智慧医疗场景下考虑终端移动性的任务卸载策略

针对工作流任务、边缘服务器无线信号覆盖范围、智慧医疗场景以及终端移动路径,分别构建模型进行描述,根据移动终端的实时位置和移动速率构建基于移动路径的工作流任务执行时间及能耗模型. 根据边缘服务器的无线通信模型,引入任务执行延迟和任务迁移2种情况以保障服务的连续性和执行时间限制. 从全局角度综合考虑任务在云端、边缘服务器和本地的执行效益,设计工作流任务优先级划分算法和边缘服务器卸载优化算法,并使用遗传算法设计基于最佳移动路径的工作流任务卸载决策及调度算法,在可选路径中搜索满足用户响应时间约束,且移动端能耗最低的最佳路径和相应的任务卸载、调度方案. 仿真结果说明：该算法能够合理地分配计算资源,在用户响应时间约束下充分降低移动终端能耗,相较未考虑终端移动性的卸载算法,移动端能耗降低了19.8%.     

面向移动边缘计算的动态规划算法研究

移动边缘计算可以将用户任务卸载至边缘服务器,以减少移动设备的能耗与时延。通过研究边缘计算场景,提出了一种自适应动态规划算法,以优化用户的卸载决策。所提算法采用创新的比特流填表方式以节省计算时间,同时在满足时间约束的条件下减小能耗与时延。结果表明,该算法可在满足应用程序执行时间约束的前提下找到近似最优解,同时在不损失计算效率的前提下处理较大的卸载问题。     

车联网中基于停车协同的边缘计算卸载方法

为解决网络边缘服务器超负荷的问题,提出一个基于停车协同的边缘计算任务卸载框架.在该框架下,服务提供商利用停车场中停靠车辆的空闲计算资源扩展网络边缘服务器的计算能力,停靠车辆协同执行服务提供商卸载的计算任务,从而减少超负荷.为激励停靠车辆执行卸载的计算任务,设计一个基于契约论的激励方案,不仅能够使服务提供商的效益最大化,同时能够满足停靠车辆的效益.基于真实数据集的实验仿真结果证明所提的激励方案有效.     

MEC计算卸载与资源分配联合智能优化方案

移动边缘计算(MEC)中的分布式基站部署、有限的服务器资源和动态变化的终端用户使得计算卸载方案的设计极具挑战。鉴于深度强化学习在处理动态复杂问题方面的优势,设计了最优的计算卸载和资源分配策略,目的是最小化系统能耗。首先考虑了云边端协同的网络框架;然后将联合计算卸载和资源分配问题定义为一个马尔可夫决策过程,提出一种基于多智能体深度确定性策略梯度的学习算法,以最小化系统能耗。仿真结果表明,该算法在降低系统能耗方面的表现明显优于深度确定性策略梯度算法和全部卸载策略。     

能量收集下的D2D-MEC计算卸载

针对移动边缘计算(MEC)在能源消耗和安全性方面的问题,研究具有社会关系和能量收集(EH)的D2D-MEC物联网网络中的任务卸载和资源分配问题,提出基于李雅普诺夫优化的D2D在线决策匹配和资源分配(ODMRA)算法.将用户之间的社会关系量化为社会信任矩阵,将能源消耗、包丢失、社会信任度表述为长期随机优化问题,采用李雅普诺夫优化方法将其分解为一系列子问题后分别求解.对于D2D间的决策选择子问题,结合子模块优化和贪婪算法设计低复杂度的策略选择算法.理论分析和仿真结果表明,所提出的ODMRA算法有效地优化了卸载方案,平衡了系统服务成本和队列长度,在能量消耗、系统服务成本方面优于其他对比算法.     

基于区块链的D2D辅助的MEC资源共享架构

随着终端设备智能化发展与设备到设备（D2D）通信技术的逐渐应用,终端设备可以通过直连链路进行资源共享.为提升网络边缘整体服务能力,提出了一种基于区块链的D2D辅助的多接入边缘计算资源共享架构（BD-MEC）.在BD-MEC下,综合考虑时延、能耗和支付开销等因素,设计了一种基于博弈论的多用户卸载方案,以满足不同用户的服务需求.其次,针对拒绝服务或付款等恶意行为,提出了一种基于智能合约的资源共享协议与争议事件处理方法,利用区块链来强制共享双方遵守资源共享协议,以实现安全的资源共享.仿真结果表明,BD-MEC能有效地降低计算任务的时延、能耗和支付开销.     

低轨卫星网络基于Stackelberg博弈的任务卸载策略

针对单一卫星在过顶时间内难以完成复杂的任务计算问题,提出了一种应用于真实低轨卫星网络场景的星地边缘计算任务卸载方法。地面用户根据星地链路的连通条件建立与LEO卫星的任务协同计算关系,并基于Stackelberg博弈模型,构建双方关于任务时延的收益函数,采用分布式迭代算法求解满足纳什均衡下的任务卸载最优策略,从而优化任务时延。仿真结果表明,提出的Stackelberg博弈星地边缘计算方法与云计算及单一卫星计算相比,任务处理时延分别降低88%和46%;同时相比于任务卸载的传统算法,文中提出方法也具有明显的时延优势,证明了提出方法在任务卸载计算方面的有效性。     

基于化学反应优化算法的边缘计算任务卸载策略

针对边缘计算环境中单用户多任务应用,通过分析服务缓存和任务执行过程,建立任务计算卸载系统模型,确定卸载目标,并将问题细化为服务缓存和任务卸载两个子问题,其中服务缓存问题被抽象为0-1背包问题,利用化学反应优化（CRO）算法得到其最优缓存策略;任务卸载问题转化为最优化问题,设计一种改进化学反应优化（ICRO）算法来得到其近似最优卸载决策。实验结果表明：ICRO算法比CRO算法的平均优化效果增强了5.0%左右,系统时延和设备能耗分别是极端情况下的33.3%、53.8%;无论服务器缓存空间是否充足,CRO算法总是能制定出合理的缓存方案,使服务缓存比例保持在一个合理的范围之内;ICRO算法比CRO算法的优化能力更强,它不仅可以明显降低系统总成本,还具有良好的全局搜索能力和可移植性,可以满足用户多样化需求,使用户获得更好的服务体验。     

基于可靠性约束的工作流调度算法

移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)环境中,工作流调度算法存在可靠性约束的问题,为此,提出一种基于可靠性约束的工作流调度算法。首先,根据工作流子任务依赖关系生成优先级就绪队列;其次,根据不同服务器的故障率建立可靠性模型,保证工作流调度方案满足工作流可靠性的要求;然后,针对未分配调度位置的任务,根据服务器可靠性信息,按照执行队列顺序进行初始化,得到满足可靠性约束的初始种群;最后,采用改进的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)求解工作流的最优卸载位置,并生成调度方案。仿真实验表明,相较于轮询调度算法、贪心算法和粒子群算法,提出算法降低了移动设备的能耗,减少了任务时延,提高了工作流执行可靠性。     

面向车联网实时应用场景的任务卸载决策算法

为了解决当前车联网中节点处理任务的时效性问题,基于最优节点选取及任务卸载理论,提出了一种新的任务卸载决策方案.该方案对车联网场景下的任务卸载进行建模,构造出具有指向性的节点分布模型,利用最优节点选取算法对该模型进行节点预选取,通过一次或二次任务卸载预判机制,实现节点对任务的卸载决策.与传统的任务卸载决策相比,所提方案在任务卸载全过程中耗时更少,实时性更高.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

基于QoS的D2D资源分配算法

D2D通讯技术是5G通讯的一项关键技术,其最大的特点是数据无需经由基站转发并且能够有效地提升系统容量,提高频带利用率.但是它也存在一定缺陷,由于通讯过程中会占用原有蜂窝信道,D2D用户会对原始的小区用户产生干扰,并且这是一个两种用户相互干扰的过程.因此,D2D资源分配成为D2D技术引入的关键.为了克服在“一对一”D2D频谱分配过程中,每个D2D对仅可以占用一个移动信道的分配方式下,新加入D2D用户不一定会使得总容量变大这一问题,文中提出的算法兼顾了资源分配与功率控制两个方面.实验结果表明,在规定每对D2D用户可占用多个基站小区信道,新加入D2D用户不能使系统总容量减小的条件下,新的算法能有效地提升D2D用户总容量.     

基于Unity 3D的三维地形建模

Unity 3D是跨平台的虚拟现实创作工具,具有直观的虚拟现实编辑功能,是一个全面整合的专业3D引擎。本文探讨了采用Unity 3D的Terrain工具制作三维地形的详细过程,为三维场景建模提供了快速智能的生成方案。     

Periodically poled LiNbO_3 crystals from 1D and 2D to 3D

A periodically-poled LiNbO_3(PPLN) crystal features space-dependent second-order nonlinear coefficients, which is one of the most important materials to effectively control nonlinear optical interactions through quasi-phase matching(QPM). By using electric-field poling method, 1D and 2D PPLN crystals have been successfully fabricated for laser frequency conversion, quantum light sources, nonlinear beam shaping and nonlinear optical imaging. Recently, femtosecond laser engineering technique is utilized to prepare 3D domain structures inside LiNbO_3 crystal, which provides a promising platform to control nonlinear interacting waves in 3D configuration. After 40 years of developments, PPLN crystals still have exciting prospects in fundamental researches and practical applications for integrated photonic chip, quantum information processing,and so on.     

基于干扰对齐的D2D通信资源分配方案

针对由Device-to-Device(D2D)通信系统和传统蜂窝通信系统组成的混合网络,提出了一种基于干扰对齐(Interference Alignment,IA)的D2D功率分配算法(Interference Alignment-Power Allocation,IA-PA).利用干扰对齐方法,将混合网络中的k对D2D用户的干扰信道等效为k对互不干扰的MIMO信道,并证明了干扰对齐解的存在性.其次,基于贪婪思想,提出了一种最优功率分配算法——IA-PA.与传统蜂窝通信系统相比,IA-PA使得混合网络的总自由度提高了(k-1)/2倍.仿真表明,所提出的功率分配算法有效地抑制了混合网络的互干扰,并得到更大的系统总速率.     

Energy-aware resource allocation for underlaid D2D multicast

The Device-to-Device (D2D) communication underlaying cellular network is a promising component to improve the spectral efficiency for the system and lower down energy consumption for mobile terminals. Besides, in the D2D-aided content delivery scenario, it is potential to enhance the system capacity and individual quality-of-service (QoS) experience when D2D multicast is further enabled, but due to the battery-driven feature of mobile relays and the co-channel interference between cellular and D2D links, the optimization of energy conservation should be addressed. So, we propose a bipartite graph based resource allocation to minimize the total power consumption at the mobile relays under the individual QoS requirement by incorporating channel assignment and power control, and we also leverage the optimization of energy saving for system capacity.     

A comparative study of flow induced by 1D, 2D and 3D ultrasounds

The acoustic streaming which can facilitate the heat and mass transfer inside liquids is of great importance in ultrasonic processing. Most of previous investigations were mainly focused on the acoustic streaming induced by one dimensional(1 D)ultrasound. In this paper, the flow field generated by 1 D, 2 D and 3 D ultrasounds in a cubic box filled with water was investigated by numerical simulations. It is found that the jet flow emitted from the sound source is in the form of cylinder, vortex and wave,for 1 D, 2 D and 3 D ultrasounds, respectively. When the ultrasonic dimension is increased, the flow becomes much stronger in the vicinity of the sound source but little weaker at the box center. By comparing the patterns of the flow generated by the ultrasounds of different dimensions, we demonstrate that 3 D ultrasounds not only enhance the overall flow strength, but also effectively promote the uniformity of the flow and enlarge the size of vortices.     

大地电磁三维模型的一维二维反演近似问题研究

设计了一个简单的三维模型———均匀半空间的三维低阻异常体模型。采用51×51×38的网格计算得到了33.333Hz至0.0071Hz之间共34个频率的三维正演响应。选取其中5条具有代表性的测线,比较了不同测线上自适应正则化(ARIA)一维反演结果和非线性共轭梯度法(NLCG)二维反演结果相互之间及其与原三维理论模型之间的异同,研究大地电磁三维模型的一维、二维反演的近似情况。发现:对于三维模型响应,一维、二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,但二维模型对三维模型的近似程度比一维模型要高得多;在二维模型反演中,采用TM模式更易得到真实的模型信息。研究中,采用蒲兴华等(1994)开发的MT三维正演程序进行正演计算,采用“大地电磁数据管理器(MTDATAMNG)”软件进行数据处理和一维、二维反演。     

提高D2D多播能效的一种方案

在内容分发场景下,将簇头选择与资源分配相结合以降低基站负载,提高直连(Device-to-Device,D2D)通信多播簇的能效值。基于系统能效最大准则,从接收到数据的多播用户中选择合适的用户作为簇头形成多播簇;借助启发式算法,为每个D2D多播簇分配合适的资源块,以提高D2D链路的通信质量。仿真实验结果显示,与已有方案相比,所给方案比可以得到更高的D2D多播簇能效值。     

基于Unity3D引擎的3D漫游系统

Unity是由Unity Technologies开发的一个让用户轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具,是一个全面整合的专业游戏引擎。本文将介绍并分析Unity引擎的一些使用特点、要点与技巧,以及构建3D场景的普遍适用方法和原理。     

一种结合威望的D2D通信中继选择算法

为了使终端直通通信能够公平有效地选择中继节点,提出了一种基于威望的中继选择算法．利用威望从社会域的角度描述了设备作为中继的意愿和能力; 同时在物理域分析了设备之间在不同传输模式下的数据传输情况; 采用博弈论的方法在候选中继设备中选出适合的中继,避免了社会关系弱、剩余能量低的设备被选作中继．结果表明,与随机选择算法和最大吞吐量算法相比,该算法提高了系统的吞吐量、终端直通链路的覆盖率以及中继选择的合理性．