无线传感器网络寿命与效用的跨层优化

针对无线传感器网络,提出了一种基于无线传感器网络寿命与效用的跨层优化算法。为了提高无线传感器网络的使用寿命和效用,综合介质访问控制和传输层流量控制,建立以基于网络效用与网络寿命为目标、以链路传输容量与无线传感器网络目标寿命为约束条件的双目标优化模型,利用拉格朗日垂直分解法将双目标优化模型逐层分解为两个单一层的优化问题,推导出链路传输概率和拉格朗日乘子的迭代公式,并得到优化方案。仿真结果表明,该跨层优化算法在保障网络寿命与满足链路容量前提下,提高了无线传感器网络的使用寿命和效用。     

基于SDN与NFV的服务功能链编排算法

在服务功能链(SFC)部署的资源编排问题中, 基于软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV)融合的技术背景和SDN控制器、网络功能虚拟化与物理底层计算资源层组成的3层架构,提出了一种基于SDN和NFV的主动控制资源优化算法。首先通过多标准的聚合多准则效用算法对用户效用进行建模,将优化目标转化为最大化用户效用的问题;然后根据算法对未来状态的预测以及对网络利用率的实时监控,对到达的SFC请求进行决策并发出控制指令,以此为依据占用虚拟化网络功能持有的底层资源。仿真结果表明,与静态的时序资源分配算法相比,主动控制资源优化算法在资源利用率、接受率、创造用户效用等方面具有更好的性能。     

基于复杂网络理论的空中交通网络脆弱性分析

针对当前空中交通网络节点通信覆盖性能差的问题,提出一种基于复杂网络理论的空中交通网络脆弱性分析方法.采用网络节点分布结构模型与传输信道模型构建多层复杂网络模型,通过自适应时变时延约束误差修正方法对网络节点密度进行优化调整,对空中交通网络节点分布密度融合程度进行跟踪控制,以节点区域覆盖度为约束条件对信息状态向量进行预测,根据控制节点密度函数计算空中交通网络的覆盖能力,通过能量均衡控制方法完成空中交通网络节点的最优部署,实现空中交通网络脆弱性分析.仿真测试结果表明,与传统方法相比,所提方法能提高空中交通网络节点覆盖度,改善网络的通信覆盖性能.     

基于节点能力模型的容迟网络路由算法

针对容迟网络高延迟、间歇性连接、节点频繁移动、能量和缓存资源受限等本质特点,提出一种基于节点能力模型的容迟网络路由算法CM-RSD.该算法将基于节点活跃度和可用能量比的能力模型和多副本限额转发策略相结合,使消息副本向递交能力更强的节点扩散,从而提高消息递交的成功率,同时实现对资源开销的控制.此外,CM-RSD在选择中继节点时,还充分考虑了节点的能量状态,以避免消息副本向能量不足的节点扩散,从而有效保障网络节点的存活率.仿真实验表明,无论是节点密度、副本配额,还是节点移动模型的影响,CM-RSD算法在消息递交成功率、资源消耗、递交延时、能量消耗、扩展性等方面都表现出了良好的性能.     

一种新的紫外光自组织通信网络MAC层避退算法

紫外光自组织通信网络是把紫外光与自组织网络相结合的,能够利用自组织网络的多跳特性来克服紫外光距离有限性的通信网络。为了使紫外光自组织通信网络中各个节点能够对有限的信道资源进行充分与公平的利用,需要对网络协议栈中的第二层——媒介接入控制层上的传统算法进行优化。本文以媒质接入控制层(MAC,Media Access Control)传统上采用的二进制指数退避算法为基础,以提高公平性为目的,提出了依据退避计数器值的随机选取是否合理,继而采取相应的奖励惩罚机制的新算法。研究结果表明:新算法提高了无线紫外光自组织通信网络中各节点接入信道的公平性,并在信道吞吐量和信道接入公平性之间达到了一个较好的折衷。     

延长无线传感器网络生存周期的跨层算法

为了延长无线传感器网络(WSNs)的生存周期,提出了联合优化物理层和网络层的跨层算法.首先通过物理层的功率控制方法,初步确定可能参与通信传输的传感器节点候选集;然后在节点候选集中,综合考虑传感器节点的接入概率、端到端通信链路的单跳成功传输概率和端到端通信链路的能量效率,以达到均衡性地进行网络层路由选择的目的,实现传感器网络的端到端通信传输过程.仿真结果表明,在保证能量效率的同时,该算法可以有效地延长无线传感器网络的生存周期.     

基于最小代价的虚拟网络重配置方法

提出基于最小代价的虚拟网络重配置(VNR)方法. 定义重配置改善度参数判断VNR机制的效果,以基于最小代价为约束条件选择目标物理节点,将虚拟节点迁移到目标物理节点上,再将虚拟链路映射到应用最短路径方法计算的物理路径,实现虚VNR机制. 这种方法可以有效解决"跷跷板"现象(VNR将虚拟节点从物理资源瓶颈节点迁移到目标物理节点,造成目标物理节点成为新的瓶颈节点的现象)造成的VNR开销增大等问题. 仿真结果证明了该方法的可行性.     

6LoWPAN无线传感器网络无缝移动切换方案

提出了6LoWPAN无线传感器网络无缝移动切换(SMH)方案,移动切换控制信息在一跳范围内交互,并通过IPv6接入节点树网络结构自动实现路由,降低了移动切换代价,缩短了移动切换延迟。该方案提出了无线传感器节点的IPv6地址的分层结构,有效地缩短了地址长度,降低了传输功耗;移动传感器节点无须转交地址,即无须进行移动传感器节点家乡地址与转交地址的绑定操作,降低了移动切换代价,缩短了移动切换延迟。从理论和仿真两个角度对MIPv6、Inter-MARIO及SMH的移动切换代价和移动切换延迟等性能参数进行了分析比较。分析结果表明,SMH的移动切换代价更小,移动切换延迟更短。     

层次型软件定义无线传感器网络资源调度策略

为了解决传统无线传感器网络基于特定任务导致资源利用率及能量效率低下,且无法适应网络拓扑动态变化的问题,提出了针对多任务并发场景的层次型软件定义无线传感器网络资源调度策略。将软件定义网络引入无线传感网实现控制层和数据层解耦,通过灵活的网络资源调度策略同时完成多个任务,在保证监测质量的前提下,最小化网络总能耗;此外,软件定义的主节点可及时获取网络拓扑变化,并通过簇头节点实现簇内资源调度,提高优化效率,并降低能量消耗。结果表明,所提出的全局网络资源调度策略提高了能量效率和资源利用率,簇内资源调度在高效解决网络动态事件的同时降低了主节点的控制开销。     

基于ADMM的分布式功率分配和接入控制联合优化算法

传统网络节能问题在给定的服务质量（QoS）限制下实现传输功耗最小化。在此基础上引入接入控制,通过联合优化接入用户和发射功率进一步实现网络节能。当网络无法满足所有用户的QoS要求时,接入控制使网络服务尽可能多的用户。它还能对用户进行分类和挑选,以较低功耗代价满足接入用户的QoS条件,提高传输功效。在将原问题转换成一个近似的凸稀疏优化问题后,利用交错乘子法（ADMM）对其进行分布式迭代求解。该算法的每一步都具有闭合解,因此运算量很低。计算机仿真验证了该算法的正确性和有效性。     

面向链接的资源分配与QoS保障联合跨层算法

为了在无线蜂窝网络中向各物理链路上具有不同速率以及延时要求的多条数据链接提供最优化的资源分配以及服务质量(QoS)保障,设计了一种面向链接的资源分配与QoS保障联合算法.基于跨层设计思想,将目标建模为接入控制、速率分配以及资源分配3个子问题.来自物理层的信道状态信息、来自媒体接入控制（MAC）层的队列状态信息、来自应用层的速率及延时请求信息在系统模型中得到了综合的考虑.子问题可以分别通过贪婪算法及凸规划算法顺序地进行求解,从而得出每条数据链接上最优的资源及功率分配值,而这些结果将通过特定的接口反馈到各个层次模块中去.仿真结果表明,该算法能够解决模型面临的问题,并且比层次式协议栈中的算法更加有效地利用了网络资源     

接入网综合网管智能化建设方案

接入网是城域骨干网业务控制层以下的二层接入网络,包括：DSLAM设备、LAN设备（汇聚交换机及接入交换机）、PON设备、MSAN设备及WLAN设备等。众多的设备厂家及设备类型导致接入网专业网管众多,不便于设备维护和网络运营。接入网综合网管智能化建设方案以“一张网络一套网管”为目标,在中国电信集团智能网管技术规范的统一架构下,实现了对BRAS以下所有接入网网元设备的业务开通、网络监控、设备及业务测试、数据集中配置、网络资源管理等。     

基于跨层设计的业务流量感知和能效WMN路由

基于动态源路由（DSR）协议,综合考虑了来自物理层、媒质接入控制（MAC) 层、应用层的状态信息,采用跨层设计方法提出一种新的无线Mesh网络(WMN)业务流量感知和能效路由（TEER）协议。为了平衡节能和带宽等服务质量 （QoS）需求,根据统计获得的链路可用带宽和节点可用剩余能量以及负载队列占空比等状态信息,设计了表征网络节点能耗和传输情况的综合路由准则（MTEER）。仿真实验结果表明该路由协议可获得比DSR和基于功率控制的能量感知多径路由协议（EMRP）更好的网络性能,如网络寿命和吞吐量。     

接入网综合网管采集接口技术分析

接入网是城域骨干网业务接入控制点以下的二层接入网络,包括:DSLAM设备、LAN设备(汇聚交换机及接入交换机)、PON设备、MSAN设备及WLAN设备等。随着"光纤入户"、"宽带提速"和"三网融合"等一系列政策战略的推进,为了实现集约化管理的方针,需要一套面向整个接入网的综合网管系统,实现包括拓扑管理、配置管理、故障管理、性能管理、资源管理、测试诊断、安全管理、系统管理、运行分析、业务自动激活等功能。文章结合目前最新的分布式技术、数据库技术、采集技术及中国电信集团相关规范对接入网综合网管的采集接口及测试技术进行研究。     

MEC系统中面向网络切片的3C联合资源分配算法

移动边缘计算（MEC）相关研究已经成为未来移动网络的热点研究之一.在基于网络切片的雾无线接入网络中,提出了一种面向网络切片的MEC系统通信计算缓存（3C）联合的资源分配算法.给出了面向网络切片的多MEC协作资源分配模型,其中考虑了无线接入带宽与回程链路带宽的限制以及MEC系统计算与缓存资源分配对网络切片服务时延的影响;基于服务时延定义了用户获得资源的效用值,构造了系统效用值最大化问题优化不同网络切片下的用户接入、计算与缓存资源分配,并采用连续凸近似交替迭代方法获得近似最优解.对所提算法性能进行了仿真验证,仿真结果表明,所提算法实现了系统总效用值优化,提高了面向网络切片的MEC系统资源利用效率.     

一种多目标蚁群优化的虚拟机放置算法

已有对数据中心虚拟机放置的研究大多为优化数据中心能源消耗和物理机资源浪费等,很少考虑数据中心网络流量的优化,有可能影响数据中心网络的扩展性.为了兼顾考虑物理机资源浪费和网络总流量两个方面,将虚拟机放置建模为多目标优化问题,同时优化2个目标:最小化物理机资源浪费以提高数据中心物理机使用效率;最小化网络总流量以改善数据中心网络的扩展性.设计了一种基于多目标蚁群优化的虚拟机放置算法来求解该问题.仿真实验结果表明,该算法与首次适合递减算法相比降低了物理机资源浪费和网络总流量,算法具备有效性.     

Global resource allocation mechanism based on software-defined of TWDM-PON

For lack of global centralized control and flexible allocation of the inter-TWDM-PONs network resource, the architecture of the software-defined optical access network is designed and a novel global resource allocation mechanism with prediction is proposed. Based on the software-defined optical access network, the fuzzy neural network predicting model is utilized to reduce the interactive information delay between controller and OLT. Simultaneously, the adaptive and flexible weighting is utilized to allocate the inter-OLTs resource. Furthermore, an allocation algorithm with filling idle slots is designed to further reduce the network delay for the intra-OLT resource. Simulation results show that the proposed mechanism can optimize allocation of the different layers resource from the global network view. Also, the overall network delay is effectively reduced, and the channel utilization is improved.     

一种蚁群策略的双信道传感器网络路由算法

针对高负载无线传感器网络堵塞率比较高的问题,提出了一种基于蚁群策略的双信道传感器网络路由算法(CORA).该算法首先利用双信道通信模式降低了信道竞争过程中的数据碰撞和多播抑制几率;再利用最大感染球策略来压缩蚁群的寻路范围,进而降低网络的寻路能耗;借助分层图模型提出了一种两层网络联合优化的选路策略,该策略可将控制层中被堵塞的寻路业务有条件地下放在数据层中传输,从而降低网络的堵塞率和通信延迟.仿真结果表明,与一种基于蚂蚁策略的能量有效路由算法及一种基于蚁群策略的能量有效路由算法相比,CORA算法能将高负载网络下的堵塞率下调13%,且能有效降低数据包的平均通信时间和网络的通信能耗.