基于马尔科夫链的自适应DRX优化机制

针对目前非连续接收(DRX)机制单一的周期配置难以适应4G网络环境下多业务并发的问题,提出了一种基于马尔科夫链的自适应DRX优化机制.首先,基于数据业务间的时间相关性建立马尔科夫链模型,预测后续时刻的数据业务类型;然后,根据预测结果和物理下行控制信道(PDCCH)的监听状态来综合调整DRX周期时长.仿真结果表明,相比于固定周期的DRX机制,自适应DRX优化机制能够在不增加过多时延的条件下有效降低终端能耗,同时实现了4G网络环境下不同数据业务类型的自适应DRX参数配置.     

LTE系统中DRX机制的分析与优化设计

非连续接收机制（discontinuous reception,DRX）是长期演进（long term evolution, LTE）系统中终端省电的关键技术之一。针对LTE系统中各种新兴业务和更高的数据传输速率快速发展导致终端能耗加剧的问题,在对DRX机制的原理进行详细分析的基础上,提出了一种长周期可调整的DRX机制。在DRX马尔科夫模型的基础上,根据欧洲电信标准化协会（european telecommunications standards institute,ETSI）数据流量模型,对长周期可调整DRX机制的2个性能指标功率节省因子和平均等待时延进行了理论分析。仿真分析在不同DRX定时器参数下的能耗和时延变化情况,并与固定周期的DRX机制在能耗和时延2个方面进行了对比分析。仿真结果表明,长周期可调整DRX机制在降低终端功耗方面有明显改善。     

面向5G毫米波通信的有向非连续接收机制

毫米波为5G通信提供了更大的带宽,但其路径损耗和穿透损耗较大的缺点需要使用波束赋形技术来克服.传统的非连续接收(discontinues reception,DRX)机制由于在用于波束赋形系统中时会导致频繁的波束失准,从而影响通信质量,已不能满足系统要求.针对这一问题,提出了一种长睡眠周期可调整的有向DRX(adjustable directional DRX,A-DDRX)机制,通过单独设立波束搜索状态来克服波束失准问题,并引入了长睡眠周期增长因子来弥补波束搜索状态所带来的功耗的增加,利用半马尔可夫过程和欧洲电信标准化委员会(european telecommuni-cations standards institute,ETSI)流量模型对A-DDRX机制进行了数学分析.仿真分析了A-DDRX机制的波束失准概率,功率节省因子以及平均时延.仿真结果表明,所提出的A-DDRX机制在能够避免频繁波束失准的前提下,对于降低终端能耗方面有所改善.     

LTE系统中不连续接收机制的建模研究

长期演进(long term evolution,LTE)系统为用户提供了高速的数据传输速率,但也加快手机电池能量的消耗.LTE系统引入非连续接收(discontinuous reception,DRX)机制来降低手机的能量消耗.基于欧洲电信标准化协会(European telecommunications standards institute,ETSI)的突发分组数据模型,建立6个状态的马尔可夫模型来模拟DRX过程,分析不同DRX参数对省电性能和分组平均等待时间的影响.通过仿真,对DRX参数的优化设置提供指导方案.     

基于LTE-DRX的超时策略梯度估计算法

针对长期演进(long term evolution,LTE)系统的非连续接收(discontinuous reception,DRX)终端省电机制中不适当的状态切换造成能量开销较大的缺陷,提出了一种基于超时策略的梯度估计算法。通过构建半马尔可夫控制模型将状态切换问题转换为策略优化问题,结合在线梯度估计从而得到状态切换时间的最优解。仿真实验表明,在不同数据到达率的情况下该算法在平均时延以及节能性上都有更好的表现。     

一种面向实时业务的Ad Hoc网络MAC协议

为降低Ad Hoc网络中实时业务的端到端时延,提出了基于802.11 DCF的改进协议.协议采用3种机制降低实时业务的时延:面向路径的连续转发机制将RTS中的转发信息携带在ACK中发送,给实时业务提供较高的接入优先级;标签交换机制使得中间节点可以在MAC层获取转发信息,加快了实时业务数据包的转发速度;重传控制机制减少了无效传输的超时数据包.仿真结果表明,在重负载条件下,改进协议中实时业务的时延比802.11 DCF有大幅度的下降,网络吞吐量也有所提高.     

5G网络中基于波束成形和休眠机制的能量优化策略

为提高频谱利用率,5G毫米波通信采用的波束成形技术会对当前的不连续接收(discontinuous reception,DRX)机制产生不利的影响。提出一个基于信道质量提示(channel quality indication,CQI)反馈的不连续接收机制(C DRX),波束成形只在必要的时候进行。在此基础上,通过优化波速成形策略进一步降低波束成形时间,达到节省能量和降低时延的目的。采用半马尔科夫过程对波束失准事件下C-DRX的建模分析,仿真分析验证了所提方案的能量和时延的有效性。     

基于在线时延辨识的网络控制系统调度

基于在线网络时延的辨识方法,提出一种对网络控制系统的周期信息、非周期信息和消息的实时动态调度算法.所提出的利用一种滤波器的辨识方法能够实时在线辨识网络时延,而且基于该时延辨识的调度算法能够动态地调整采样周期和分配带宽,并保证系统的性能和提高网络资源的利用率.仿真实例说明了辨识方法的有效可行性.     

一种改进的高速TCP拥塞控制机制

对现代高速网络中,传统TCP拥塞控制机制的窗口速率波动较大和对长时延链接歧视导致的不公平问题,基于合理划分网络负载状态、动态调整拥塞周期个数和拥塞窗口大小的策略,提出了一种自适应的高速网络拥塞控制方案,并使用网络仿真软件对控制算法进行了仿真。     

LR-PON中基于流水周期轮询的DBA算法

针对LR-PON(长距离无源光网络)中ONU(光网络单元)的上行带宽分配问题,提出DBAPCP(基于流水周期轮询的动态带宽分配)算法;并使用OPNET软件对DBAPCP算法、IPACT(周期自适应交叉轮询)算法以及DBACP(基于周期轮询的动态带宽分配)算法进行建模仿真.由仿真结果可得:相比DBACP算法,DBAPCP算法提高了时延性能;相比IPACT算法,DBAPCP算法在高负载下,能够获得更低延时,并且能够更好地对区分等级业务进行支持.     

一种基于时延约束的光网络共享通路保护机制

针对实时业务在光网络上的低时延和生存性要求,提出了一种基于时延约束的光网络共享通路保护机制.考虑到低时延要求,该机制将节点的负载和波长转换情况作为处理时延的影响因素,将链路的长度作为传播时延的影响因素,为实时业务请求设计了工作路由算法,并基于波长转换对时延的影响设计了相应的波长分配方案以减少波长转换次数.在生存性方面,基于共享通路保护机制和低时延要求设计了保护路由算法及相应的波长分配方案.仿真表明,该机制是可行和有效的.     

基于群集运动智能的SDN业务传输优化技术

针对软件定义网络(software defined network,SDN)负载全局优化问题,受生物界群集运动的启发,以实现当前分布式全网状态感知、全局优化目标、区域自主协同为目标,研究了基于群集运动智能的SDN业务传输优化技术。为满足上层业务对网络传输性能的需求,根据传输时延、网络吞吐量等性能指标,在多目标优化约束条件下,通过业务聚类定义针对各业务的平稳流,并将平稳流内共同协作的节点相结合定义为平稳流协作场。协作场内的节点通过收集网络状态信息并在协作场内共享,实现网络状态的快速感知及决策。协作场之间各个平稳流以不同的带宽、时延等网络传输需求运行,使得平稳流获得了确定的资源抢占成功率,从而以稳定速率传输。针对基于平稳流的业务传输优化技术,给出了基于群集运动协同方式的流量工程处理体系和业务优化方案,并对该体系下群智节点的感知认知、业务聚类分析、平稳流协作场构建、协同智能决策优化方法、优化流程、节点架构等进行分析阐述。     

网络拥塞控制系统建模及流量控制器设计

在考虑多回路时延、网络负载动态变化和高优先级业务影响的前提下,基于流体流理论,推导建立了可调服务速率的业务流量控制数学模型,并提出了一种简单实用的流量控制算法,所得出的控制机制适用于高优先级业务和"尽力而为"业务共存的网络环境,较好地克服了网络传输时延的影响,并对该控制机制的稳定性、抗干扰性、鲁棒性和公平性进行了仿真试验。     

递归搜索与遗传算法融合的终端优化配置方法

提出了基于递归搜索与遗传算法融合的终端配置优化方法,该方法以各负荷点为起点在含有配电终端的配电网进行主回路搜索和子回路搜索,搜索同时依次判断当前故障对负荷节点的供电可靠性的影响并累加停电时间.通过构建选择算子的选择条件,将递归搜索可靠性计算方法与遗传算法深度结合,能够快速求解配电终端优化问题,易于在计算机上编程实现,且能够在只修改网络基本参数的前提下,得出不同配电网的终端配置的最优方案.算例以不同的平均供电可用率指标作为约束,分析不同约束下的终端配置方案和经济效益,验证了所提算法的有效性.     

基于神经网络算法的 ICN 网络传输控制研究

随着全球数字媒体的深刻变革,互联网用户关注的重点逐渐向如何快速获取信息转移,而不关注信息的存储位置。现在的 TCP／IP 网络协议架构却无法适应当今内容应用需求的迅速发展。为了适应这一互联网的转变,以信息为中心的新型网络架构信息中心网络（information-certric networking,ICN）受到了广泛关注。网络时延的动态变化反映了网络路径的负载特征,对时延的精确预测是实施网络拥塞控制、路由选择的重要依据。在 ICN 中,由于网络缓存机制导致时延的不确定性,为网络传输控制带来了挑战。通过对 ICN 网络的经典架构命名数据网络（named data networking,NDN）网络时延模型进行建模,采用了神经网络算法进行时延预测,设计了基于预测时延的转发策略机制,创新地在 NDN 网络组件转发信息表（forwarding information based,FIB）上新增接口信息 Stat,以实现转发路径的动态选择。仿真结果表明,该设计机制能够有效地提升网络传输控制性能。     

基于功率谱密度与随机配置网络的低压串联电弧故障检测

低压串联电弧电流为非平稳信号,故障特征区分度低且具有随机性,给电弧故障特征提取和准确检测带来困难,提出了基于功率谱密度与随机配置网络的低压串联电弧故障检测方法。首先,搭建了串联电弧故障发生平台,采集不同负载类型的电流数据,构建数据集。其次,采用功率谱密度对电流信号执行随机信号分析,实现对电流信号的定量化频域特征描述,增强故障电流与正常电流特征的区分度。然后,采用随机配置网络构建串联电弧故障检测模型,将功率谱密度特征用于随机配置网络的自适应训练学习,提升网络训练效率和模型故障检测能力。在本文构建的电流数据集上,串联电弧故障检测的平均准确率达到96.156 7%,证明了方法的有效性。     

无人机自组网中改进型反应-贪婪-反应路由协议

无人机自组网具有网络拓扑变化剧烈,链路断开频繁等特点.反应-贪婪-反应(reactive-greedy-reac-tive,RGR)路由协议是针对无人机自组网而提出的改进型协议,在高动态环境下具有较好的网络性能.针对RGR协议具有网络开销大、易出现网络拥塞等问题,提出了一种基于负载均衡和高贪婪地理转发成功概率的改进RGR路由协议.该协议在RGR协议的基础上,提出基于节点负载状态和地理位置信息辅助的受限洪泛机制、GGF模式下高分组成功传输概率的路径选择策略和基于节点负载预测和运动特征的分组转发策略3项关键改进措施.仿真结果表明,相较于AODV和RGR及其改进型协议,该协议提高了分组投递率,降低了网络的控制开销和平均端到端时延,提升了网络应对拓扑高度动态变化的能力,有效改善了网络性能.     

多维适配算法对区块链节点可信授权的优化研究

区块链技术可解决物联网传统访问控制方案中管理集中、数据易丢失等问题,实现分布式、安全性高的访问控制,但容易忽视建立动态灵活的访问控制机制的重要性,当节点被破坏时无法自动捕捉网络的动态信息,并相应地调整其授权策略.本文设计了一种基于属性的物联网访问控制机制,具有辅助授权的信任和声誉系统,提出多维适配算法(MDAA),首先利用一个公有区块链和私有侧链,将敏感信息和公共数据分开存储,服务消费节点注册属性,服务提供节点定义访问门限策略;接着信任和声誉系统逐步量化网络中每个节点的信任和声誉评分,当服务消费节点发起访问请求后,智能合约验证服务消费节点是否满足访问门限策略要求的属性和信任声誉阈值,都满足则获得访问权限;最后依据节点间交互作用定期更新节点的信任和声誉评分,实现动态验证和授权.仿真结果表明,与TARAS算法、DADAC算法相比,MDAA支持双向信任评估,具有较好的算法收敛性,在确保授权安全的同时减少了处理访问控制的延迟,具有适用性.     

基于电压残差的三相逆变器故障诊断

针对三相逆变器开路故障诊断问题,研究了一种具有动态参考量的电压残差故障诊断方法。利用逆变器闭环控制系统现有的相电压采样信号,将延迟一个周期的相电压波形作为动态参考,与当前的相电压信号进行比较得到电压残差波形,通过设置合理的故障检测阈值,实现逆变器开关管开路故障的准确诊断。仿真结果验证了该方法具有抗不平衡负载和负载突变干扰的能力,且诊断时间小于一个周期,具有容易实现、无需增加硬件的优点。