面向多等级服务的动态带宽分配算法

为了实现吉比特无源光网络(GPON)带宽分配的公平性,降低网络的传输延时,提高带宽利用率,研究了GPON系统传输汇聚层的帧结构及动态带宽分配的实现方法,提出了一种新的动态带宽分配(DBA)算法———面向多等级服务的动态带宽分配算法.基本原理是根据业务的优先级以及各种业务对带宽的需求,在PON层和ONU层分别进行带宽的合理分配.理论分析和仿真试验证明,这种算法可以提高网络的吞吐量,满足各种业务的时延要求,并且对不同用户和不同等级的业务都具有很好的公平性.     

云计算环境下多信道联合均衡调度算法研究

针对传统资源调度方法存在执行时间跨度大、信道接入率低、资源负载不均衡等问题,提出云计算环境下多信道联合均衡调度算法研究.根据云计算环境下多信道通信链路优化时隙和多信道资源,构建多信道链路模型,提出信道端到端可靠性最大化优化模型,将优化问题转换为多信道联合均衡调度问题.利用多信道最优跨度和负载均衡算法对均衡调度问题进行求解.结合多信道数据处理和任务执行的特性,设计最优跨度和负载均衡双适应度函数,在种群进化初始阶段和接近收敛阶段对适应度函数做适当调整,完成多信道联合均衡调度.实验结果表明,所提方法资源调度的执行时间跨度小、信道接入率高、负载均衡程度好,能满足资源传输的实时性要求.     

一种跨层自适应无线视频传输方法

针对实时视频传输对吞吐率、丢包率、时延等服务质量的要求,对无线信道下视频端到端传输的失真进行分析,提出了一种跨层自适应方法,在层间传递信息来协调各层的工作过程,对物理层、链路层和应用层联合优化设计,适应无线信道的变化,获得信源失真和信道失真之间的平衡,使总失真最小.仿真结果证明,在一般信道信噪比的情况下,该方法较之单独使用自适应调制编码或者自动请求重传,在视频恢复质量上得到改善,峰值信噪比提高了0.8~1.0 dB.     

一种新的无线Adhoc网络中的多路径路由及流量分配算法

结合无线Ad hoc网络与多媒体业务的特点,提出了一种新的适用于在无线Ad hoc网络中传输多媒体业务的多路径路由及每条路径上的流量分配算法.针对多路径路由,优先选择延时最短的路径,在此基础上选择多条路径来满足业务带宽的需求.流量分配算法中使用FEC编码对传输的业务流进行纠错,并给出了根据信道信噪比等特性计算FEC编码速率的算法,该算法能够较好地适应多媒体业务对实时性要求较高的特点,同时能够对无线链路达到最优的利用.仿真结果显示,所提算法能够很好地增加网络的利用率,有效地减小多路径的传输延时.     

Joint channel allocation and power control with fairness in multi-hop cognitive radio networks

This paper investigates channel allocation and power control schemes in OFDM-based multi-hop cognitive radio networks.The color-sensitive graph coloring(CSGC) model is viewed as an efficient solution to the spectrum assignment problem.The model is extended to combine with the power control strategy to avoid interference among secondary users and adapt dynamic topology.The optimization problem is formulated encompassing the channel allocation and power control with the interference constrained below a tolerable limit.Meanwhile,the proposed resource allocation scheme takes the fairness of secondary users into account in obtaining the solution of optimization.Numerical results show that the proposed strategy outperforms the existing spectrum assignment algorithms on the performance of both the network throughput and minimum route bandwidth of all routes,as well as the number of connected multi-hop routes which implies the fairness among secondary users.     

一种新的H.264自适应帧层码率控制算法

本文提出了一种基于宏块亮度直方图差异(BH, Block Histogram difference)和带宽充裕度估计的H.264帧层码率控制算法。该算法使用基于BH的相对复杂度检测场景切换,并在各场景的开始阶段对当前信道带宽充裕度做出判断。之后在帧层码率控制中,根据基于BH的相对复杂度对各帧的目标比特进行加权调整。最后根据信道带宽充裕度的判断结果做进一步调整。仿真结果表明所提算法能够适应信道带宽和视频序列编码复杂度之间的不同关系,并在视频序列使用的信道带宽和压缩后的图像质量之间取得了比JVT-G012更好的平衡。     

正交频分多址系统中最低速率限制下的自适应载波分配

针对用户有最低传输速率要求的正交频分多址系统中,传统资源分配算法频谱利用率低的问题,提出了一种自适应载波分配算法.该算法根据用户最低传输速率的要求、信道状态和当前载波分配状况,确定子载波分配给用户的效用,进而将子载波分配给可以带来最大效用的用户.该算法综合考虑了效率和公平性,从而显著改善了系统性能.仿真结果表明,当用户数不超过系统负载时,与效率和公平分开考虑的算法相比,所提出的算法频谱效率可提高10%,系统负载在同样中断概率下可提高60%.     

基于电力物联网的边缘计算任务卸载优化

为了解决传统卸载模型仅涉及用户设备和边缘计算资源,而在云端资源利用上存在局限性的问题,通过有效利用计算任务时延、能耗及计算资源配置,提出了基于深度强化学习算法的计算任务卸载策略和资源配置优化算法,建立了边云协同的时延、能耗及能效模型,研究了用户设备数量、任务量、任务优先级等对时延、能耗及能效的影响。结果表明：边缘计算服务器资源配置为30 GHz较为合理;高级计算任务优先处理策略和计算资源优化分配,使得时延、能耗均较低;本文所提出的优化算法在时延、能耗及能效方面均优于其他3个对比算法,表明针对不同用户设备数量和计算任务量场景,本文所提出的优化算法和建立的模型能够更有效的实现基于电力物联网的计算任务卸载策略和资源配置优化。     

基于不完全频谱感知的认知中继网络能量效率研究

针对认知中继网络中基于能量效率的资源分配问题,提出一种基于次用户能量效率最大化的功率分配优化算法,通过建立多重约束条件下的频谱感知和传输联合优化模型,在考虑单位发射速率消耗功率和干扰限制的情况下,利用分数规划将问题中的混合整数非线性规划问题转化为等价的凸优化问题,分析了不同参数对能量效率的影响。仿真结果表明,提出的功率分配优化算法在达到能量效率最优的同时降低了算法复杂度低。     

基于跨层优化的认知无线电频谱资源管理研究

考虑到认知无线电网络可用信道在工作频率、带宽、传输范围和干扰范围等不同方面所具有的特异性,基于跨层的优化框架被提出并应用在认知无线电的调度、频谱分配和其路由算法.该算法能够借助已知的信道特性构造出频谱调度矩阵,而且可以将混合型NP-hard线性规划问题简化,同时算法中的遍历算法可以显著降低构建调度矩阵的计算复杂度(从原来的O(2M)降低到O(M2)).仿真结果显示了该算法能够显著提高认知无线电网络的性能.     

高斯干扰信道中一种公平的资源分配算法

频谱、发射功率是通信工程中基本的资源,对资源进行有效地分配,可以提高系统性能。本文针对单输入单输出干扰信道的功率分配和多输入单输出干扰信道波束成形设计,提出了一种新的随用户最小速率要求改变的公平资源分配方案,给出了一种利用特征参数的迭代搜索算法,数值仿真结果与分析一致。     

宽带多媒体卫星通信系统中的无线资源申请

系统分析了多媒体通信卫星网络MAC协议中的资源分配流程及资源申请时序关系,在此基础上,考虑卫星网络中的长延时环境,提出了一种基于流量预测的资源申请算法,以弥补现有算法严重滞后于流量变化的不足.该算法引入记录因子,对资源的申请与分配进行记录,以提高带宽的分配效率,减少带宽申请信令的数量,从而减少对网络资源申请的响应时间;将最小均方算法用于网络流量的预测,以削弱卫星链路长延时对网络资源申请造成的负面影响.仿真结果表明,该算法的性能大大优于现有的资源申请算法,在高负载度、长峰值传输时间的条件下,算法具有良好的适应性.     

基于组合智能算法的无线网络信道分配机制

针对当前无线网络信道分配方法易出现干扰, 网络吞吐量小等缺陷, 设计一种基于组合智能算法的无线网络信道分配方法. 首先对无线网络信道分配的原理进行分析, 构建无线网络信道分配模型; 然后采用遗传算法产生无线网络信道的初始分配方案, 并引入粒子群优化算法对无线网络信道的初始分配方案进行精细搜索, 得到合理的无线网络信道分配方案; 最后在MATLAB 2016平台对无线网络的吞吐量、 网络延迟、 数据传输丢包率进行仿真测试. 仿真结果表明, 该方法大幅度提升了无线网络的吞吐量, 网络延迟和数据传输丢包率远小于单一的遗传算法或粒子群优化算法, 改善了无线网络的通信性能.