星地融合网络中的流量卸载研究

卫星网络与地面网络融合,可以拓展网络覆盖范围、提高网络灵活性以及提升网络资源利用率.针对地面网络流量激增带来的网络拥塞、传输时延长、数据吞吐量低等问题,从网络架构、流量卸载方案、流量卸载决策等3个方面对星地融合网络中的流量卸载进行了研究.从网络架构来看,未来通信网络正逐渐走向卫星网络和地面网络融合的一体化网络;从流量卸载方案来看,星地融合网络中流量卸载的关键技术主要包括软件定义网络、网络功能虚拟化、移动边缘计算以及星间链路协作;从流量卸载决策策略来看,分别基于时延、能耗和吞吐量分析归纳总结了几种主流流量卸载决策策略;指出了星地融合网络中流量卸载研究存在的主要挑战及下一步的潜在研究方向.     

异构网络中高能效动态流量卸载

研究了异构网络中,以优化系统能效为设计目标的动态流量卸载。综合考虑了用户移动性和业务动态性的影响,利用动态规划理论对异构网络中的流量卸载问题进行了建模分析,将系统能效在连续时间上的优化问题转化成多阶段决策的最优化问题。在此基础上,基于延时流量卸载的思想,利用动态规划的分析模型,提出了一种系统能效优先的动态流量卸载算法。仿真结果表明,与已有的流量卸载算法相比,提出的动态流量卸载算法能有效地提升系统的能量效率。     

基于自适应任务卸载的蜂窝网络计算资源分配算法

移动边缘计算中的任务卸载是当前的研究热点.随着蜂窝网络中移动终端数量的快速增长,由于计算资源有限,任务卸载时出现了时延长及资源分配不均衡的问题.针对该问题,提出一种基于自适应任务卸载的蜂窝网络计算资源分配算法.该算法先根据用户周围的资源分布情况,自适应为每个用户选择最佳卸载模式;再根据计算资源使用情况,自适应为基站用户选择最优卸载决策并分配计算资源.仿真结果表明：与其他4种算法相比,该文算法的系统效用增益最大.     

海量数据环境下大型ISP网络流量卸载方法研究

海量数据环境下大型ISP网络流量爆炸性增长造成网络阻塞。当前网络流量卸载方法通过预测确定待卸载网络流量,卸载准确率较低,服务质量差。为此,提出一种新的海量数据环境下大型ISP网络流量卸载方法,通过最大熵法,依据采集流量中的语义信息对流量类型进行识别。依据海量数据环境下大型ISP网络流量源节点的位置关系,通过图论法确定最佳传输路线,实现对大型ISP网络流量的卸载。依据中继节点数量与总卸载时间最少原则,通过Dijkstra方法对海量数据环境下大型ISP网络流量最佳卸载路线进行求解。实验结果表明,采用所提方法对大型ISP网络流量进行卸载,不仅流量类型识别精度高,而且卸载率高,服务质量高。     

不同分级循环加卸载模式下六边形蜂窝能量演化规律

为了阐明循环加卸载路径对六边形蜂窝能量演化的影响规律,设计了3种不同分级循环加卸载试验,揭示了不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、弹性变形能、耗散能、塑性变形能等参数的演化特征及相互关系,研究结果表明：不同分级循环加卸载作用下,蜂窝的初始峰值强度和平台应力与卸载过程蜂窝弹性能的释放程度有关;3种不同分级循环加卸载模式下外界输入总能量、蜂窝的弹性变形能和塑性变形能随着加卸载梯级增大呈现非线性增加的趋势,耗散能在前三级循环作用下随着加载次数增加而减小,在最后一级循环中循环载荷上限较大,扰动效应强于强化效应,耗散能呈现相反趋势;提升循环载荷上限,蜂窝内部损伤增加,且越接近蜂窝初始峰值强度,蜂窝的损伤越严重;同时提升循环载荷下限,蜂窝弹性能释放较少,损伤加剧。     

移动边缘计算中的无人机群协同任务卸载策略研究

针对应急灾害中通信受限的场景,研究了基于移动边缘计算(mobile edge computing, MEC)的无人机群(unmanned aerial vehicles,UAV)协同任务卸载问题。在对系统通信过程和计算过程的延时与能耗分析的基础上,设计联盟效用函数和回报函数,并基于享乐博弈模型提出联盟分割形成算法。理论分析证明,该算法最终收敛于某个稳定的联盟分割。仿真结果表明,相比其他典型策略,提出的策略具有更低延时和能耗,能够提升用户服务体验、增加设备续航时间,解决通信受限问题。     

逼近纳什均衡的动态蜂窝选择方案

在异构蜂窝选择博弈中,纳什均衡对应终端的蜂窝选择结果可以让系统获得相对较优的性能,然而在动态的网络场景中,终端会不断地移动,导致此前选择的结果偏离原纳什均衡,采用传统搜索纳什均衡的方法无法非常快速地重新逼近新的纳什均衡。文章提出一种逼近纳什均衡的动态蜂窝选择方案,借助设计的经验公式,快速调整终端的蜂窝选择策略,使整个系统始终保持逼近纳什均衡。     

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。     

微型无人机图像无线传输系统的发展现状及其关键技术

微型无人机作为一种军民两用的高科技产品,在现代信息社会中扮演着重要的角色。其图像无线传输系统是实现信息获取、传输的重要组成部分之一。重点阐述了该图像传输系统在国内外的发展历史与现状,讨论了实现图像传输所涉及的几个关键技术,进而展望图像无线传输未来的发展趋势。     

无人机与车辆协助下的分布式多任务边缘计算卸载算法

为满足密集分布用户的服务质量和体验质量,建立了车辆和无人机协助下的多接入边缘计算卸载模型,车辆、无人机和路边单元作为边缘节点,将不同的计算任务按需卸载到不同类型的边缘节点进行处理.设计了基于分布式匹配-贪婪算法的终端用户任务卸载方案以最小化系统功耗,并研究了用户数量和延迟容忍对卸载方案的影响.仿真结果表明:该方案在满足...     

微型无人机图像无线传输系统方案与关键技术

针对微型无人机(MUAV)图像模拟传输的不足及图像实时、可靠的传输要求,提出了一套采用基于5/3提升小波的改进集合分裂嵌入块(SPECK)图像压缩算法、基于Turbo码的信道纠错编码及扩频技术的数字图像无线传输系统方案.在阐述本方案结构原理的基础上,着重讨论了它所涉及的关键技术及对策.实验结果表明,本方案具有图像压缩率高、运算速度快、实时性好、抗差错能力强及传输可靠等特点,适用于MUAV的特殊工作需求.     

适于分组传输的硬判决同步捕获方案的研究

针对目前码分多址蜂窝系统逐步用于多媒体通信领域，分组类型业务所占比重逐步增大，而同步捕获业务仍主要针对流类型业务的情况，介绍了一种适于分组类型硬判决快速同步捕获方案，并给出了计算机模拟曲线，结果表明硬判决方案性能优良。     

支持流量感知的软件定义网络高效路由方案

针对目前软件定义网络的实现方案中,路由策略所采取的最短路径模型无法保证网络信息交付延迟最小的问题,以信息交付延迟作为路由方案效率的衡量指标,提出了一种支持流量感知的高效路由方案.基于全网流量信息,本方案采用多元优化方案综合考虑转发路径的可用带宽、丢包率、延迟、交换机无效服务率以及路由长度,做出路由决策以提高路由效率.实验证明,与目前Open Flow框架下采用的路由方案相比,本方案可以将数据交付效率提高90%.此外,本方案有利于维护网络负载均衡.     

一种蜂窝辅助的AODV路由协议

首先提出了一种新的融合Ad Hoc和蜂窝网络体系结构.接着在这种融合网络结构下,对传统AODV路由协议进行了改进,设计了一种蜂窝辅助的AODV路由协议(CA-AODV).CA-AODV路由协议利用蜂窝系统中代理节点所保存的移动ad hoc节点位置信息,来维护、更新节点中的路由,这种主动维护路由信息的方法从而可以提高传统AODV协议的性能.最后文中通过NS-2仿真表明:在数据发送率较高的情况下,CA-AODV路由协议能显著提高传统AODV协议的系统参数性能.     

大跨度钢屋盖卸载方案及现场监测

以西宁体育场屋盖卸载为例,在卸载过程中对其应力进行实时在线监控.监控结果表明,钢结构屋盖支撑卸载后,其主要内力杆件相对于其卸载之前的应力变化不大,且所有杆件的应力随卸载过程的进行变化都比较平缓,其监测的应力-应变在结构设计的范围之内;卸载后体育场内环各测点均较卸载前产生向下的竖向位移,而体育场外环各测点均较卸载前产生向上的竖向位移,同时短轴方向的位移大于长轴方向的位移,但是位移量都比较小;卸载完成后,测点的竖向高程均在设计范围之内.     

面向无线传感器网络多连接的数据卸载策略

定义了局部规划卸载模式和全局规划卸载模式,分别针对两种卸载模式提出两种卸载策略:局部关联卸载策略和全局关联卸载策略.局部关联卸载策略改进了已有的独立卸载策略,按照某个顺序进行关系上的卸载计算,考虑了关系之间的卸载影响,因而可以比独立卸载策略保留更多的结果.全局关联卸载策略将所有参与连接的关系元组进行全局考虑,从中选择被卸载的数据元组.针对局部关联卸载策略提出两种改进算法:大损失优先关联卸载和多轮关联卸载算法.实验说明提出的数据卸载方法比已有的方法产生更大的卸载后连接结果集.     

异构需求下无人机无线携能传输优化策略

物联网设备电池容量有限且充电不便,无人机无线携能传输技术很好地解决了这个问题,可以实现能量和数据的同时传输。根据节点设备的异构能量需求,提出了基于全网满意度最大化的无人机位置和功率联合优化策略。将无人机与地面节点关联系数的优化问题建模成联盟形成博弈问题,通过设计合作准则,证明了其存在纳什均衡点。基于最大化满意度准则,探索无人机最佳悬停位置。在确定关联系数、无人机位置后,采用凸优化方法求解无人机与节点之间的发射功率。仿真结果表明,所提联合优化策略能够较大幅度地提升全网满意度。     

单发多收无线窃听信道中的自适应保密速率传输方案

针对无线通信中基于保密中断的物理层安全问题,提出了一种单发多收(SIMO)窃听信道下使用保密中断概率约束的自适应保密速率方案。利用信道估计与信道的衰落特性分别获得发射端到合法接收端信道(主信道)的信道状态信息(CSI)与发射端到窃听者信道(窃听信道)的统计CSI。在发射端已知主信道CSI而未知窃听信道CSI的情况下,根据主信道CSI和窃听信道CSI的概率密度函数对保密传输速率进行自适应调整,并根据保密中断的定义确定发射门限,然后在满足保密中断概率约束的条件下实现保密吞吐量的最大化。在准静态瑞利衰减信道条件下进行了仿真验证,结果表明:与以往的SISO系统方法相比,在保密中断概率低于0.1、合法接收端天线数不少于窃听端时,系统的保密吞吐量可提高1倍以上;即使合法接收端的天线数少于窃听端,只要合法接收端的天线数足够多,SIMO系统的保密吞吐量仍能优于SISO系统。     

基于SCMA的无人机中继辅助上行通信方案

为提高蜂窝通信系统的上行总吞吐量,在满足用户服务质量需求的前提下,提出了一种基于稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA)的无人机中继辅助上行通信方案,通过部署无人机增强网络覆盖,并利用SCMA提高系统传输性能。根据用户的分布和概率视距传输模型,通过交替优化码本、功率和无人机坐标,确定无人机的3维部署位置;进行资源优化后,根据信道状态信息,对子载波进行配对并迭代码本、功率,以获得优化的码本和功率分配方案。仿真结果表明,提出的方案能够有效提高上行吞吐量,并满足用户的服务质量需求。