面向电力无线业务的上行动态资源调度算法

电网作为一个典型的物联网应用,电力无线专网上行调度过程中存在业务服务质量得不到保障、系统吞吐量低和资源分配不连续等问题,因此提出了基于业务优先级的电力无线专网上行动态资源调度算法。通过研究电力无线专网承载业务的特点,对业务优先级进行评定,并结合TD-LTE资源分配的特点,针对不同业务设计不同的调度方法。仿真结果表明,所提算法能有效提高系统吞吐量,并保障业务Qo S,改善业务传输性能。     

基于进化遗传算法的铁路通信承载网资源分配研究

为了提高铁路通信承载网资源分配和优化调度能力,提出基于进化遗传算法的铁路通信承载网资源分配方法。采用Voronoi多边形拓扑结构建立铁路通信承载网的资源分布拓扑结构,通过拟合估计和数据更新的方法,实现对铁路通信承载网资源的时间序列重组,提取铁路通信承载网资源流的统计特征量和高阶累积量,结合进化遗传的学习算法实现对铁路通信承载网资源信息流模糊聚类处理,根据特征聚类和收敛度分析,采用稀疏散乱性特征检测的方法,实现对铁路通信承载网资源分配和数据结构优化配置。仿真结果表明,采用该方法进行铁路通信承载网资源分配的信道均衡性较好,收敛性较好,分配误码率最低值为2%,提高了铁路通信网的资源优化配置和调度能力。     

OFDMA多维无线资源联合快速分配算法

OFDMA中多维无线资源的分配是无线通信的重要研究课题之一.通过分部分配的方法,OFDMA系统中的多维无线资源分配算法能够有效降低无线资源分配的时间复杂度,实现资源的快速分配.在此基础上,基于流平衡的资源分配算法综合考虑了用户加权业务速率以及全体用户的归一化子载波容量,能够对多维无线资源联合进行分配.仿真表明,与传统的无线资源分配算法M-LWDF相比,流平衡分部分配算法能更好地适用于多维无线资源系统,在相同的时间复杂度下能够拥有更大的频谱利用率,达到良好的系统性能.     

通信协议及机制、虚拟终端资源优化策略

在泛在网环境下,多种无线技术不断发展、不断共存,为数据传输和业务的实现提供了条件,同时,用户对高带宽、高效率的业务需求不断增加,这为不同网络和不同终端协作通信带来了挑战,而虚拟终端作为一项新兴的无线技术,能够通过协同通信实现功能互补和通信异构融合,对提供高质量、高带宽业务具有重要意义。本文主要对虚拟终端通信协议及机制、虚拟终端资源优化策略进行了探讨。     

QoS驱动的电力通信网效用最大化资源分配机制

智能电网业务的多样性和对QoS的不同需求,是电力通信网资源分配时急需解决的问题.网络虚拟化是网络转型的关键技术,在保障业务QoS和提高资源利用率方面具有非常大的优势.本文基于网络虚拟化技术,对QoS驱动的电力通信网资源分配问题进行了形式化的描述,提出了基于三方博弈的两阶段资源分配模型.基于此模型,提出一种QoS驱动的电力通信网效用最大化的资源分配机制.通过对提出的资源分配机制的分配策略性能分析,证明了本文提出的资源分配机制满足占优策略激励兼容特性,并且可以实现系统利润最大化的目标.通过仿真实验,验证了本文提出的机制能够实现电力通信网的效用最大化,提高了电力通信网的资源利用率.     

基于嵌入式系统的电力无线专网远程通信终端研制

国家电网公司全面推进泛在电力物联网建设,其中,电力无线专网是其重要的无线接入网络,新型智能终端研发应用是其重要建设内容。针对泛在电力物联网业务需求,基于嵌入式系统研发了电力无线专网远程通信终端,分别从系统架构、硬件以及软件方面开展功能设计与开发,针对关键设计与参数指标进行了性能测试,并选取用电信息采集业务进行了适配性和功能测试。经测试表明,本文研发的远程通信终端可满足标准规范的性能要求,能够承载用电信息采集业务。     

网络切片技术在矿山通信网络中的应用研究

针对目前矿山通信网络多源异构的系统架构具有资源共享率低、维护升级困难、垂直业务部署配置不够灵活高效等问题,将网络切片(NS)技术应用于矿山通信网络中。构建了基于NS的矿山通信网络架构,NS在矿山通信网络中的部署分为业务实例层、网络切片实例(NSI)层、资源层,分别与矿山通信网络的应用层、传输层、感知层对应:业务实例层负责具体井下业务创建及生命周期维护;NSI层通过将设备抽象为独立的NS,生成可定制、逻辑独立、业务隔离的NSI,以供不同需求的业务订购者定制使用;资源层负责对NSI层提供计算、存储、转发、无线接入等功能。通过动态修改NS模板内各网络主要性能指标参数,实现对NSI生命周期的管理,满足了业务对NS按需定制、灵活使用的需求;通过对NSI隔离属性进行动态配置和管理,以及对NSI隔离要求进行全局性操作,实现NS隔离,达到NS所承载业务之间互不干扰的目的。根据时延敏感类、带宽敏感类和连接数量敏感类井下业务对NS划分,给出了典型井下业务下NS工作状态,可满足矿山通信网络对差异化垂直业务的灵活配置需求。     

一种基于工业无线网络的路由和资源分配算法

采用家族谱系的描述方法,提出了一种适用于复杂现场监测的工业无线传感器网络路由和通信资源分配算法.该算法利用无线传感器网络的广播特性,采用分层、分时和分频相结合的策略实现路由和通信资源的分配,具有条理清晰、实现简单的特点.仿真测试表明,该算法能够有效提高无线网络的通信效率,可靠性高,并具有良好的可扩展性.     

基于MABC的中继系统资源分配策略

针对MABC的中继系统,对资源配置策略的优化问题进行研究,并将功率分配问题和中继选择问题相结合。基于此,提出了一种存在干扰情况MABC模型的多中继系统资源分配策略（IS-MABC-OPOR）。考虑双向中继系统干扰信号对其传输性能的影响,以通信链路信道容量最大化为优化目标,利用拉格朗日方法,对通信链路上的各节点进行了最优功率分配和最佳中继选择,给出了通信链路信道容量最大意义下的资源分配数学表达式。仿真结果表明,该链路的信道容量受中继节点位置以及链路总功率的制约,相比于等功率分配方案（EPA）、随机功率分配方案（RPA）和在所提方案的基础上加大干扰信号的信道增益,IS-MABC-OPOR方案有效提高了系统的信道容量,从而实现资源能够满足更高速率的业务传输需求。     

基于SOA与资源即插即用的RFID中间件

融合各种通信网络异构性的无线泛在网将成为网络发展的必然趋势。为实现无线业务的泛在化,提出一种基于SOA与资源即插即用功能的泛在网RFID中间件架构,使其能在未来的基于Web的无线泛在业务环境体系架构中完成智能感知设备资源的即插即用特性。介绍了该架构逻辑框架中各部分的功能与实现方法,并通过具体应用系统验证了该架构不仅可以解决RFID设备与应用系统之间的紧耦合问题,而且能够实现单一物理设备服务多种业务应用的需求。     

容器云环境虚拟资源配置策略的优化

针对容器化云环境中数据中心能耗较高的问题，提出了一种基于最佳能耗优先（Power Full，PF）物理机选择算法的虚拟资源配置策略。首先，提出容器云虚拟资源的配置和迁移方案，发现物理机选择策略对数据中心能耗有重要影响；其次，通过研究主机利用率与容器利用率，主机利用率与虚拟机利用率，主机利用率与数据中心能耗之间的数学关系，建立容器云数据中心能耗的数学模型，定义出优化目标函数；最后，通过对物理机的能耗函数使用线性插值进行模拟，依据邻近事物相类似的特性，提出改进的最佳能耗优先物理机选择算法。仿真实验将此算法与先来先得（First Fit，FF）、最低利用率优先（Least Fit，LF）、最高利用率优先（Most Full，MF）进行比较，实验结果表明，在有规律不同物理机群的计算服务中，其能耗比FF、LF、MF分别平均降低45%、53%和49%；在有规律相同物理机群的计算服务中，其能耗比FF、LF、MF分别平均降低56%、46%和58%；在无规律不同物理机群的计算服务中，其能耗比FF、LF、MF分别平均降低32%、24%和12%。所提算法实现了对容器云虚拟资源的合理配置，且在数据中心节能方面具有优越性。     

Multimedia resource allocation strategy of wireless sensor networks using distributed heuristic algorithm in cloud computing environment

The virtualized resource allocation (mapping) algorithm is the core issue of network virtualization technology. Universal and excellent resource allocation algorithms not only provide efficient and reliable network resources sharing for systems and users, but also simplify the complexity of resource scheduling and management, improve the utilization of basic resources, balance network load and optimize network performance. Based on the application of wireless sensor network, this paper proposes a wireless sensor network architecture based on cloud computing. The WSN hardware resources are mapped into resources in cloud computing through virtualization technology, and the resource allocation strategy of the network architecture is proposed. The experiment evaluates the performance of the resource allocation strategy. The proposed heuristic algorithm is a distributed algorithm. The complexity of centralized algorithms is high, distributed algorithms can handle problems in parallel, and reduce the time required to get a good solution with limited traffic.

     

基于博弈论的无线宽带网络协作资源管理

未来无线网络将提供高速率多媒体宽带数据业务,为保证传输的可靠性和有效性,协作通信技术被引入到无线网络中。提出一种基于博弈论的无线宽带网络协作资源管理策略。该策略通过确定转发价格和协作资源量求解Nash均衡点,利用Pareto最优理论验证结果的有效性,并运用理论分析方法论证博弈论用于协作资源分配的可行性和合理性。仿真结果表明,与按照确定价格分配协作资源的策略相比,该策略可支持更好的网络性能。     

车联网D2D通信中最大化频谱资源利用率分配算法

无线通信技术快速发展,终端设备不断增多,为缓解这一现象,提升系统网络容量,针对车联网蜂窝D2D(device to device)通信资源分配问题,提出了一种最大化频谱资源利用率分配算法.该算法以最大化频谱资源利用率为优化目标,在满足车联网通信的基本服务质量(quality of service,QoS)下,通过V2V(vehicle to vehi-cle)和V2P(vehicle to people)共享信道资源来提高频谱资源利用率.首先利用信道状态信息定义的链路增益因子为终端用户找到潜在的通信链路集合;然后证明终端用户复用链路资源时功率分配问题为一个凸优化问题,利用凸优化理论求得最优传输功率;随后求解最优的信道匹配问题,此问题为多对一的加权匹配问题,为降低算法复杂度用KM(Kuhn Munkres)算法来求解.仿真结果表明,所提算法较其他算法能够有效地提升系统吞吐量、提高频谱资源利用率、提升网络性能,优化车联网通信资源分配问题.     

A uplink radio resource allocation scheme for localized SC-FDMA transmission in LTE network

The radio resource allocation is one of the most important issues to achieve effective wireless communication. In Long Term Evolution (LTE) network, single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) is applied as the transmission technology for uplink traffic. Most researches focus on maximizing the system throughput of SC-FDMA under changeable channel condition. However, users may require different quality of services (QoS) for different applications. This paper studies radio resource allocation for QoS users in localized SC-FDMA system. The proposed scheme divides allocation process into matching algorithm and radio resource assignment algorithm. The Gale–Shapley algorithm is applied to find the optimal matching between resource blocks (RB) and user equipment (UE) by considering channel conditions and the desired QoS. Then the resource assignment algorithm heuristically allocates bandwidth to UE by referring the matched RB under the constraint of carrier continuity. This paper modified the Recursive Maximum Expansion (RME) algorithm to effectively assign radio resource for UEs with different bandwidth demands. The performance of our proposed scheme is compared with the modified RME scheme through exhaustive simulations. The video streaming, VoIP, and FTP traffic types were adopted for simulations. Our simulation results show that the proposed scheme achieves better QoS satisfaction and system throughput than the RME-modified scheme.     

集群环境中微服务容器资源特征分析及优化

在集群环境中部署微服务已经成为微服务部署的重要方式.由于不同种类服务对于CPU、内存、磁盘等资源的需求不同,导致集群中的节点产生资源碎片、出现资源消耗倾斜.如何提高集群资源利用率、降低集群能耗,成为继保障服务级别协议(service level agreement, SLA)之后的重大挑战.本文以阿里巴巴集团2021年发布的近两万个微服务的详细跟踪为数据样本,从容器资源使用情况、节点部署特征和资源消耗偏好等多个维度出发,分析其集群资源消耗特征,发现集群中出现了资源消耗倾斜的情况.通过进一步分析节点中容器部署情况发现容器资源分配不合理加剧了这一现象.基于此我们提出了一种使用深度双Q网络的模型,依据上游服务资源需求的实时变化,对容器资源分配进行优化.对比实验结果表明该方法可以在保证服务SLA的情况下有效提高容器资源利用率,改善节点资源消耗倾斜的情况.     

基于非合作博弈的变电站无线网络资源研究

无线资源管理对实现资源的有效利用起着至关重要的作用.针对变电站中无线网络资源分配问题,提出了基于非合作博弈的变电站无线网络资源的优化管理算法,解决了全双工系统的无线电资源分配问题.将下行链路与上行链路的联合速率最大化问题建模成为上下行链路信道之间的非合作博弈,提出了基于非合作博弈的迭代算法.该算法有效的实现最佳上行链路与下行链路的资源分配,直到达到纳什均衡.仿真结果表明,该算法实现了快速收敛,与同等资源分配方法相比,可以显著提高全双工的性能.     

基于TDMA的空中自组网MAC层资源调度算法研究

空中移动无线自组织网络是一种拓扑结构快速变化,有自组织性的多跳无中心网络;针对传统时隙分配算法资源利用率低、吞吐量不足、通信距离近等问题,采用引入分配系数的混合时隙分配模式,通过节点业务优先级和流量预测相结合,设计了一种基于TDMA定向分布式资源动态调度算法（M-TDMA）;对比分析了节点数量、传输速率、分配系数以及不同拓扑等多个维度对算法传输时延、吞吐量以及丢包率的影响;最后通过仿真实验对资源调度算法进行验证;仿真结果表明,在20个网络节点时,网络的最大传输时延小于600 ms,网络吞吐量可以达到4.5 Mbps以上, M-TDMA算法通过高效的资源调度,有效降低了网络传输时延并提高了网络吞吐量;     

面向多租户网络资源分配的博弈优化策略

为了应对5G及未来网络中用户间差异化的服务需求,改善多租户网络切片资源利用率低和部署成本高的问题,提出一种基于多租户网络资源分配的博弈优化策略。在多租户网络中,网络切片租户（NSTs）租用基础设施提供商基站的无线频谱资源,将接入服务切片构建为网络切片即服务,为用户提供网络接入服务。将NSTs和用户的关系建模为一个多主多从的Stackelberg博弈,引入切片流行度和服务命中率指标,建立博弈双方的策略空间和收益函数,并证明NSTs的切片订购策略存在唯一的纳什均衡。通过逆向归纳法分析博弈模型,提出一种分布式迭代算法求得用户的最优吞吐量需求以及NSTs的最优切片定价。仿真结果表明,与传统考虑切片资源分配的优化策略对比,基于多租户网络资源分配的博弈优化策略能够有效提高资源利用率和用户满意度,并降低切片部署能耗,较好地实现频谱带宽资源的合理分配。