区块链研究综述

区块链技术伴随着数字货币比特币产生,是一个具有全网一致性共识、去中心化、可编程和安全防篡改等特点的分布式数据账本,目前在数字金融货币领域的应用最为广泛。区块链技术的不断发展和更新,为其与更多领域的融合提供了可能性,可构建不同的可编程行业区块链系统。面向未来区块链技术的发展,介绍区块链技术的背景和基本框架,详细讨论区块链的关键技术:共识机制、智能合约以及安全隐私问题,研究区块链技术与5G、物联网和边缘计算的融合。对区块链技术的研究进展进行概括,重点关注跨链技术和可扩展性问题,并分析未来区块链物联网系统的发展方向。

协作通信系统中能效优化的中继分配算法

在协作通信系统中,中继节点的合理分配对于系统性能提升具有重要的意义。然而,现有的方法往往只从系统容量最大化或者功率最小化单方面研究中继节点分配,缺乏对两者的综合考虑以致最终的中继分配结果不是最优。通过对基于能效(容量/发送功率)的中继分配进行研究,提出一种能效最大化为目标的中继分配算法(EERAA)。该算法首先优化各协作链路能效,然后通过最大权重匹配方法为各源移动终端进行中继节点的分配,从而有效地提高系统能效。经仿真验证,该算法跟现有的算法相比,能得到更高的系统能效。

无线网络虚拟化中资源共享的功率分配算法

针对传统无线网络中功率不能动态分配共享的问题,采用无线网络虚拟化,设计了一种基于博弈的两阶段功率分配方法(G2SPA,game theory based two steps power allocation scheme for wireless network virtualization),首先利用买卖博弈模拟了服务提供商(SP,service provide)和移动用户(MUE,mobile user equipment)之间的相互影响,提出了基于斯坦博格均衡(SE,stackelberg equilibrium)的报价策略。然后,利用拍卖理论对空闲下行功率资源进行再分配,采取Mc Afee机制保证拍卖的诚实性。通过仿真实验证明G2SPA算法的正确性和有效性。

无线网络虚拟化中的映射算法研究

无线网络虚拟化技术是5G研究的热点,其中虚拟网络映射问题是关键技术之一。对无线网络虚拟化映射问题进行介绍,针对现有映射算法不能完全适应网络动态变化的不足,以最小化映射成本为目标,提出一种新的网络中带宽和功率资源的联合映射算法(WVNEA-JBP,wireless virtual network embedding algorithm based on joint bandwidth and power),同时考虑无线链路之间的干扰对映射性能的影响和路径分离。实验结果表明,该算法在实现资源高效利用的同时,提高了无线虚拟网络映射成功的概率。

考虑竞争的纳什均衡协作通信传输策略

在协作通信中,业务流通过空闲中继节点进行数据包的转发,可以有效地提高传输速率,提升无线网络的性能.因此,大量的中继节点选取算法相继被提出.然而,现有的研究算法大部分只从中继节点带来的有利因素(例如数据包传输速率提升)出发,而忽略了业务流在同一中继节点的相互竞争,从而导致直传传输中不存在的等待回退时延,对系统性能产生了负面影响.为此,笔者考虑中继节点带来的有利因素和负面影响,引入博弈论提出了一种基于纳什均衡的协作通信传输策略(Nash Equilibrium Cooperative Transmission Strategy,NECTS).该传输策略能在保证各个业务流收益的同时最大化系统性能,进而有效提升系统吞吐量.仿真实验表明,NECTS能在利用协作通信优势的同时,避免不必要的竞争.因此,其性能优于现有方法的性能.

ad hoc云环境中分布式博弈卸载策略

提出一种ad hoc移动云计算方案,即移动设备通过分享邻近设备的闲置资源,将任务卸载至邻近设备协助处理。主要关注是否进行卸载,如何选取合适的卸载目标设备,以及如何分配任务的问题。以上问题使用博弈方法进行定义,并使用分布式算法逼近最优结果。仿真结果证明了该方法的正确性与有效性。

基于最大收益的无线虚拟网络重映射算法

针对无线环境的动态性及虚拟网络请求到达与离开的随机性,使得物理网络负载分布不均衡,导致后续请求的接受率降低的问题,提出一种无线网络虚拟化中的两阶段重映射算法(two stages reconfiguration scheme for wireless network virtualization,TR-WNV)。该算法通过第1个阶段选出合适的虚拟网络进行重映射,接着在第2个阶段按照优先级对已选出的虚拟网络进行重映射,并根据离散度来判断每次映射效果。最后,通过仿真对算法进行验证,结果表明该算法在保证虚拟网络请求收益最大化同时,有效提高了虚拟网络请求接受率,实现整个底层网络的负载分布均衡。

SPI控制器的ASIC设计与实现

介绍了SPI控制器的基本原理,详细阐述了该控制器的设计思路,重点介绍了主控模块和收发模块的架构。在用Verilog语言实现整个设计的基础上,运用ModelSim进行了功能仿真,利用SMIC 0.13μm工艺库和SYNOPSYS的Design Compiler对其综合。经过FPGA验证,确保该控制器作为一个独立的IP核可嵌入到ASIC系统中。

基于信道分配的多跳认知无线电网络路由算法

现有认知无线电网络中路由算法没有综合考虑主用户的到达率和认知用户竞争使用信道对网络性能的影响。针对上述问题,结合认知无线电网络频谱动态变化的特性,提出一种基于信道分配的多跳认知无线电网络路由算法(multi-hop cognitive routing basedan channel allocation,MCRC)。MCRC算法先得到最大化总吞吐量的全局信道分配,然后考虑主用户使用授权信道的概率和认知用户竞争使用信道的概率,得到认知用户使用某个信道的概率,最后以信道的有效传输时延作为选路标准,根据Dijkstra算法选择最小时延的路径。性能评估结果表明,MCRC明显地减小了平均端到端时延,极大地提高了平均端到端吞吐量。

LTE-A中继网络中基于小区间干扰协调的分布式资源分配

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。

无线网络协作MAC机制

协作通信利用空闲节点的天线,构成虚拟的MIMO(multiple-input multiple-output)系统,从而对抗无线信道衰落,获取分集增益.协作通信是下一代无线移动网络的关键技术,也是近几年的一个研究热点.目前,已有的研究成果大多集中在如何根据信道状态选取合适的协作节点,以增加信道容量、减低能量消耗及减小中断概率等方面.但由于协作通信改变了以往的传统通信模式,因此需要设计新的MAC(medium access control)机制(协作MAC机制),以适应协作通信的特点.针对协作MAC机制进行综述,重点讨论了协作通信中MAC机制面临的问题,并对现有的协作MAC机制进行分析和比较,最后给出协作MAC的进一步的研究方向.

OFDM中继系统中能效优化的资源联合分配算法

在协作正交频分复用系统中,合理的资源分配对于提高系统性能具有重要的意义。针对中继、子载波和功率的联合分配,对最大化系统能效为目标的分配算法进行研究,提出了一个最低容量限制下的最大能效次优化资源联合分配算法(JRAA,joint resource allocation algorithm)。该算法使用冲突图表示系统资源冲突关系,根据冲突图的最大独立集结果进行资源分配。经过仿真验证,该资源分配算法实现了中继一子载波和功率的联合分配,在能效性能方面优于现有的算法。

绿色节能的分布式中继分配算法

中继协作传输不仅能在单天线情况下实现空间分集增益,而且不用提高发送功率,就能获得更大的传输速率,从而提升能效达到绿色节能的目的.协作通信的性能与中继节点分配有着密切关系,因此,如何分配中继节点成为一个研究热点.然而,现存的研究方法中大部分只关注分配节点带来的能效增益,忽略了采取协作后中继节点带来的干扰.为此,笔者综合考虑协作带来的增益与干扰,提出一种分布式中继节点分配算法(Distributed Relay Node Assignment Method,DRNAM),从而更合理地选择中继节点,有效地提升能效.仿真实验表明,DRNAM在固定的传输功率情况下,能明显提升系统性能.

基于软件定义网络的WLAN架构及负载均衡切换

软件定义网络将控制平面与数据转发平面进行分离,并提供开放的编程接口,实现网络的可编程化控制,极大地提高了网络管理的灵活性。在传统无线局域网中,终端通常依据信号强度选择接入点,这一机制往往会造成网络资源利用率低及接入点负载不均衡的问题。提出基于软件定义网络技术的无线局域网架构及一种负载均衡切换策略,利用控制器的全局视角与集中管控能力实现对接入点的实时监测,分析其状态信息并计算权值,由控制器根据负载情况向接入点下发流表,完成对网络的管理。硬件和计算机仿真平台实验表明,与传统的无线局域网架构相比,该方案有效提高了网络的资源利用率,平衡了接入点的负载,降低了数据在终端切换过程中的传输时延,提高了网络的性能。

无线网络中基于网络编码的重传机制

鉴于目前网络编码在单跳无线网络重传中的应用研究都是基于单发-多收场景的局限性,提出一种应用于多发-多收无线网络中的重传机制NCWRM。该重传机制中,网络节点既可以是发送方也可以是接收方,节点发送的数据包在直传和第一次重传中都失败后,第二次重传时广播发送由多个丢失数据包编码组合得到的编码包。多个接收方通过解码编码包得到丢失的数据包,从而实现一次重传获得多个丢失的数据包,可以有效提高重传效率。理论分析和仿真结果表明,NCWRM算法能够明显提高系统的饱和吞吐量,同时减小开销及丢包率。

基于博弈的LTE负载均衡算法研究

针对LTE网络中小区之间负载不均衡的问题,提出了一种结合经济学中的博弈理论的解决方案。通过将博弈理论中的拍卖模型引入到LTE系统模型中,建立竞拍双方的效用函数,求出均衡解最大化其效用函数,从而合理地调整切换参数将热点小区的负载转移到目标小区。仿真结果证明了该算法的有效性,该方案可以合理有效地解决小区间负载不均衡问题、优化网络资源和提高资源利用率。

一种新的协作的路由协议:C-DSR

近年来,协作通信在物理层和MAC层的优势已得到充分的研究,然而其在高层如网络层的研究较少。主要研究如何将协作通信的优势应用于网络层,通过对DSR路由协议的修改,提出了一种C-DSR路由协议。C-DSR路由协议通过协作来优化传输路径上的瓶颈链路,从而改善整个传输路径的性能。在NS2上的仿真结果表明,C-DSR路由协议比DSR路由协议和全路径协作的路由协议具有更好的性能。

DTN中一种基于分离时间的改进路由算法

提出一种DTN中基于分离时间的副本受限的路由协议——EPI-T。EPI-T基于传染路由思想,根据历史路由信息进行路由选择,限制信息的洪泛范围,节约了网络资源。仿真分析结果表明,新协议提高了交付率和降低了时延。

认知无线电网络频谱动态变化实时路由算法

针对认知无线电网络中传统路由协议存在的缺陷,提出了一种频谱动态变化实时路由算法(DSVR)。该算法在频谱动态变化过程中,利用马尔可夫状态转移,及时调整路由,在一定程度上对网络中的优质资源进行充分使用,且能获得更低的传输时延。最后,仿真结果表明,在信道可用率、可用信道数、节点个数为评估参数下,DSVR比传统路由协议具有更低的端到端平均时延。

区块链赋能泛在可信物联网:架构、技术与挑战

为解决网络安全性、数据可靠性及用户隐私性三大物联网(internet of things,IoT)可信要素问题,利用区块链技术构建泛在可信物联网系统,提出一种面向泛在可信物联网的区块链体系架构。该架构通过分层架构与跨层协同方式,有望突破区块链不可能三角限制,解决区块链技术应用于泛在可信物联网中协议机制不匹配等问题。