面向虚拟CDN的5G与MEC融合平台设计与实现

随着元宇宙等概念的提出,视频流应用对网络带宽和时延的要求越来越苛刻。针对传统CDN容易出现节点内设备负载不均衡造成时延过长的问题,提出了一个面向虚拟CDN的5G和MEC融合平台设计方案,并依照设计方案完成了平台的搭建。最后,通过高并发推拉流实验证明了该融合平台拓展了虚拟CDN的高并发能力。

MEC与CDN融合体系架构方案设计研究

MEC被广泛应用于CDN边缘下沉解决方案中,利用MEC实现CDN边缘部署,提升CDN应用的服务质量。首先,总结并分析了CDN技术演进历程及未来发展趋势;然后,提出了5G网络场景下MEC与CDN融合体系架构设计方案,所提方案具有MEC与CDN管理层解耦的特点,支持MEC-vCDN集群与传统CDN集群兼容并存;最后,搭建了MEC-vCDN模块及5G网络模块,测试了方案中各模块的功能。

基于博弈论的OFDMA系统多小区功率协调分配算法

提出了一种用于正交频分多址(OFDMA)通信系统下行链路的多小区功率协调分配算法,协调相邻小区在同频子信道上的发送功率,抑制小区间干扰,提高信道容量。将博弈论引入到多小区功率分配中,给出基于定价的多小区非合作功率分配博弈模型,并分析了该博弈的纳什均衡解的存在性和惟一性,给出了该模型的分布式求解算法。通过仿真分别给出了单小区场景与多小区场景下算法性能,讨论了定价因子对系统性能的影响。仿真结果表明,提出的多小区功率协调分配算法可以充分利用无线资源,提高系统吞吐量,降低平均发送功率。

用于OFDMA系统的多小区自适应资源分配算法

提出了一种用于正交频分多址通信系统下行链路的多小区自适应资源分配算法(MARA).为了降低系统复杂度,将子信道分配和功率分配分开实现,在小区内部进行动态子信道分配,并以单小区子信道分配结果为基础在相邻小区同频用户中进行功率分配.将非合作博弈论引入到多小区功率分配中,给出了基于代价函数的多小区分布式功率分配算法.通过协调相邻小区间同频子信道的发送功率,抑制小区间干扰,提高了无线资源利用率.仿真结果表明,与已有算法相比,本文提出的算法可以提高系统吞吐量.

基于Simulink的TCP/PI模型仿真研究

利用Simulink构建了TCP拥塞控制模块和PI(ProportionalIntegral)控制器模块,并在此基础上构建了多个TCP连接竞争一条瓶颈链路的仿真场景。通过与网络仿真工具ns-2的对比仿真实验表明,Simulink仿真模型能够模拟TCP/PI系统的瞬态特性,而且在仿真时间上具有绝对的优势,可以用于大规模网络的参数和性能研究。

用于异构网络的差值门限模糊切换算法

为了提高用户在异构网络中进行垂直切换的准确度,减少"乒乓效应",提出了一种差值门限模糊切换算法(Difference Threshold based Fuzzy Handover,DTFH).DTFH算法考虑异构网络中的切换触发与切换判决两个方面.用户获得当前网络和目标网络的信噪比差值,根据该信噪比差值与设定的切换触发门限的比较结果进行切换触发;然后,采用模糊逻辑方法得到用户当前网络与目标网络的模糊判决值,根据两个网络的模糊判决值之差与设定的切换判决门限的对比结果进行切换判决.以LTE和WiMAX异构网络为仿真场景,仿真结果表明,与传统切换算法相比,DTFH算法能在减少"乒乓效应"的同时,提高用户吞吐量,从而提高垂直切换的性能.

一种全速率的多天线中继STBC协作机制

为了使多天线中继在空时分组码协作发送过程中既可以实现全速率又能获得较高分集增益,提出了一种将中继间空时分组码协作与单个中继的多天线波束成形相结合的多天线中继空时分组码协作机制.中继采用正交频分复用传输,相同载波上的符号由不同中继通过空时分组码协作进行转发,同一中继内的天线间进行波束成形.此外,为了降低信道反馈开销,设计了一种适合多天线中继空时分组码协作机制的有限速率反馈机制.仿真结果表明:文中所提多天线中继空时分组码协作机制在获得全速率的同时,用户端采用空时分组码译码算法就可同时获得由中继间空时分组码协作和中继内多天线波束成形带来的分集增益,且采用所提有限速率反馈机制可在损失较小系统性能的情况下显著降低信道反馈开销.

无人机辅助蜂窝网络中的无人机与用户协同缓存算法

针对无人机辅助蜂窝网络中的海量数据内容传输与无人机无线回程带宽受限这一矛盾,提出了一种无人机与用户协同缓存算法。通过在无人机以及用户设备上部署存储设备,将用户请求的热点内容缓存后进行共享分发,以减少无人机回程链路资源与能量开销,减轻业务负载并降低用户时延。以用户内容获取时延最小化为目标建立了无人机与用户缓存联合优化问题,将其分解为无人机缓存子问题与用户缓存子问题,并分别基于交替方向乘子法和全局贪婪算法进行求解,通过迭代获得收敛的优化结果,实现了无人机与用户的协同缓存。仿真结果表明,所提算法能够有效降低用户的内容获取时延,提升系统性能。

面向边缘智能的移动算力网络关键技术研究

随着人工智能计算与应用的不断发展,基于深度学习的智能服务对算力资源需求也逐渐提高,因此利用移动算力网络为边缘智能提供泛在异构、高效可靠的算力服务支撑。针对边缘智能和移动算力网络的研究现状和关键技术进行了讨论,提出了面向边缘智能的移动算力网络设计实例,给出了面向智能任务的网络部署方案和多维资源分配方案。

一种新的快速响应的AQM算法

该文应用控制理论,设计了具有快速响应特征的比例积分(Proportional-Integral,PI)控制器,并以此提出了一个新的主动队列管理(Active Queue Management,AQM)算法,称为ActivePI算法(简称A-PI)。A-PI用一组参数实现快速响应,用另一组参数保证队长稳定,使用门限值实现两组参数间平滑切换,算法实现简单。理论分析和仿真实验表明,A-PI算法在保证队长稳定的同时实现了对不同网络环境的快速响应。

用于多小区OFDM系统的分布式上行功率控制算法

为了协调小区间干扰,提高边缘用户性能,研究了OFDM系统多小区间的功率分配问题.基于非合作博弈理论,给出既可以保证每个用户信干比最小又考虑其他小区同信道干扰的效用函数.通过求解最大效用函数值,得到一种多小区分布式上行功率控制算法.该算法中每个小区只需本地信息就可以协调小区间干扰,实现了用户间公平性与频谱利用率的最佳折中.通过仿真分析,讨论了算法的参数选取,验证了算法的收敛性.仿真结果表明,与等功率分配相比,虽然吞吐量下降了17%,但是公平性提高了1.7倍.

LTE中适用于MBSFN的自适应资源分配机制

提出了一种适用于长期演进(LTE)系统多播广播单频网传输方式的自适应资源分配机制,考虑多播业务的资源需求和信道情况决定每个子帧上传输的业务类型.在每个资源分配周期内,通过估计系统内多播业务所需的子帧比例,选定相应的信干噪比门限;通过门限判决并考虑多播业务所需资源分配情况,自适应地实现多播业务和单播业务间的子帧分配.仿真结果表明,所提机制在保证多播业务速率的同时,可以提高单播业务吞吐量,优化了系统无线资源的利用率。

无人机辅助MEC系统:架构、关键技术与未来挑战

随着5G加速部署和6G研究工作持续推进,无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)技术在克服复杂地域限制、解决终端设备计算需求和提高系统任务卸载速率等方面具有显著优势,得到了学术界和工业界的广泛关注。首先阐明了无人机辅助MEC系统的概念和技术优势,提出了一种无人机辅助MEC通用架构,并给出了各个功能模块定义;接着总结了典型应用场景,梳理了现有的关键性技术,获得了无人机MEC系统的设计方法;最后对未来的研究方向和存在的挑战进行了展望和阐述。

OFDMA系统中节能的遗传禁忌搜索功率分配

提出了一种用于多小区正交频分多址系统的功率分配算法.以最小化系统发送功率为优化目标,在满足每个用户速率要求条件下,将遗传算法与禁忌搜索算法相结合,求解了多小区同频子信道上的功率分配问题.定义了适应度函数,并给出了算法实现过程.仿真结果表明,与已有算法相比,新提出的算法能在满足所有用户的速率要求条件下节约系统总发送功率,提高能量效率.

3G LTE动态资源分配机制研究

文章首先讨论了LTE动态资源分配机制与现有蜂窝移动通信系统资源分配不同的三个特点,然后从调度和功率控制两个方面总结了动态资源分配机制的研究内容与研究现状。

3G LTE动态资源分配机制研究

在以OFDM为核心技术的3G长期演进(LTE)系统中,动态资源分配机制是提高无线频谱利用率、保证边缘用户性能的有效手段之一。首先,根据LTE系统的技术特点指出了动态资源分配机制与现有蜂窝移动通信系统资源分配不同的三个特点。然后,从调度和功率控制两个方面总结了动态资源分配机制的研究内容与研究现状。

认知无线电关键技术及应用的研究现状

归纳了认知无线电功能的演进,讨论了其相关频谱政策和标准化工作的进展,并重点对频谱侦听和主用户检测、动态频谱分配、功率控制等关键技术及认知无线电在无线区域网、adhoc网络、UWB系统中应用的研究现状进行了分析。在此基础上探讨了认知无线电技术未来发展值得关注的热点问题。

基于节点剩余功率的多中继选择算法

提出一种基于节点剩余功率的多中继放大转发协同节点选择算法,根据节点信道状态信息(CSI)和剩余能量信息对网络生存时间进行优化,使用加权函数和信道容量增益门限进行多协同节点选择。仿真结果表明,对于动态和固定功率分配,该算法选择三四个中继可使协同通信系统性能达到最优;相对基于CSI的单中继选择算法,当中继数为4时,其在动态功率分配时的网络生存时间最高可延长82%。

协作分集中中继选择算法的研究

协作分集是近几年无线通信技术的研究热点。在协作通信中合理地选择中继能给系统带来更大的增益。本文介绍了协作时机的选择和协作关系的形成,重点讨论了3种主要的中继选择方法:基于位置信息、基于平均接收信噪比和基于瞬时信道状态的中继选择算法,并对这些方法进行了分析和比较。

一种快速响应的AQM算法

基于主动队列管理(AQM)控制理论模型,针对PI(proportional-integral)控制器响应速度方面的不足,在PI控制器基础上增加了归一化输入速率控制,提出了一种适应网络环境动态变化的AQM算法——PI-R(proportional-integral-rate)控制器.理论分析和仿真实验证明,PI-R控制器在保证队长稳定和链路利用率的同时实现了对网络状态变化的快速响应,也可以提高缓冲区利用率.