基于遗传算法的网络通信缓存资源分配方法研究

传统分配方法在分配网络通信缓存资源时,存在阻塞率高、对缓存资源利用率低的问题。为了改善问题,引进遗传算法,设计一种针对网络通信缓存资源的全新分配方法。使用遗传算法划分频谱无干扰信道,计算各个区域的信道需求,获得分配信道矩阵,提取覆盖点,将覆盖点作为网络通信缓存资源分配关键节点;设计基于SpsceWire的资源分配算法,实现网络通信缓存资源的分配。通过对比实验证明,设计的分配方法可以在实际应用中,起到降低网络通信缓存资源分配阻塞率的作用,以此种方式可以降低缓存资源在节点的丢失现象,提高分配过程中对资源的利用率。     

基于效用和资源借用的移动卫星系统呼叫接入控制算法

该文提出一种基于效用和信道资源借用的移动卫星系统呼叫接入控制算法(UBCB),引入借用权重作为资源借用的依据来改善呼叫阻塞率和业务掉线率,通过调整业务接入的门限来改善卫星网络拥塞状况,从而提高星上资源利用率和卫星系统整体性能。仿真表明,该算法与一般的信道借用(CBS)算法相比,在服务等级、系统服务价值等方面得到较大改进。     

用RSVP-TE实现的ASON信令

描述怎样运用信令协议RSVP-TE实现自动交换光网络中动态地建立、删除连接的要求。仿真实现了前向资源预留(FRP)和后向资源预留(BRP)两种不同的信令方案,并收集了阻塞率(BR)、控制信道带宽(CCB: control channel bandwidth)及连接建立时间(CST: connection setup time)等相关统计量,比较了这两种方案的性能,发现在相同的仿真环境以及相同网络负载的情况下,后向资源预留的阻塞率性能优于前向资源预留,同时后向资源预留的连接建立时间以及使用的控制信道带宽都大于前向资源预留。     

可见光通信DCO-OFDM系统资源分配算法研究

针对室内可见光通信(VLC)直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)系统存在的低信道利用率问题,文章对该系统的信道资源和比特资源进行了优化分配研究。首先介绍了DCO-OFDM系统的信号发射端模型和系统的信道利用率计算,并按照两步算法的思路依次分析了信道资源分配和比特资源分配问题,进而提出了自适应动态资源分配算法,该算法能够根据信道幅度频率响应来灵活分配子信道,并为各信道自适应选择满足服务质量要求的最高阶正交振幅调制(QAM)调制方式。仿真结果表明,相比于传统固定分配算法,该自适应资源分配算法可显著提升室内VLC DCO-OFDM系统的信道利用率。     

蜂窝网络中信道分配模型的优化设计与实现

基于基站功率控制的传统信道资源分配模型,采用的帧结构中的两跳链路处于同一时隙中,不能在一帧中完成链路的数据传递,导致系统信道资源分配业务传递滞后。提出基于资源复用的蜂窝网络信道资源分配模型,蜂窝网络采用帧结构向这些通信链路分配时频资源,通过资源复用形式降低蜂窝网络的信道分配资源消耗,在一帧中实现两跳链路的信道分配数据传递。依据扰动的Greedy算法思想,按照带有扰动的信道质量矩阵,实现蜂窝网络信道分配。处于同扇区的两个中继节点间通过动态资源分配方法,按照小区信道的业务情况动态分配信道资源。通过仿真实验分析对比信道分配需求量、阻塞率、收敛性、网络吞吐量、网络节点间通信中断概率五项指标。仿真结果表明,所设计蜂窝网络信道分配模型在对蜂窝网络信道资源进行信道分配过程中,信道资源的使用率增强,分配资源消耗低,信道分配质量提高,具有较高的业务实时性。     

基于优先级信道预留的快速动态信道分配算法

针对TD-SCDMA系统现有快速动态信道分配算法的不足,提出了一种基于优先级信道预留的快速动态信道分配算法.该算法根据接力切换用户的移动台属性设定不同的优先级,为接力切换呼叫预留信道,结合小分组借用算法,增加了可移动边界动态信道分配(MB DCA)策略的灵活性.仿真结果表明,此算法相对于混合数据速率、小分组借用(MRG,mixed-data rate grouping borrowed)MB DCA算法,实现了VIP和快速移动切换用户的优先接入,有效地降低了切换呼叫的阻塞率,提高了数据业务性能和系统的信道利用率.     

基于补偿式CSI的分布式跨层联合资源分配算法

为消除过时信道状态信息(CSI)对分布式无线多跳网络环境下跨层资源分配效率的影响,提高跨层联合资源分配的准确性,基于信道相关性提出了一种补偿式跨层联合资源分配算法。利用瞬时和过时信道状态信息之间的条件概率密度函数,基于瑞利衰落信道模型求得信噪比(SINR) 模型下条件容量的闭式解。为补偿部分网络性能的损失,提出了一种考虑过时信道状态信息的联合拥塞控制、信道分配和功率控制的算法,在此过程中网络被建模成一个NUM 问题,可变的链路数据率和功率等资源限制作为约束条件。运用拉格朗日对偶分解技术,NUM问题被分布式求解。实验对比分析表明：在确保较低复杂度的前提下,该算法有效改善了分布式多跳网络资源分配的合理性,使其网络总体效用得到提升,降低了能耗。     

集群系统信道利用率分析

集群系统以提高频谱利用率为目的，本文首先深入浅出地探讨了集群系统信道动态分配的特点，讨论了其对提高信道利用率、降低阻塞率、提高系统容量的好处，然后较为详细地论证了系统容量、阻塞率和信道数间的关系，着重介绍了Ｍｏｔｏｒｏｌａ的系统容量计算经验公式。文中较多地引用了翔实准确的数据，如日本Ｓｔａｎｄａｒｄ的阻塞率与信道数关系曲线、信道数与用户数关系示意，美国ＭｏｔｏｒｏｌａＳｍａａｒｔｎｅｔ的话务处理能     

无线资源管理的动态信道分配分析

随着移动通信系统规模扩大,移动业务逐步走向多元化,需要在有限的无线资源条件下,最大限度地提高无线资源利用率,动态信道分配(DCA)是其核心技术之一,优秀的DCA算法可以充分体现系统资源分配的灵活性和高的频谱利用率.大量的动态信道分配算法和策略被提出来,尽量使得容量极大化和干扰极小化.文章提出了其中的一些关键算法,归纳对比这些算法的优缺点,为方便无线资源管理做出更好的算法选择.     

基于深度强化学习的光网络资源分配方法研究

本文针对弹性光网络的资源分配过程,提出了一种基于强化学习的DQN算法。利用DQN中强化学习的决策能力和神经网络对特征感知能力,将资源分配过程建模成不同的状态和动作集合,通过对网络中的特征提取以及强化学习的训练,获得当前状态下的最佳路径和频谱分配方法。仿真实验结果表明,本文提出的DQN算法模型,不仅可以更好地提高光网络的频谱资源利用率,而且能够有效地降低网络业务阻塞率。     

多粒度动态光交换结构及其波带疏导算法

针对提高交叉连接器端口效率问题,进行了线性规划探讨.采用了一种新型的多粒度光交换结构并提出了一种动态波带疏导算法,对波长资源进行动态分配,并选择NSFNet拓扑进行仿真,仿真结果表明,算法不仅可以减少多粒度交叉连接端口数,同时还可以有效地降低阻塞率,提高网络资源的利用率.     

串扰感知的空分弹性光网络频谱转换器稀疏配置和资源分配方法

针对大容量多芯光纤空分复用弹性光网络(SDM-EON)中芯间串扰导致业务传输质量下降和阻塞率上升的问题,该文提出了节点稀疏配置频谱转换器降低芯间串扰的路由纤芯频谱分配方法。该方法根据网络中节点中介中心性稀疏配置频谱转换器。在业务路由阶段,设计综合考虑光路负载和节点频谱转换能力的光路选择的权重方法;为了降低串扰,在纤芯频谱分配阶段,设计纤芯分组和频谱分区分配方法;最后,针对串扰较大的业务,采用频谱转换以降低业务串扰和改善带宽阻塞率。仿真结果表明,所提算法能有效地提高频谱利用率,降低因芯间串扰导致的带宽阻塞率。     

Research of novel complex optical network routing architecture

This article puts forward a novel routing architecture for complex optical network,which core component is path calculation element(PCE).As is well known,the PCE-based distributed path computation structure is making the routing control and computation loosely coupled from traditional control plane.In the study,the resource allocation and routing algorithm are the critical part of PCE hierarchy.To compare the performance of new architecture and the traditional one,the user uses the flooding suppression,routing delay,resource utilization and traffic blocking probability as performance simulation parameters and taking the verification simulation on objective modular network testbed(OMNeT)platform against to source-node routing architecture.The numerical analysis,computer simulation and experiment work indicate that the operation of PCE-based routing architecture can reduce the flooding information of path calculation request as well as the routing hops significantly and improve the quality of service(QoS)by decreasing the blocking probability when failure happened.     

支持多优先级QoS的业务量疏导算法

针对当前业务量疏导研究中很少涉及的QoS约束的问题,提出并研究了一种支持多优先级QoS的业务量疏导算法（Differentiated Traffic Grooming Algorithm,DTGA）,该算法综合考虑了对不同等级业务QoS和网络资源利用率的优化。与目前实用的WDM光网络业务量疏导算法的性能仿真对比表明,DTGA能有效地降低高服务等级需求业务的阻塞率和节省网络资源。     

Spectral resource defragmentation based on PCE in flexible bandwidth optical networks

The granularity of the flexible bandwidth optical network is the spectral slots,which is much smaller than that of the wavelength switch optical network.For the dynamic clients’ connections setup and tear down processes,it will give rise to fragmentation of spectral resources.It is the decline in the probability of finding sufficient contiguous spectrum for new connections that result in the fragmentation of spectral resource.To be more specific,these spectra may be unavailable and waste.In this case,the severe waste of the spectrum will lead to low efficiency in spectral utilization and will not adapt to large capacity requirements of transmission in the future.Because path computation element(PCE) framework has the characteristics of the central disposal and deployment of the spectrum resource,we construct the spectral resource allocation scenario based on PCE framework in the flexible bandwidth optical network to use spectrum resource effectively.Based on the principle of the generation of the fragmentation,we put forward a spectrum resource defragmentation algorithm to consolidate the available spectrum for clients’ connections.The simulation results indicate that this algorithm is able to reduce fragmentation of network,improve the continuity of spectral resource,reduce the blocking rate of services in the network and improve the spectral efficiency significantly.     

WDM网状网络中一种动态多播自适应业务疏导算法

光多播业务需要消耗大量的WDM光网络带宽资源,业务疏导是光多播网络降低业务请求阻塞率和提高带宽资源利用率的有效方法。提出了一种新型光多播疏导节点结构,研究了疏导端口优先的多播业务疏导算法(TGPFA)和新建光树优先的多播业务疏导算法(TCLFA),进而提出了一种能够适应网络资源变化的动态多播业务疏导算法(ADMGA)。结果表明,在网络资源有限的情况下,ADMGA算法能取得较低的请求阻塞率和带宽阻塞率,获得较好的网络性能。     

Ring Protection and Survivability Mechanisms for Packet Transport Networks

Packet Transport Networks (PTNs) must resolve issues in their protection and recovery mechanisms. These issues include the detection performance of Operation, Administration and Maintenance (OAM), network resource optimization, resource allocation deadlock, and resource deployment blocking. Traditional protection and recovery mechanisms cannot meet the requirements of PTN. In order to improve the protection and recovery performance, network resource use, probability of service recovery, and to decrease the probability of service blocking, this paper introduces overlapped segment shared protection, Pre-configured Multi-Cycle (P-mcycle),conflict-free algorithm, and delay restoration algorithm. Only with appropriate protection and restoration mechanisms is it possible to achieve smooth evolution from TDM networks to integrated packet-based bearer networks and all-IP services.     

无线虚拟网络中基于自回归滑动平均预测的在线自适应虚拟资源分配算法

该文针对无线虚拟化网络中业务的不确定和信息反馈的时延而引起虚拟资源分配不合理,提出一种基于自回归滑动平均(ARMA)预测的在线自适应虚拟资源分配算法。首先,该算法以保障虚拟网络队列上溢概率为目标对时频资源和缓存资源进行联合分配,并建立虚拟网络总成本最小化的理论分析模型。其次,考虑到虚拟网络对不同资源差异化的应用需求,设计了一种多时间尺度的资源动态调度机制,在长周期上基于ARMA模型的预测信息实现缓存资源的预留策略,在短周期上基于利用大偏差原理推导的队列上溢概率对虚拟网络优先级排序,并根据确定的优先级动态调度时频资源,从而满足各虚拟网络的业务需求。仿真结果表明,该算法可有效降低比特丢失率,同时提升物理资源的利用率。     

ACO-based routing and spectrum allocation in flexible bandwidth networks

Optical networks with flexible bandwidth provisioning are a very promising networking architecture. It enables efficient resource utilization and supports heterogeneous bandwidth demands. In this paper, we focus on the dynamic routing and spectrum allocation (RSA) problem which emerges in such networks and propose a novel dynamic RSA algorithm by means of ant colony optimization (ACO). In our proposed algorithm, ants are launched to modify the routing table according to the length and the spectrum fragmentation information along the path. A simulation study is performed considering five algorithms in terms of blocking probability: WDM-based RWA approach, KSP-based RSA approach, Slot-based RSA algorithm, and our proposed ACO-based RSA approach. We then compare the deterioration degree of blocking probability by adding more types of line rate. Simulation results indicate that our proposed ACO-based RSA approach achieves lower blocking probability, complexity, and higher adaptability to more line rates mixture.     

OFDM系统Femtocell网络下行联合资源分配

为进一步提高家庭基站(Femtocell)网络中频谱利用率并优化功率分配,在基于正交频分复用技术(OFDM)系统网络中,提出一种子载波联合优化的多用户资源分配算法,即以最大化频谱利用率作为目标函数,加入基站选择因子对家庭基站进行待机模式选择优化,再对用户的子载波资源进行公平分配,最后利用线性封顶注水算法对小区基站用户功率进行优化分配。仿真结果表明,多用户资源分配算法不仅使频谱和功率利用率都得到显著增长,而且提高了系统吞吐量和用户公平性。该家庭基站资源寻优模型有效地改善了频谱紧缺和功率浪费现状,降低了家庭基站之间的干扰。