Haptic is the modality that complements traditional multimedia,i.e.,audiovisual,to evolve the next wave of innovation at which the Internet data stream can be exchanged to enable remote skills and control applications...Haptic is the modality that complements traditional multimedia,i.e.,audiovisual,to evolve the next wave of innovation at which the Internet data stream can be exchanged to enable remote skills and control applications.This will require ultra-low latency and ultra-high reliability to evolve the mobile experience into the era of Digital Twin and Tactile Internet.While the 5th generation of mobile networks is not yet widely deployed,Long-Term Evolution(LTE-A)latency remains much higher than the 1 ms requirement for the Tactile Internet and therefore the Digital Twin.This work investigates an interesting solution based on the incorporation of Software-defined networking(SDN)and Multi-access Mobile Edge Computing(MEC)technologies in an LTE-A network,to deliver future multimedia applications over the Tactile Internet while overcoming the QoS challenges.Several network scenarios were designed and simulated using Riverbed modeler and the performance was evaluated using several time-related Key Performance Indicators(KPIs)such as throughput,End-2-End(E2E)delay,and jitter.The best scenario possible is clearly the one integrating MEC and SDN approaches,where the overall delay,jitter,and throughput for haptics-attained 2 ms,0.01 ms,and 1000 packets per second.The results obtained give clear evidence that the integration of,both SDN and MEC,in LTE-A indicates performance improvement,and fulfills the standard requirements in terms of the above KPIs,for realizing a Digital Twin/Tactile Internet-based system.展开更多
LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)网络作为第四代移动通信技术的重要演进版本,在提供更高速率、更低时延的同时,也面临着更高的用户密度和流量需求。在LTE-A网络中,小区间隔的设计直接关系到网络的覆盖范围、容量和性能,因此对其进...LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)网络作为第四代移动通信技术的重要演进版本,在提供更高速率、更低时延的同时,也面临着更高的用户密度和流量需求。在LTE-A网络中,小区间隔的设计直接关系到网络的覆盖范围、容量和性能,因此对其进行优化设计以提升网络整体性能具有重要意义。本文通过对LTE-A网络中小区间隔优化设计的研究,结合实际网络场景,提出一系列的网络性能提升策略,并进行深入分析和讨论。展开更多
针对LTE-A(long term evolution-advanced)中继系统存在的干扰问题,提出一种基于小区间干扰协调(inter cell interference coordination,ICIC)的资源分配算法。该算法利用LTE-A网络里各个小区基站之间的交互信息,得到邻小区资源块(resou...针对LTE-A(long term evolution-advanced)中继系统存在的干扰问题,提出一种基于小区间干扰协调(inter cell interference coordination,ICIC)的资源分配算法。该算法利用LTE-A网络里各个小区基站之间的交互信息,得到邻小区资源块(resource block,RB)的使用状况,将空闲率最大的资源块分配给信道增益最大的用户,从而在满足用户业务需求的前提下提高小区吞吐量。仿真结果表明,该算法优于传统的SSA(separate and sequential allocation)算法,系统整体性能得到提升。展开更多
针对典型蜂窝网络LTE-A网络的切换认证问题,本文通过引入SDN(Software Defined Network,软件定义网络),提出了软件定义LTE-A异构网络架构,在中心控制器中共享UE(User Equipment,用户设备)的安全上下文信息,以实现简化切换认证过程,提高...针对典型蜂窝网络LTE-A网络的切换认证问题,本文通过引入SDN(Software Defined Network,软件定义网络),提出了软件定义LTE-A异构网络架构,在中心控制器中共享UE(User Equipment,用户设备)的安全上下文信息,以实现简化切换认证过程,提高认证效率的目标.中心控制器的加入,使蜂窝与核心网通信时需要增加一次信令开销,而LTE-A网络的标准切换认证方法过于复杂,应用在软件定义LTE-A异构网络中,会产生较多的信令开销.基于代理签名的切换认证方法,使UE在验证身份时不用经过核心网,减少了信令开销.在安全性相同的情况下,基于椭圆曲线的加密体系比基于RSA的加密体系计算量更小,有利于减少中心控制器的计算压力.本文采用椭圆曲线代理签名方法,提出了一种新型的切换认证协议,并运用着色Petri网进行建模和仿真分析.仿真结果表明,该协议是有效的,且安全性更高.展开更多
LTE-A(long term evolution advanced)通信系统采用正交频分复用(OFDM)为其物理层核心技术以获得抗频率选择性衰落和高频谱利用率等优点。接收端需要对多径信道动态估计和跟踪以满足相干解调,准确而简单的信道估计算法可以提高数据传输...LTE-A(long term evolution advanced)通信系统采用正交频分复用(OFDM)为其物理层核心技术以获得抗频率选择性衰落和高频谱利用率等优点。接收端需要对多径信道动态估计和跟踪以满足相干解调,准确而简单的信道估计算法可以提高数据传输速率和降低用户设备的功耗。对LTE-A中基于导频的下行信道估计算法进行研究,提出了一种使用神经网络的信道估计算法。该算法考虑了下行传输链路的信道频率选择性,利用接收到的导频信号动态跟踪信道的变化特征,然后根据得到的信道信息对接收数据进行相干解调。仿真结果表明,与最小二乘(LS)、最小均方误差(MMSE)等传统方法相比较,该信道估计算法在均方误差(MSE)、误符号率(SER)和计算复杂度方面具有更好的性能,并且能保证LTE-A系统吞吐量需求。展开更多
提出了一种在LTE-A(long term evolution advanced,长期演进技术增强)技术下的无线资源管理跨层模型,阐述了模型的基本功能特征。以博弈论为依据,分析了无线网络资源的分配方式,并根据无线网络资源和系统协议栈中各层之间的联系,通过设...提出了一种在LTE-A(long term evolution advanced,长期演进技术增强)技术下的无线资源管理跨层模型,阐述了模型的基本功能特征。以博弈论为依据,分析了无线网络资源的分配方式,并根据无线网络资源和系统协议栈中各层之间的联系,通过设计跨层结构,使各层博弈的目标统一。提出的理论模型面向多种无线网络资源,涉及多个无线网络协议栈层,实现了无线资源的综合管理以及各层之间的联合优化。展开更多
针对无线通信网络能耗日益增加和用户体验质量(quality of experience,QoE)难以得到保证的问题,提出一种LTE-A系统中基于QoE能效的资源分配算法。给出了联合优化QoE和能效的数学模型,特别考虑了用户最小QoE要求;根据约束条件提出了一种...针对无线通信网络能耗日益增加和用户体验质量(quality of experience,QoE)难以得到保证的问题,提出一种LTE-A系统中基于QoE能效的资源分配算法。给出了联合优化QoE和能效的数学模型,特别考虑了用户最小QoE要求;根据约束条件提出了一种迭代算法进行用户资源块(resource block,RB)分配,然后利用分数规划的性质并采用凸优化方法求得最优的发射功率来优化目标函数。仿真结果表明,相较现有基于能效的资源分配算法,该算法在提高系统性能的同时有效地保证了用户QoE。展开更多
在LTE-A中,由于物理随机接入信道(physical random access channel,PRACH)资源有限,当大量的设备几乎同时向基站发起随机接入请求时,可能会导致接入网拥塞,接入时延增大,无法满足用户的服务质量需求。通过分析时隙接入模型,提出了一种...在LTE-A中,由于物理随机接入信道(physical random access channel,PRACH)资源有限,当大量的设备几乎同时向基站发起随机接入请求时,可能会导致接入网拥塞,接入时延增大,无法满足用户的服务质量需求。通过分析时隙接入模型,提出了一种自适应调整时隙接入周期的接入控制优化方案。与基于时隙接入的信道接入控制协议(SCACP)相比,该方案首先通过实时接入负载的估计,优化时隙接入周期的选择,均衡了接入时隙的接入请求,既保障了设备的接入成功率,又减少了不必要的前导重传,降低了接入时延。最后,仿真结果验证了所提接入控制优化方案的有效性。展开更多
文摘Haptic is the modality that complements traditional multimedia,i.e.,audiovisual,to evolve the next wave of innovation at which the Internet data stream can be exchanged to enable remote skills and control applications.This will require ultra-low latency and ultra-high reliability to evolve the mobile experience into the era of Digital Twin and Tactile Internet.While the 5th generation of mobile networks is not yet widely deployed,Long-Term Evolution(LTE-A)latency remains much higher than the 1 ms requirement for the Tactile Internet and therefore the Digital Twin.This work investigates an interesting solution based on the incorporation of Software-defined networking(SDN)and Multi-access Mobile Edge Computing(MEC)technologies in an LTE-A network,to deliver future multimedia applications over the Tactile Internet while overcoming the QoS challenges.Several network scenarios were designed and simulated using Riverbed modeler and the performance was evaluated using several time-related Key Performance Indicators(KPIs)such as throughput,End-2-End(E2E)delay,and jitter.The best scenario possible is clearly the one integrating MEC and SDN approaches,where the overall delay,jitter,and throughput for haptics-attained 2 ms,0.01 ms,and 1000 packets per second.The results obtained give clear evidence that the integration of,both SDN and MEC,in LTE-A indicates performance improvement,and fulfills the standard requirements in terms of the above KPIs,for realizing a Digital Twin/Tactile Internet-based system.
文摘LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)网络作为第四代移动通信技术的重要演进版本,在提供更高速率、更低时延的同时,也面临着更高的用户密度和流量需求。在LTE-A网络中,小区间隔的设计直接关系到网络的覆盖范围、容量和性能,因此对其进行优化设计以提升网络整体性能具有重要意义。本文通过对LTE-A网络中小区间隔优化设计的研究,结合实际网络场景,提出一系列的网络性能提升策略,并进行深入分析和讨论。
文摘针对LTE-A(long term evolution-advanced)中继系统存在的干扰问题,提出一种基于小区间干扰协调(inter cell interference coordination,ICIC)的资源分配算法。该算法利用LTE-A网络里各个小区基站之间的交互信息,得到邻小区资源块(resource block,RB)的使用状况,将空闲率最大的资源块分配给信道增益最大的用户,从而在满足用户业务需求的前提下提高小区吞吐量。仿真结果表明,该算法优于传统的SSA(separate and sequential allocation)算法,系统整体性能得到提升。
文摘针对典型蜂窝网络LTE-A网络的切换认证问题,本文通过引入SDN(Software Defined Network,软件定义网络),提出了软件定义LTE-A异构网络架构,在中心控制器中共享UE(User Equipment,用户设备)的安全上下文信息,以实现简化切换认证过程,提高认证效率的目标.中心控制器的加入,使蜂窝与核心网通信时需要增加一次信令开销,而LTE-A网络的标准切换认证方法过于复杂,应用在软件定义LTE-A异构网络中,会产生较多的信令开销.基于代理签名的切换认证方法,使UE在验证身份时不用经过核心网,减少了信令开销.在安全性相同的情况下,基于椭圆曲线的加密体系比基于RSA的加密体系计算量更小,有利于减少中心控制器的计算压力.本文采用椭圆曲线代理签名方法,提出了一种新型的切换认证协议,并运用着色Petri网进行建模和仿真分析.仿真结果表明,该协议是有效的,且安全性更高.
文摘LTE-A(long term evolution advanced)通信系统采用正交频分复用(OFDM)为其物理层核心技术以获得抗频率选择性衰落和高频谱利用率等优点。接收端需要对多径信道动态估计和跟踪以满足相干解调,准确而简单的信道估计算法可以提高数据传输速率和降低用户设备的功耗。对LTE-A中基于导频的下行信道估计算法进行研究,提出了一种使用神经网络的信道估计算法。该算法考虑了下行传输链路的信道频率选择性,利用接收到的导频信号动态跟踪信道的变化特征,然后根据得到的信道信息对接收数据进行相干解调。仿真结果表明,与最小二乘(LS)、最小均方误差(MMSE)等传统方法相比较,该信道估计算法在均方误差(MSE)、误符号率(SER)和计算复杂度方面具有更好的性能,并且能保证LTE-A系统吞吐量需求。
文摘提出了一种在LTE-A(long term evolution advanced,长期演进技术增强)技术下的无线资源管理跨层模型,阐述了模型的基本功能特征。以博弈论为依据,分析了无线网络资源的分配方式,并根据无线网络资源和系统协议栈中各层之间的联系,通过设计跨层结构,使各层博弈的目标统一。提出的理论模型面向多种无线网络资源,涉及多个无线网络协议栈层,实现了无线资源的综合管理以及各层之间的联合优化。
文摘针对无线通信网络能耗日益增加和用户体验质量(quality of experience,QoE)难以得到保证的问题,提出一种LTE-A系统中基于QoE能效的资源分配算法。给出了联合优化QoE和能效的数学模型,特别考虑了用户最小QoE要求;根据约束条件提出了一种迭代算法进行用户资源块(resource block,RB)分配,然后利用分数规划的性质并采用凸优化方法求得最优的发射功率来优化目标函数。仿真结果表明,相较现有基于能效的资源分配算法,该算法在提高系统性能的同时有效地保证了用户QoE。
文摘在LTE-A中,由于物理随机接入信道(physical random access channel,PRACH)资源有限,当大量的设备几乎同时向基站发起随机接入请求时,可能会导致接入网拥塞,接入时延增大,无法满足用户的服务质量需求。通过分析时隙接入模型,提出了一种自适应调整时隙接入周期的接入控制优化方案。与基于时隙接入的信道接入控制协议(SCACP)相比,该方案首先通过实时接入负载的估计,优化时隙接入周期的选择,均衡了接入时隙的接入请求,既保障了设备的接入成功率,又减少了不必要的前导重传,降低了接入时延。最后,仿真结果验证了所提接入控制优化方案的有效性。
