一种面向边缘计算节点能量优化的QoS约束路由算法

在满足节点间端到端时延、可靠性服务要求的基础上,为了解决现有多路径路由协议能耗较高的问题,提出一种面向边缘计算节点能量优化的多服务质量（QoS）约束路由算法（MQEN）.考虑端到端延迟、可靠性、能量消耗的QoS约束条件,采用边缘计算、机器学习相关技术,构建多约束最优路径传感器网络模型,引入能量感知节点唤醒策略、学习自动机奖惩机制.该算法结合边缘计算,预处理节点的原始数据,加快有效数据的传输、处理.采用自动机与环境交互的方式加快算法收敛.使用控制节点休眠激活状态的方法优化网络能量消耗,延长网络生命周期.实验结果证明,MQEN算法可降低网络能量消耗,并且能满足多QoS约束对端到端延迟、可靠性服务的要求.     

能量有效的频谱感知与接入策略联合优化算法

针对认知无线电网络中次用户节点能量受限问题,提出了一种联合考虑频谱感知和接入策略的能量有效优化算法。根据主用户非时隙接入信道可能与次用户发生碰撞的特点,基于连续时间马尔科夫理论对次用户的频谱感知和接入策略进行建模,在满足碰撞概率约束的条件下,通过合理设置次用户的感知时间和接入概率实现了感知性能与传输能效的有效折衷。仿真结果表明,相对于仅考虑感知时间或接入概率的传统优化算法,所提算法可使次用户的能量有效性得到显著提高。     

多QoS机制的IP TV管理构架研究

为满足IP TV（基于IP网络的电视系统）对高接入带宽 、高速率I/O(输入/输出)和QoS（服务质量）传输的要求，本构架综合带宽节约技术、业务 量工程技术、接入控制技术、QoS传输技术等多种技术，能够根据用户业务应用的QoS需要 统一调整这些机制. 仿真实验显示，这些机制能在动态业务量环境中，给不同并发程度的用 户业务应用提供较好的QoS保证.     

多QoS机制的IP TV管理构架研究

为满足IP TV（基于IP网络的电视系统）对高接入带宽 、高速率I/O(输入/输出)和QoS（服务质量）传输的要求，本构架综合带宽节约技术、业务 量工程技术、接入控制技术、QoS传输技术等多种技术，能够根据用户业务应用的QoS需要 统一调整这些机制. 仿真实验显示，这些机制能在动态业务量环境中，给不同并发程度的用 户业务应用提供较好的QoS保证.     

机会频谱接入中能量有效感知接入策略联合设计

在非时隙主用户网络中,为了提高认知无线网络中认知用户的能量有效性,基于序贯决策理论提出了一种新的自适应机会频谱接入算法。该算法以最大化能量有效性为目标,通过建立感知接入联合优化模型,使得认知用户能够以最优的信道感知时间和传输功率接入信道。同时,在功率控制过程中引入认知用户请求数据包长度,使得传输功率可以基于数据包长度自适应控制。上述目标优化求解过程中,借助于非线性分式规划理论将其转化为线形规划问题,并运用二分搜索算法寻求最优解。仿真结果表明,所提算法能够实现感知性能和感知能耗的有效折中,有效提高认知用户的能量有效性。     

并行图染色的无线网状网络媒体接入控制

将无线网状网络的传输调度建模为冲突图染色问题，提出了一种新颖的基于并行图染色的分布式时分多址媒体接入控制（MAC）算法。该算法充分利用无线路由器和无线骨干网的自身优势，只需要依靠网络的局部拓扑和负载信息，对无线接入网的传输调度实现全局优化。仿真结果表明，所提算法性能十分接近最优调度，并且通信开销成本非常低。     

一类面向网络化控制的QoS策略框架设计与实现

针对网络化控制系统存在丢包、时延等典型问题,本文从网络资源服务优化的角度展开研究,构建了面向网络化控制中间件的服务质量(Quality of Service,QoS)语义模型和服务模型,提出了多层次的QoS保证策略、QoS资源服务算法;在一类网络化控制中间件原型系统上开展构件网络资源满足仿真实验,结果表明,通过对任务节点的带宽和优先级进行建模,实现控制信息流的合理、高效传输,从而达到缩短网络时延,改善网络性能,使得构件的资源满足率能达到0.3左右.     

GPON系统中的动态带宽分配算法的研究

对GPON系统物理媒质控制（MAC）层的关键技术动态带宽分配（DBA）进行研究。提出了一种新的动态带宽分配（DBA）算法——基于QoS的二层动态带宽分配算法,并给出该算法的实现流程图。性能分析与对比表明,该算法可以提高网络的吞吐量,对不同用户和不同等级的业务都具有很好的公平性。     

异构认知网中基于能效的协作技术研究

针对异构认知网络场景,提出了一种主次系统“双赢”的高能效协作通信机制。在满足主次系统“双重”速率QoS要求下,该机制允许次级用户在接入主系统协助主用户传输数据的同时,换取一部分授权频谱资源来实现自身数据在异构网中的传输分流,以此提升次级能效。本文研究了该机制的次级加权能效最大化非凸资源优化问题,结合参数化的分式规划算法和黄金分割法提出了一种资源分配的迭代算法。仿真结果表明,所提机制在不降低主用户通信性能的情况下,提升了次级系统传输能效,实现了主次系统传输“双赢”的目的。     

OSA中基于能量有效性的感知时隙长度优化设计

针对非时隙主网络中机会频谱接入系统,为了在感知性能与传输效率之间进行有效折中选取最优的感知时隙长度,采用连续时间马尔科夫过程对次用户的感知活动进行建模和分析,在满足对主用户的碰撞概率约束的前提下,设计接入策略控制次用户的接入概率,优化感知时隙长度,最大化次用户的能量有效性。仿真结果表明,次用户通过选取最优的感知时隙长度,可使其能量有效传输效率得到优化。     

基于深度强化学习的超密集网络中多用户上行功率控制方法

针对超密集网络中由于用户数量多、相互距离近,通信过程中彼此之间干扰大,导致频谱利用率不高的问题,建立了通过优化控制发射功率同时提升系统信息容量和满足服务质量的用户数量的优化问题. 由于该问题非凸且功率控制为离散变量,将其建模为马尔科夫决策过程. 在此基础上,提出了基于深度强化学习的功率控制算法,并设计了相应的动作空间、状态空间及奖励函数. 仿真结果表明,所提算法与最大发射功率策略和随机发射功率策略相比,分别提高了至少15.9%的信息容量和至少10.7%的用户服务质量满足率. 与不考虑用户服务质量满足率提升的算法相比,所提算法通过适当降低信息容量,提升了用户服务质量满足率.     

多媒体CDMA系统CAC和PA算法

研究了直接扩频码分多址(DS—CDMA)干扰受限系统的功率分配的可行性问题。针对3GPPWCDMA多媒体环境提出了一种简单而可靠的呼叫准入控制算法。计算机访真结果显示，各媒体用户数之间是相互制约的，媒体数据速率和QoS要求越高，可以接入系统的用户数目越少。因此，系统存在一个各媒体用户数的某种组合使系统的整体性能最优。同时验证了理论推导的正确性。该算法可以与现有的任何功率控制算法相结合，进一步提高多媒体移动通信系统的整体性能。     

Cross-Layer Adaptive Resource Allocation Algorithm with Diverse QoS Requirements for Single-Cell OFDMA Systems

The orthogonal frequency division multiple access( OFDMA) based communication system has been considered as the main trend of next-Generation communication system. But the existing resource allocation algorithm designed for such system is always with high complexity thus hard to be realized. To solve such problem with the constraints of spectrum efficiency and buffer state,a novel cross-layer resource allocation algorithm( RAA) is proposed in this paper. The goal of our RAA is to maximize the system throughput while satisfying several practical constraints,such as fairness among services,head of line( Ho L) delay and diverse quality of service( Qo S) requirements. Due to these constraints,finding the optimal solution becomes a NPhard problem. Therefore in this paper a novel method to solve such problem with acceptable complexity is proposed within following steps: firstly,based on the link state we formulate the ideal subchannel allocation strategy as a convex optimization problem,which can be efficiently solved by our proposed lagrange multiplier technique subchannel allocation( LMTSA) algorithm; secondly,according to the obtained channel allocation matrix,a power allocation algorithm based on the water-filling power allocation( WPA) idea is deployed to get the optimal power allocation matrix combining with adaptive modulation and coding( AMC); finally,through a greedy algorithm,the ultimate subchannel and power allocation matrix can be obtained based on iterative method. The simulation results illustrate that we can achieve the higher throughput and better Qo S performance than the widely-used maximum throughput( MT) algorithm and round robin( RR) algorithm.     

面向6G边缘网络的云边协同计算任务调度算法

提出了一种分布式的第6代移动通信系统（6G）云边协同计算架构,设计了基于近似雅可比交替方向乘子法的云边协同计算任务的调度算法.将云边协同计算任务的调度问题建模为综合考虑时延、能耗、带宽成本及服务质量损失等因素的系统开销最小化问题,并通过高效的分布式并行计算方式进行求解.仿真实验结果表明,该算法可在保障用户服务质量的同时降低网络运营成本的开销,收敛速度快,执行效率高.     

基于交错方向乘子法的并行GPS信号捕获算法

信号捕获是GPS基带信号处理的核心组成部分,是影响GPS接收模块功耗和成本的重要因素。传统捕获算法处理数据量大、消耗资源多,该文利用压缩感知理论完成GPS信号捕获,将数据量降低到半码片捕获精度要求的门限之下,同时提出高效的并行捕获算法以降低运算量。具体而言,首先利用C/A码构造正交基,建立GPS信号捕获的压缩感知模型;其次,将该压缩感知问题纳入交错方向乘子法(ADMM)的框架,提出一种高效的并行捕获算法。在该算法中,压缩感知问题被分解成多个相对独立的子问题并行迭代求解,并且迭代的每一步都有简单的闭合解,因此运算量很低。仿真结果验证了该算法的正确性和有效性。     

认知无线电网络中的分布式动态频谱共享

研究了基于认知无线电技术的动态频谱共享,基于重复博弈理论设计了一种分布式动态信道接入和功率分配算法。在不影响主用户通信的情况下,每个认知用户能够根据自己的QoS需求和本地信息进行分布式信道选择和功率分配,在系统频谱效率和业务QoS之间进行有效折中。该算法具有较好的收敛性,能最大程度地满足用户的业务需求,更适用于异构网络和业务的应用。     

3G系统基于区分业务的接入控制

为提高无线接入控制过程的性能,针对WCDMA系统各种业务的特点,采用了能有效保障QoS的上行接入控制方案,依据具体业务的分类和QoS指标来分配网络资源,提出了一种新的接入算法-PCD(Priori-ty Code based Diffserv)算法.设计了实时和非实时业务呼叫的信令流程,并对提出的算法和现有的接入算法进行了仿真评估.结果表明,该方法有效地解决了上行接入控制问题,与随机接入算法相比具有良好的业务吞吐量和时延性能,提高实时业务的服务质量.     

移动边缘计算中基于能量收集的能效优化方案

移动边缘计算（MEC）系统中密集的计算任务卸载使得资源受限的终端设备能量效率低,能量服务单一,对此,提出了一种基于能量收集的系统能效优化方案.该方案首先在满足卸载发送功率限制等约束条件下,分析了能量收集状态及用户功率分配,建立了最大化系统能效的联合优化模型;其次,利用广义分数规划理论将卸载能效转化为标准凸优化问题,并通过构建拉格朗日函数对目标函数进行迭代优化,获得最优的能量指示变量和功率分配.仿真结果表明,所提方案可以有效提升MEC系统中的用户能量效率,同时保证了用户服务质量,实现了绿色通信.     

OFDMA-SDMA系统下行链路的资源分配

研究了采用正交频分多址-空分多址(OFDMA-SDMA)混合多址接入系统下行链路的无线资源分配问题，综合考虑了物理层上的约束条件（用户的误比特率性能以及信道的空间正交性）和媒体接入控制层的约束条件（用户对服务质量的要求和用户之间的公平性），提出了一种简单有效的信道/比特和功率分配方案。首先为每个子载波分配一组用户；然后为每个子载波上的用户组分配传输速率和功率。仿真结果表明，新算法的实现复杂度低，在保障用户服务质量的同时提高了资源的利用效率，并且兼顾了一定的公平性。