光通信系统中一种改进的LLR-BP译码算法

光通信系统中低密度奇偶校验(Low-density Parity-check,LDPC)码采用对数似然比置信传播(Log-likelihood Ratio Belief Propagation,LLR-BP)算法进行译码时,在高信噪比区域迭代译码过程中会出现变量节点外部信息振荡不收敛而导致译码纠错性能的降低。为满足光通信系统的要求,提出了一种削弱外部消息振荡的改进LLR-BP译码算法。该算法通过引入加权系数平衡前后两次迭代之间变量节点传递的外部信息,明显减缓了外部信息的振荡现象。仿真结果表明:与传统LLR-BP译码算法相比,该改进LLR-BP算法具有更佳的误码性能,同时降低变量节点外部信息振荡现象并加快了译码的收敛速度。

光通信系统中一种低复杂度的AP-QC-LDPC码新颖构造方法

提出了一种低复杂度的具有等差数列(AP)特性的准循环低密度奇偶校验(QCLDPC)码构造方法,该方法结构简单,节省了存储空间,可根据实际需要灵活地改变码长和码率。利用该方法构造出的AP-QC-LDPC(4599,4307)码的校验矩阵的每行元素为等差数列,且公差单调递增,所以该校验矩阵不含有4环。仿真结果表明:在误码率(BER)为10-6时,该AP-QC-LDPC(4599,4307)码比ITU-T G.975中的RS(255,239)码和ITU-T G.975.1中LDPC(32640,30592)码的净编码增益(NCG)分别改善了约2.19和1.48dB,比基于有限域乘群的eIRA-QC-LDPC(4599,4307)码和QC-LDPC(3780,3540)码的净编码增益分别提高了约0.16和0.2dB。该方法构造的AP-QC-LDPC(4599,4307)码具有更好的纠错性能,能更好地适应光通信系统的需求。

卫星激光通信中一种基于矩阵扩展的RC-LDPC码构造方法

为降低卫星激光通信系统中的硬件资源,结合斐波那契数列的性质,基于矩阵扩展的方法提出了一种码率兼容低密度奇偶校验(Rate-Compatible Low-Density Parity-Check,RCLDPC)码的构造方法。用该方法所构造的RC-LDPC码围长为6且具有准循环特性,所需存储元素少,降低了计算复杂度,利于硬件实现,更适合在卫星激光系统中传输。仿真结果表明:利用该方法构造的RC-LDPC码在较大码率范围内均具有良好的译码性能,且在相同条件下,当误码率(BER)为10-6时,所构造的RC-LDPC码与同码率、同码长的其他码型相比较,其净编码增益均有一定提高。

面向5G移动通信系统的智慧城市汇聚及接入网络

智慧城市的发展与建设需要充分依托通信网络,5G移动通信系统将推动智慧城市通信网络产生重大变革。给出了智慧城市3层网络结构,深入分析了汇聚网络中所面临的关键问题,尤其是关系评估、信任管理及可靠性保障3个方面,并对相应的解决方法进行了深入阐述,增强了智慧城市通信网络对各类应用的承载能力。

软件定义光网络中基于最小点覆盖的控制平面跨层生存性设计

为降低软件定义光网络对单控制器的依赖,并避免多控制器冲突,有效提升控制平面的生存性,该文提出基于最小点覆盖的控制平面生存性设计策略。该策略结合集中控制约束条件,以最小点覆盖理论为基础,建立可靠的分级管控模型,设定控制器的管控优先级:全局控制器具有最高管控优先级,对全网进行集中管控;本地控制器次之,只对本地业务进行集中管控;权威交换机的管控优先级最低,用于完成局部波长粒度的光层快速管控。在此基础上,基于跨层信息模型为控制信道路由和资源分配进行生存性冗余设计。仿真表明,该策略能够满足网络对控制时延的要求,使控制平面的故障概率降低了30%,有效提升了网络在恶劣环境下的生存性。

图像分类卷积神经网络的反馈损失计算方法改进

当前在图像分类领域,卷积神经网络主要通过反向传播算法训练权重和偏置.在参数的训练过程中,网络的实际输出与样本标签之间的反馈损失计算方式会影响到卷积神经网络对图像的最终分类性能.本文研究发现,当增大训练样本标签的维度,提高不同类别标签间的最小汉明距离,并通过sigmoid激活函数结合交叉熵计算反馈损失时,所得到的卷积网络模型对图像的分类能力优于使用softmax激活函数结合独热编码计算反馈损失所得到的卷积网络模型的分类能力.本文使用多种卷积神经网络结构,并结合多个数据集进行训练和测试,所得到的仿真结果证明了本文观点的正确性.

具有透射率先验与亮度感知的图像去雾算法

在图像去雾领域,图像明亮区域的去雾效果与去雾后图像的抗噪性能是重要的去雾评估标准,然而大多数去雾算法在处理有雾图像明亮区域时存在一定程度的失真问题,并且得到的去雾后图像常存在一定噪声,导致去雾后图像的抗噪性能普遍较弱。针对以上去雾问题,文中提出了具有透射率先验与亮度感知的图像去雾算法(Image Dehazing Algorithm with Transmittance Prior and Luminance Awareness,DTPLA)。该算法首先构造求解大气光值模块(Solving Atmospheric Light Value Module,SALVM),将该类问题转化为克服干扰因素的影响和缩小求解误差的问题;其次,提出透射率先验(Transmittance Priori,TP)方法,以对图像明亮区域透射率的取值问题进行优化求解,并设计图像亮度感知模型(Image Luminance Perception Model,ILPM),对图像可视化效果进行增强,通过对透射率取值与可视化效果的联合优化解决失真问题并丰富图像重要信息;最后,引入图像降噪模块(Image Noise Reduction Module,INRM),将其嵌入到图像去雾模型中,以提升去雾后图像的抗噪性能;仿真结果表明,与其他主流算法相比,运用所提算法得到的去雾结果在3种数据集下均具有更好的性能表现,图像的MSE值、PSNR值、SSIM值分别平均达到7.4701,39.9839 dB,83.72%,基于以上3种数据集的实验结果验证了所提算法的有效性。

弹性光网络中负载均衡的优先共享通路保护

为在弹性光网络中实现最大化的备份频谱资源共享,提出了一种基于负载均衡的优先共享通路保护算法.在降低网络的阻塞率和保护开销时,综合考虑业务的传输距离、频谱资源利用率及链路状态等因素,建立整数线性规划模型确立优化目标,并提出启发式算法对路由和频谱分配联合优化选路,从而提供100%的单链路故障保护.仿真结果表明,与传统共享通路保护算法相比,所提算法在降低网络阻塞率的同时更有效地降低了保护开销,最大限度地实现备份频谱资源的共享.

混合复用无源光网络中带有灰色预测的高效动态资源分配策略

针对混合复用无源光网络的用户接入距离增大,使得往返时延增加,造成网络中闲置时间增多,进而引起带宽浪费的问题,该文提出一种带有灰色预测的高效动态混合资源分配策略。通过对闲置时间内到达的数据进行灰色预测,动态确立光网络单元的带宽分配策略,以减小网络时延;利用波长结束时间的差异性,周期性地实时调整各波长的数据传输顺序,实现波长的高效利用和负载均衡。仿真结果表明,该动态资源分配策略有效地消除闲置时间的影响,且波长得到高效地利用,提高了带宽利用率的同时减少网络时延。

弹性光网络中资源节约型组播路由和频谱分配策略

在弹性光网络中对组播路由和频谱分配问题进行研究,综合考虑了组播调制格式、网络中具有组播能力(MC)的节点个数和组播节点选取等因素,提出有效的预计算最短路径树的组播路由和频谱分配算法(PSPT-DMRSA)。在组播路由之前,在网络中预先放置适当的MC节点,然后建立源节点到目的节点的最小生成树,以减少整个组播请求所占用的链路条数和传输距离。此外,频谱资源分配时采用距离自适应的调制格式。仿真结果表明,该算法在频谱资源利用率方面获得了较优的性能。

NDN网络中基于路径上缓存的多路径路由机制

为充分利用命名数据网络内缓存的内容,提出一种基于路径上缓存的多路径路由机制MRBRC。边缘节点通过扩展的转发信息表,描述不同内容在每条路径上请求热度的不同(即路径上缓存副本存在的可能性不同),为每个内容条目维护多条可用路径。在下一次请求到达时,路由器根据转发信息表中的记录实现有目的性的转发。仿真结果表明,该策略能够在一定程度上提升请求在网内节点的命中率,减小时延,降低请求命中的平均跳数。

可信度动态感知的间断连接无线网络数据转发机制

提出了一种节点可信度动态感知的间断连接无线网络数据转发机制,节点根据运动过程中所获知的局部网络状态信息以分布式的方式估计其他节点恶意度及协作度,并根据历史信息预测节点的连通状态,进而获知各个节点的信任程度,以合理地选择中继节点,实现高效的数据转发。仿真结果表明,所提出的机制能够有效提高数据传输的可靠性,并大幅降低网络负载率,提高网络资源利用率。

数据中心间光互联网络中的跨层动态保护策略

为了保证数据中心间光互联网络中业务所需的可靠性,同时提高网络资源利用率,提出一种带有可靠性感知的跨层保护策略.该策略在软件定义的IP over弹性光网络架构中,通过IP层和光层控制器的协同工作,将业务的实时可靠性告知光层,使光层充分感知业务特性.在此基础上,光层控制器根据业务实时可靠性的变化,在确保业务可靠性得到满足的前提下,设计最小资源占用块释放方法来动态调整光层保护资源.仿真结果表明,该保护策略在充分保证业务可靠性的同时,可以取得较低的保护开销和阻塞率.

无线传感网络中基于误差椭圆的自适应节点选择目标跟踪算法

追踪精度与传感器节点能耗是无线传感网络WSN(Wireless Sensor Network)中主要考虑的两个性能指标,现有的许多目标追踪算法在提高追踪精度、降低传感器节点能耗的同时缺乏对传感器节点位置与数目的考虑。因此,提出一种基于误差椭圆的自适应节点选择目标追踪算法,以误差椭圆为基准计算目标最可能出现的区域,然后根据误差判决调整区域内所需激活的传感器节点数量,完成对目标的跟踪。仿真结果表明,该算法可以在保证追踪精度的同时有效降低激活传感器节点数量。

基于负载均衡的异构蜂窝网络性能分析

针对异构蜂窝网络中宏基站和小基站之间的负载不均衡问题,提出一种基于用户与最近基站间距离的用户关联策略。通过网络频谱资源分配和功率控制,利用随机几何进行建模分析,推导出该模型下的用户平均覆盖概率、用户平均遍历速率以及网络平均能量效率的表达式。仿真结果表明,采用频谱资源划分和功率控制相结合的方法,可以在实现负载均衡的同时提高网络的性能,为实际的异构网络部署问题提供一定的理论依据。

深空通信中基于中继选择的文件传输协议

针对深空通信传播时延大、误码率高以及链路间歇性中断的问题,提出一种基于中继选择的深空文件传输协议。该协议将文件传输过程分为跳到跳发送和端到端重传2个阶段。在发送阶段,提出一种中继选择算法,通过分析天体运动规律选择合适的中继节点,并结合深空链路信道特点,分析链路丢包率和信道增益的关系,选择最优中继链路逐跳进行传输,降低丢包率进而减少重传次数;在重传阶段,目的端对数据包进行校验和检查,丢失的数据包通过端到端链路进行重传,保证文件的可靠传输。仿真结果表明,当端到端误码率大于10-5时,所提协议能有效减少重传次数,进而降低传输时延。在误码率为10-3时,与空间数据系统咨询委员会(consultative committee for space data systems,CCSDS)提出的文件传输协议(CCSDS file delivery protocol,CFDP)相比,该协议的传输时间缩短了40%,能较好地适应深空通信环境。

命名数据网络中基于自适应转发的拥塞控制机制

为了提高命名数据网络NDN(Named Data Networking)中视频数据的可靠传输,站在客户端的角度,提出一种基于自适应转发的拥塞控制机制AFCCP(Adaptive Forward Congestion Control Policy)。AFCCF以网络丢包最小化为目标,为接口的选择建立马尔科夫模型,通过前一时间间隔链路的状态,自适应地选择最佳的转发接口,减少兴趣包向拥塞链路的转发,降低网内的丢包数目,实现网络拥塞控制。在此基础上,AFCCF针对视频数据内部属性,考虑解码端特点,在网络发生丢包时,选择性地对数据包丢弃,实现视频内部重要数据的可靠传输。仿真结果表明,AFCCP在较低时延的条件下,实现网络较小的丢包率,增加用户接收数据包的数量,从而改善用户获取数据体验。

带有区分保护的虚拟化FiWi网络可靠传输机制

针对用户对网络服务的差异化可靠性需求,提出一种带有区分保护的虚拟化光无线融合网络可靠传输机制。以用户需求的保护质量及所能够支付的费用作为条件,通过恢复概率进行多等级保护质量的量化,灵活地分配备份保护资源;利用等级服务区分算法筛选满足业务保护质量等级的保护路径,降低业务阻塞以及不受保护的业务数量,提高业务保护质量。结果表明所提机制在平均收益开销比和底层网络资源开销等指标上具有较高优势,在满足用户可靠性需求的同时,能够为用户提供更灵活的虚拟网络数据传输。

空分复用弹性光网络中基于频谱集中度的频谱冲突解决算法

为了解决空分复用弹性光网络节点中业务冲突问题,在动态功能节点结构中配置全频谱转换器(FRSC)和空间选择开关(SSS)来转换冲突业务的频谱,并在该节点结构基础上提出一种基于频谱集中度的频谱冲突解决(SCRASC)算法,该算法综合考虑已使用的频谱块占比以及空闲频谱块与最大频谱块的距离,优化频谱的集中度。仿真结果表明该算法在带宽阻塞率方面取得了较优的性能。

基于残差网络的自动调制识别

针对现有自动调制识别算法识别种类少、整体识别率不高和需要预处理这些缺点,提出基于深度学习模型的自动调制识别算法,设计残差网络实现11种在高斯噪声下的数字调制信号的识别。仿真结果表明,采用自适应学习率的残差网络能提供更好的识别效果,在信噪比大于0 dB时,识别率达到95%,与其它深度学习算法相比具有更低的计算复杂度,验证了该算法的有效性。