基于IRS辅助的异构网络中超可靠低时延通信波束成形算法设计

为了增强微小区内超可靠低时延通信(URLLC)业务在异构网络场景下的传输性能,该文提出一种基于智能超表面(IRS)辅助通信网络下最大化用户和速率的波束成形算法。异构网络中微小区采用短包通信技术,在保证宏小区用户通信质量的前提下,使用IRS提高微小区用户在一定解码错误概率下的短数据包传输性能,建立一个联合优化波束向量和IRS相移向量的微小区用户和速率最大化问题模型。通过交替固定优化变量的方式,将该非凸优化问题拆分为两个子问题,利用逐次凸逼近(SCA)的方法将原问题转换成凸优化问题,并利用交替优化算法对该问题进行求解。仿真结果表明,该算法通过部署IRS可以有效减弱异构场景下对于微小区用户的干扰,同时由于IRS的部署能够有效优化波束成形向量进而提高微小区用户的短包传输性能,并且IRS的通信增强效果与微小区用户的解码错误概率以及IRS反射单元的数量有直接关系。     

一种基于接入与回传一体化小基站的用户满意度最大化算法

针对接入与回传一体化小基站场景下用户个性化视频流业务需求问题,该文提出一种基于接入与回传一体化小基站的用户满意度最大化算法。该算法首先根据系统实际可达速率和用户满意度需求速率间的不匹配程度,动态调整下一周期队列传输所需频谱资源,并建立用户质量满意度最大化模型,其次运用Lyapunov优化方法把初始问题转化为Lyapunov偏移加罚项的优化,将溢出概率约束转化为关于自变量的不等式,最后基于拉格朗日对偶分解的用户接入带宽分配算法和基于内点法的回传和接入带宽分配算法进行求解。仿真结果表明,该算法提高了系统用户质量满意度,同时保证了系统稳定性。     

RIS辅助卫星物联网中基于压缩感知的SCMA信号重构

卫星物联网是未来6G网络重要组成部分,在地面部署可重构智能反射面（Reconfigurable Intelligence Surface, RIS）则能进一步增强天地之间信号的传输能力;然而海量设备的接入和检测,以及RIS的引入带来的较高复杂度,给系统设计与实现带来挑战。针对卫星物联网设备和业务稀疏特性,本文提出了一种基于压缩感知的信号重构算法,旨在提高系统的接入用户数和检测成功率,同时降低检测的复杂度。首先,介绍了RIS辅助的卫星物联网系统架构,构建了天地信道模型和星上接收信号模型。然后考虑到卫星物联网地面终端的稀疏性和业务的稀疏性,结合稀疏码分多址（Sparse Code Multiple Access,SCMA）和压缩感知的信号处理方法,通过合理设计SCMA中的稀疏码字,将多用户检测转化为压缩感知理论中的信号重构。最后提出了一种演进的近似消息传播算法（Evolved Approximate Message-Passing,EAMP）来实现压缩感知中的信号重构。仿真结果表明,RIS辅助的SCMA系统与功率域的非正交多址接入技术相比可以提高系统的吞吐量性能,同时EAMP算法相比传统的SIC算法具有更高的正确检测概率和更低的算法复杂度。      

基于注意力机制ConvLSTM的UAV节能预部署策略

无人机(UAV)可以作为空中基站而凭借其移动性灵活地实现热点区域的覆盖.如何预测流量的分布而优化UAV部署是运营商面临的挑战.针对此问题,该文提出一种基于注意力机制卷积长短期记忆网络(A-ConvL-STM)的UAV节能预部署策略:提出一种融合注意力机制的卷积长短期记忆深度时空网络模型A-ConvLSTM,用于预测用户...     

无线网络中的快速自适应实时流媒体控制算法

在流媒体网络传输中,如何降低媒体流的误码率和提供更好的媒体质量一直是流媒体研究所关注的焦点问题.本文在分析比较各类算法后,提出了一种适用于无线网络中的快速自适应实时流媒体控制算法,该算法能快速获取当前网络情况,并在保证媒体流质量稳定的前提下,非常快速、准确地调整发送端的媒体流速率.实验表明,该算法能够在不稳定的网络环境...     

基于多门限预留机制的自适应带宽分配算法

针对异构无线网络融合环境提出了一种基于多门限预留机制的自适应带宽分配算法,从而为多业务提供QoS保证。该算法采用多宿主传输机制,通过预设各个网络中不同业务的带宽分配门限,并基于各个网络中不同业务和用户的带宽分配矩阵,根据业务k支持的传输速率等级需求和网络状态的变化,将自适应带宽分配问题转化为一个动态优化问题并采用迭代方法来求解,在得到各个网络中不同业务和用户优化的带宽分配矩阵的同时,在带宽预留门限和网络容量的约束条件下实现网络实时吞吐量的最大化,以提高整个异构网络带宽的利用效率。数值仿真结果显示,所提算法能够支持满足QoS需求的传输速率等级,减小了新用户接入异构网络的阻塞概率,提高了平均用户接入率并将网络吞吐量最大提高40%。     

生存性条件约束下的软件定义光网络控制器部署算法

软件定义光网络(SDON)作为智能光网络中最新一代网络架构,其控制平面承载着诸多核心功能,其中控制平面的生存性、控制冗余和控制时延等因素对网络整体性能起到至关重要的作用。该文提出一种以生存性条件为约束的软件定义光网络(SCD)控制器部署算法,在保证用户对网络生存性需求的前提下,利用最短路径和极小支配集等数学原理来降低控制时延和减少控制器部署个数,降低控制冗余,并利用联合判决条件选择管控中心部署节点,协调控制器间的工作。实验表明:首先,所提算法可以百分之百保证用户对网络的生存性要求;其次,所提算法相对于C-MPC算法至少降低了15%的网络故障告警概率,提高了网络生存性;同时,相对于以时延为约束的部署算法减少了约40%的控制器部署个数。特别是在生存性要求较高的场景中,所提算法表现出良好的适应性。此外,管控中心的部署算法在复杂的大规模网络中,可以动态地满足用户对网络生存性不同程度的需求。     

基于时延优化的蜂窝D2D通信联合用户关联及内容部署算法

针对蜂窝网络传输性能及基站(BS)缓存能力受限,多用户内容请求难以满足用户服务质量(QoS)需求等问题,该文提出一种蜂窝终端直通(D2D)通信联合用户关联及内容部署算法。考虑到位于特定区域的多用户可能对于相同内容存在内容请求,该文引入成簇思想,提出一种成簇及内容部署机制,通过为各簇头推送热点内容,而簇成员基于D2D通信模式关联簇头获取所需内容,可实现高效内容获取。综合考虑成簇数量、用户关联簇头、簇头缓存容量及传输速率等限制条件,建立基于用户总业务时延最小化的联合成簇及内容部署优化模型。该优化问题是一个非凸的混合整数优化问题,该文运用拉格朗日部分松弛法,将原优化问题等价转换为3个凸优化的子问题,并基于迭代算法及Kuhn-Munkres算法联合求解各子问题,从而得到联合成簇及内容部署优化策略。最后通过MATLAB仿真验证所提算法的有效性。     

Dynamic interference coordination scheme based on the iterative joint transmission in ultra dense network

In consideration of the rapidly increasing number of cells and users in the ultra-dense network,how to realize dynamic interference coordination by selecting the appropriate joint transmission users was studied,so as to improve the spectral efficiency of the edge users.All users were classified by dynamic coordination cluster division and dynamic joint-muting transmission.The iterative optimization algorithm was used to further improve the system performance and solve the problem of selecting the number of joint transmission users.The simulation results prove that compared with the conventional CoMP JT scheme,the proposed scheme has significant performance gains in the cell edge spectral efficiency without reducing the cell average spectral efficiency.     

基于双向匹配模型的异构网络垂直切换算法

针对当前垂直切换判决算法存在的单一性,即切换判决时以用户或网络单方面为中心,没有充分考虑两者对切换判决的综合影响,导致垂直切换性能不佳的问题,该文提出一种基于双向匹配模型的垂直切换算法。该算法的主要思想是:首先分别以用户和网络为中心,设计各自的评估模型,用于评估双方对彼此的偏好顺序,并建立相应的排序值矩阵;其次利用排序值信息,基于一对多双向匹配模型对用户侧和网络侧的双向匹配行为进行建模和求解,以获得最优匹配解;最后根据最优匹配结果,进行垂直切换。仿真表明,该文设计的评估模型是合理的,并且所提出的算法能较好地兼顾用户侧的高性价比需求和网络侧的低阻塞率需求。     

基于多属性决策的异构网络选择算法比较研究

本文提出层次分析法结合逼近理想解法共同组成的算法对备选网络进行网络选择,主要考虑带宽、时延、抖动和丢包率四个QoS属性以及价格属性对网络选择的影响,判断了四类典型业务下,网络的综合性能,最后选择出适合用户业务的最佳网络。仿真结果表明,该算法适用于流类业务较多的情况,与层次分析法相比,该算法既能准确选择适合用户业务的接入网络,同时还能将网络负载从16.61%下降到了8.63%。     

User cooperation to mitigate the jamming in OFDMA networks

In this paper, jamming and anti-jamming in a time slotted orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) are investigated. The users of the network cooperate to mitigate the jamming effect. Interactions among the network users and the jammer are modeled by a mixed integer non-cooperative generalized game which is a NP-hard problem. To relax the problem, a new algorithm is proposed based on channel state information (CSI) to determine the transmission channels and the partners of users in the network. To solve the proposed game, an optimization problem is solved for each player considering the best response of the other player. Another generalized game is proposed to model the cooperation among users of the network. The latter game is transformed to an equivalent Quasi Variational Inequality (QVI). Then, a new gradient based algorithm is proposed by utilizing the Karush-Kuhn-Tucker (KKT) conditions to find the solution of the equivalent QVI. Then, solving the latter game and substituting the best related response, the solution of the former generalized game is also obtained. The convergence of the proposed algorithms, and the uniqueness related to the solution of the both generalized games are proven. Finally, the simulation results confirm the effectiveness of the proposed approach.

     

基于媒体用户访问行为偏好模型的代理缓存算法

目前,代理缓存技术广泛应用于改善流媒体传输的服务质量.文章从实际用户日志文件的分析出发,利用发现的用户浏览流媒体对象时的行为分布模型,提出了一种新的视频流媒体缓存算法.仿真结果证明,该算法可以通过记录很少的用户访问信息获取较高的性能表现.     

Cascade Forward Artificial Neural Network based Behavioral Predicting Approach for the Integrated Satellite-terrestrial Networks

In order to reduce the risk of authorized users being interrupted in the cognitive satellite wireless network, a multi-step prediction approach based on a cascaded forward artificial neural network is proposed to predict user behavior in the designed scenario. This approach uses the powerful learning ability of the cascaded forward network to analyze the historical spectrum occupancy records of licensed users, and then predict the user behavior in the next few time slots. The prediction result can help the base station in the cognitive network to schedule the dynamic access process of the cognitive users, and reduce the interference caused by the cognitive user to the authorized users. Finally, compared with traditional prediction algorithms, it is verified that the proposed multi-step prediction algorithm can effectively reduce the probability of spectrum conflicts.

     

P2P流媒体中的多发送端选择算法

 在多对单P2P流模式下,如何选择多个发送端,并为其最优地分配发送速率和数据是一个难题.为此,提出了一种新的多发送端选择和最优速率及数据分配算法(MSRDA).首先把待解决的问题模型化为线性最优化问题,然后给出了求解最优化问题的算法.不同于已有的算法只按链路的丢包率来选择发送端,MSRDA根据到各发送端链路的丢包率与链路的可用带宽比升序排序来选择多发送端,并最优地分配发送速率和数据.理论分析和仿真实验结果表明:在不同的网络条件下MSRDA能有效地减少聚合带宽的丢包率,并具有自适应性,优于现有同类算法.     

802.11ax系统中基于传输延迟的多用户调度与资源分配算法

IEEE 802.11ax系统中站点(Station,STA)数量众多和潜在的高数据包冲突率导致无线局域网通信效率显著降低,本文针对上行多用户传输中的无效帧填充问题,以每轮传输中用户组的传输延迟为优化目标,提出一种多用户调度和资源分配算法.基于OFDMA上行调度接入中动态传输时间的帧交互方案,接入点(Access Po...     

移动网络中基于两级缓存的流媒体调度算法

提出一种适用于移动通信网的两级缓存流媒体系统结构2CMSA（two—level cache mobile streaming architecture），它突破了移动流媒体系统中终端缓存空间小、无线接入网带宽窄的局限；针对2CMSA结构设计了基于两级缓存的移动流媒体调度算法2CMSS（two—level cache based mobile streaming scheduling algorithm），建立数学模型分析了其性能；仿真实验证明，与原有的移动流媒体系统相比，使用2CMSS调度算法能够有效地节省网络传输开销，降低用户启动时延。     

Optimal joint utility based load balancing algorithm for heterogeneous wireless networks

The rapid development of mobile broadband services with continuously increasing traffic volumes has resulted in a number of challenges, including ubiquitous network coverage, high bandwidth, and reliable services for reasonable price, etc. To address these challenges, evolved packet system (EPS) is proposed as the evolution of the packet core network. While resource management and load balancing issues in EPS are discussed in 3GPP standardization, relatively few research works consider mechanism design for load information monitoring and evaluation. Furthermore, even though some load balancing algorithms have been proposed for integrated networks, the load balancing scheme design which achieves the optimization of joint system performance has not been extensively studied. In this paper, an inter-access system anchor based load balancing mechanism is introduced which performs load monitoring and evaluation for access gateways and networks, and an optimal load balancing algorithm is proposed for heterogeneous integrated networks. To characterize the performance of integrated networks, the concept of utility function is introduced and the comprehensive performance of integrated networks which support both single type service and multimedia service is modeled mathematically. Applying vertical handoff as an efficient mechanism for achieving load balancing, the optimal number of handoff users is obtained through solving the optimization problem. Numerical results demonstrate that load balancing between access networks can be achieved, and the optimal number of handoff users corresponding to the maximal joint network utility can be obtained.     

移动网络中流媒体业务适配承载带宽的解决方案研究

YouTube、优酷、PPLive等一大批以流媒体为载体的视频网站的火爆,意味着流媒体时代的到来。然而,由于移动网络通信环境的不确定性,不能提供稳定的带宽,不能保障流媒体的业务质量。在研究流媒体业务特征、通信标准的基础上,提出一种基于移动核心网信令的,向流媒体业务平台告知移动网络无线链路实时带宽的方法。流媒体平台可根据当前带宽,及时地调整流媒体编码速率,以达到节约网络资源,改善用户业务感受的效果。     

多优先级的异构网络多路径并行视频传输算法

为了在异构网络环境中使用多路径高效的并行传输高质量的视频流,本文针对H.264视频编码中不同的图像帧丢失后对解码造成的不同影响,提出了一种多优先级的多路径并行视频分配算法。所提出的算法将不同图像帧分成两个优先级,并根据整个网络的实时状态动态的把视频流分配到不同的路径中,使得系统在接收端丢失最少的图像帧。仿真结果表明,所提出的算法可以大大减少网络的丢帧率,提升网络传输视频数据性能。