基于网络功能虚拟化的网络切片管理方案

随着5G愿景和概念的清晰,网络切片已逐渐成为解决多种使用场景的潜在方案;但在多个网络实例共存的情况下,网络的管理和用户对网络的附着将面临诸多问题。基于5G的发展趋势与其关键技术,提出一种以网络切片管理器为核心的管理方案。借助网络功能虚拟化技术实现网络切片创建与修改的完全自动化;在多个网络实例共存的情况下,网络切片选择模块辅助用户实现网络附着。该体系将网络分为了基础资源、网络实例和业务三层;并形成开放的平台,使得每一层都将可以单独作为服务进行出售、租赁和管理。这将改变现有电信领域的商业模式,并为其运维带来更多的灵活性。     

5G切片化网络中基于吞吐量最大化的用户切换机制

第五代无线通信系统(the fifth generation,5G)利用网络功能虚拟化(network function virtualization, NFV)和软件定义网络(software defined network, SDN)2项技术将网络进行了切片划分,让用户接入不同服务质量(quality of service,QoS)保障的虚拟网络切片以获得服务。为了解决切片化网络中由于用户移动性而导致的切片重新接入问题,提出了最大化网络吞吐量的用户切换机制来降低越区切换对已有网络切片的影响。该机制根据用户业务类型的QoS服务等级筛选备选接入站点的归属切片,运用贪心算法选择能为用户提供最大数据传输速率的切片接入服务,在网络切片代理的体系架构下完成切换过程的控制和管理。在与功率接入、负载接入和随机接入3种切换方案的性能对比中,相关仿真结果表明,随着越区用户数目和网络切片类型的增加,所提方案在保证较高网络吞吐量的同时,切换成功率始终维持在80%以上,远优于其他3种方案。     

一种高性能物联网的实现方法

物联网进入5G时代将出现各种应用场景和业务需求的不同,探讨了根据不同的物联网需求创建不同的网络切片技术,这种技术基于分层的网络虚拟化技术的实施,阐述了使用虚拟化技术的网络层的资源管理方法。同时,这种技术的总体架构的网络分层,结合大数据和网络能力开放技术,提供了在5G时代物联网实现的重要思想。     

基于拍卖的网络切片虚拟资源分配算法研究

网络切片可以针对不同应用场景的网络速率、时延、可靠性等需求,根据业务对网络功能、安全性等需求构建虚拟的逻辑网络,该技术是5G的关键技术之一。针对网络切片多样化的QoS需求,提出了一种以最大化收益为目标的虚拟资源分配优化算法。该算法针对各个切片业务需求的差异性以及当前用户状态定义切片优先级,并以价格代替信誉因子,确定网络切片需求资源的拍卖报价,并根据可回收的资源量动态地更新和确定价格基准,再将资源优化分配问题转换成为拍卖问题,结合价格更新算法以及资源分配算法并进行求解,为各个业务切片分配资源。仿真结果表明,所提出的资源分配算法可以在满足切片多样化的QoS需求的同时有效提升用户业务体验满意度。     

5G高密度网络中无线资源管理的仿真方案设计

数量庞大的物联网设备与突发性的物联网业务碎包使5G网络中的无线资源管理过程变得非常困难,而后者的设计常需借助多种技术的联合仿真来完成,文章提出了一种专门针对5G网络承载物联网业务需求的高效无线资源管理技术仿真方案,并基于该方案搭建了一款完整的仿真平台架构;结合多个无线资源管理技术的串行处理过程,该平台设计了基于事件触发的精细仿真方式和基于虚拟时隙的粗略仿真方式,而且实现了多种物联网业务和多个5G场景的生成以增强设计的完整性。仿真结果表明,基于该方案搭建的平台仿真处理速度明显快于传统平台,特别适用于5G网络承载物联网业务中的无线资源管理技术仿真。     

基于视点的全景视频编码与传输优化

为了降低全景视频的网络传输带宽,促进其应用发展,提出了一种基于用户视点运动状况的自适应块级码率分配方案.本方法将全景视频切分为多个不同视点区域的切片并组织成多层级结构,针对用户主要视点区域块分配更多的比特数,在播放视频时根据当前用户视点运动状况选择相应的视点区域切片.主观试验结果显示,本方法在保证相同观看质量的情况下比普通视频平均节省32%的带宽.     

基于SDN的5G移动通信网络架构

移动互联业务的持续增长以及物联网等各类通信应用的广泛普及对移动通信系统的功能和性能提出了新的挑战.第5代(5G)移动通信系统基于对已有通信技术的融合及演进,引入新的无线传输及网络技术,将实现多种应用场景用户业务传输性能保障.软件定义网络(software defined networking,SDN)通过采用集中控制的新型网络架构,将传统数据转发设备的数据转发与逻辑控制功能进行分离,实现了数据层与控制层的解耦,从而可有效解决传统网络结构封闭僵化、数据传输转发性能高度受限、资源利用率低等问题,满足业务差异化需求、提升业务部署效率.近年来,5G网络架构采用SDN已成为业界及学术界共识,已有较多文献提出基于SDN的5G移动网络架构.在对5G应用场景、关键技术以及SDN技术进行概述的基础上,对基于SDN的5G网络架构相关研究进行详细阐述,并对未来研究方向进行了展望.     

校园5G专网建设与认证方法研究

5G是新一代移动通信技术发展的主要方向,安全、可靠的网络访问控制是高校引入5G专网的重要前提条件,是学校与运营商合作可持续发展的良好基础。本文针对华中科技大学校园网用户多、网络复杂的特点,根据5G校园网的发展需求,同时结合在校园网认证系统方面多年的管理经验,研究了将校园网认证系统与5G专网对接的方法,从认证方式、账号管理、套餐计费模式方面探讨了认证系统依托5G专网进行优化改进的方法,从而构建校园网认证系统的5G专网建设方案,有效监管5G校园网的复杂情况,提高用户上网体验,对5G时代高校校园网的建设具有指导作用。     

5G高新视频的双频段协同传输

为保证广播电视业务在新兴网络媒体冲击下仍具有强大持续的公众影响力,我国广电需紧跟5G商用化进程,构建以精品高新视频节目为基本内容、以移动终端为主要传输对象的新型5G广播电视传输网络,为用户提供随时随地、低成本、高质量的稳定收看及个性互动服务.基于我国广电部门统一运行和管理600MHz和700MHz双频段这一独特优势,本文提出了5G地面广播网与5G移动通信网的跨网协同传输方案,即在600MHz频段上使用5G大塔广播方案提供共性内容的大范围广播分发,同时,为解决大塔广播覆盖能力不足和互动能力缺乏的问题,在700MHz频段上借助5G蜂窝组网方案的部分资源,实现个性化补包和个性互动内容的单播传输.以此形成的5G高新视频传输承载网,将兼备低成本高效分发与个性化互动收看双重优势,很好地为用户提供一个面向移动终端的全国性公共服务.     

网络切片中物理节点的分布式在线异常检测方法

网络切片中的异常检测问题是实现网络切片自动化管理的重要研究内容,针对网络切片中物理节点的异常检测问题,提出了基于支持向量数据描述的分布式在线物理节点异常检测方法.基于支持向量数据描述建立了一种分布式的物理节点异常检测模型;通过引入随机近似函数,解决了数据分布式存储场景下的核函数计算问题,从而实现观测数据的切片内处理;基于随机梯度下降法,提出了一种在线的物理节点异常检测算法,保证了模型动态更新并减轻了异常数据导致的模型性能下降.在不同条件下进行了仿真分析,仿真结果表明,该方法可在避免切片间观测数据传输的同时,有效利用网络切片中虚拟网络功能的无标签观测信息检测物理节点异常.     

vTCM:一种基于物理可信计算环境虚拟化的虚拟可信密码模块

虚拟机的信任问题是虚拟机安全的关键问题之一,可信密码模块作为计算机信任的源头,其在虚拟机上的应用也引起了越来越多的关注。提出了虚拟可信密码模块(virtual trusted cryptography module, vTCM)方案,该方案将现有可信密码模块(trusted cryptography module, TCM)方案扩展为可切换vTCM场景的vTCM物理环境来支持少量物理vTCM场景,通过vTCM场景的虚拟化调度,从而支持多个虚拟机的TCM访问,为每个虚拟机分配一个绑定的vTCM实例,并使这些实例可以轮流在物理vTCM场景中运行,以使vTCM的安全性分析可以借助TCM结论,增强vTCM的安全性。这一方案在vTCM的管理,包括vTCM迁移等操作上,也体现出了其优势。给出了该方案在KVM虚拟化平台下的实现方法,实现结果表明,该方案不但可行,并且对现有的虚拟机机制有良好的兼容性。     

5G校园专网的安全接入和授权管理研究

校园网用户具有基数大、流动性强、分布广等特性,用户的可控安全接入和授权管理是5G专网落地校园的重点和难点。首先介绍5G校园专网安全接入和授权管控的必要性以及关键技术、组网方式、优点及应用框架,其次讨论5G校园专网的常见安全风险,并分析几种安全接入方案的优缺点,最后提出一种基于安全管控装置的安全接入和授权管理方案,并进一步结合零信任网关构造更为安全可靠的5G专网安全系统,从而实现5G校园专网用户的安全无感接入以及基于用户身份与应用级别细颗粒度的授权管控。     

3D多重注意力机制下的行为识别

为解决传统3D卷积中难以提取时空信息的缺点,提出一种适用于3D卷积网络的多重注意力机制模块.该模块是由通道结合时间子模块和空间子模块组成的多维度特征调整模块.在通道结合时间模块中,通过调整池化层和卷积层的顺序,保留更多的有效通道信息和时间信息;在空间模块中,压缩冗余时间信息以减少计算量.该模块的整体计算量较少,可嵌入到各3D卷积网络中.为验证多重注意力机制模块的性能,基于3D ResNet网络设计部署了该多重注意力机制模块,并在UCF-101和HMDB-51两个行为识别数据集上分别进行训练.结果表明,改进后的3D ResNet在UCF-101上可提升1.50%的精度,在HMDB-51可提升1.24%的精度,而参数量只增加0.24%.     

从电信网管理到电信管理网

概述了电信网管理的演变过程,介绍了先进的电信网管理技术———电信管理网（ＴＭＮ）,进而又介绍了电信管理网的发展动向之一———电信信息网体系（ＴＩＮＡ）。     

通信网管终端VT100的接口软件设计

在通信网中通常使用VT100标准终端作为网络管理系统的控制台，通过接口软件与通信设备中内嵌的网管主机连接，进行网络管理。设计的网管终端接口软件包括：初始化模块、菜单处理模块、用户输入处理模块、消息接收和发送模块，并给出了各模块的功能及实现方法。     

联合网络编码与预编码方案抗干扰技术

双向中继信道（TWRC）传输模型中,用户通过中继与基站构成的上下行链路进行传输,采用现有的时分方案时,传输时隙数与用户数成正比,并可联合物理层网络编码消除自身信号的干扰;在用户数增多的情况下,不仅增大传输系统复杂度,而且降低了数据传输速率.针对此问题,提出物理层网络编码联合预编码方案,仅利用2个时隙便可完成信息传输,在不影响传输速率的同时,还可提高复用增益且避免了同信道干扰.从中断概率和遍历容量两个角度对这2种方案进行性能分析和比较,结果表明网络编码联合预编码方案在高信噪比情况下,性能更优,且随着用户数的增加,系统性能会得到进一步提高.     

切片平均分子量神经网络预测模型的研究及应用

建立聚合反应切片平均分子量的预测模型对锦纶帘子布的生产有重要的意义,该文采用改进的遗传算法（ＧＡ）和ＢＰ算法相结合的混合学习算法来训练神经网络,并采用多元逐步回归法对输入层节点数进行了优化,建立了聚合反应切片平均分子量在线预测的神经网络模型。在某化工厂聚合反应中的应用表明,该模型比基于最小二乘法的预测模型收敛速度快,预测精度高、网络有泛化能力强。     

认知异构无线网络中频谱切换建模与分析

在具有频谱认知功能的异构无线网络中,针对传统频谱切换算法未考虑次用户业务的多样性,且空闲信道不足造成次用户服务时延大的问题,提出基于次用户分级的频谱切换策略。与以往单一的认知无线电网络不同,该策略融合利用免授权频谱的开放式无线网络和机会式利用授权频谱的认知无线电网络,提出了认知异构无线网络场景。根据次用户的业务类型对其进行优先级划分,并在此基础上设计数据分割因子优化策略。进一步采用混合式抢占优先权(preemptive resume priority /non-preemptive resume priority,PRP/NPRP) M/G/1排队模型,分别对主用户网络和开放式无线网络中的频谱切换过程进行建模,提出一个最小化时延的动态自适应频谱切换策略。实验仿真了不同参数对次用户时延的影响,结果表明,该策略较传统的频谱切换策略明显提升了次用户的时延性能。