反向散射NOMA赋能的混合多播-单播协作传输方案

针对协作中继通信系统频谱效率低和链路利用率低的问题,面向多播、单播业务共存场景,该文提出一种反向散射NOMA赋能的混合多播-单播协作传输方案。机会式选择一个多播用户作为协作节点,将其接收信号的一部分功率用于自身解码,剩余功率反向散射以增强其余用户的接收质量。为提升系统性能,通过联合优化基站功率分配系数、协作用户反向散射系数和协作节点选择变量,在保障多播服务质量的前提下,实现单播用户最小可达速率的最大化。为解决上述高度非凸联合优化问题,该文设计一种协作用户选择准则并提出了一种迭代算法来获取原问题的最优解。仿真结果验证了所提迭代算法的快速收敛性,相较于传统非协作传输方案,所提方案可将单播用户最小可达速率提升11.5%,有效保证多业务服务质量。

基于延迟和抖动感知的多播服务功能树嵌入算法

针对软件定义网络/网络功能虚拟化(SDN/NFV)架构中,多播请求流(MRs)需满足严格时延和抖动约束下遍历由多个虚拟网络功能(VNFs)依序组成的服务功能树(SFT)问题。该文提出一种基于最优链路选择函数进行深度优先搜索构建SFT的路由算法。首先,提出网络资源相对成本函数,以保证网络负载自动均衡。其次,联合考虑网络资源、VNF动态放置及多播流延迟和抖动约束,构建SFT动态嵌入问题的整数线性规划模型(ILP)。最后,针对该NP难问题,设计辅助边权图和最优链路选择函数进行路由路径选择,并以最小化资源消耗成本为目标提出具有延迟和抖动感知的SFT嵌入算法(SFT-EA)。仿真结果表明,SFT-EA在吞吐量,流接受率和网络负载均衡方面具有更好的性能。

面向多播行协同作业的精量播种监测系统研究

针对传统的气吸式播种机在作业过程中常常因导种管堵塞、种箱缺种以及机械故障造成的漏播、重播等现象,设计并开发一套支持12条播行协同作业的精量播种监测系统。该系统包括红外光电监测单元、车速监测单元、控制器单元、中控仪表单元以及故障报警单元的设计。试验结果表明,所设计的监测系统可以实时监控12条播种行的协同作业情况,当出现漏播、重播现象时能够及时、准确地识别播种行行号并进行故障报警,报警成功率达到100%,且平均响应时间在0.5 s以内。且在4~12 km/h的正常作业速度下,系统对不同体积大小的农作物种粒播种数量监测精度平均值超过98.5%。能够实现对多路播行同时作业的实时监测需求,对提高播种质量、降低生产成本具有重要意义。

多信源多播网络编码问题的信息率区域刻画

该文研究多信源多播网络编码问题,其中每个信宿节点都希望正确解码由多个信源节点所生成的信源消息.对于该问题,率区域定义为平均使用一次网络时,信源节点可以将信源消息多播至所有信宿节点的码率元组所形成的集合.该文完全刻画了多信源多播网络编码问题的率区域,并且研究了码的构造.首先证明了对于信源节点集的任意子集,其码率和的上界为该子集到所有信宿节点的最小割容量的最小值.使用变换方法进一步发展了向量线性网络编码的系统构造.这种码的构造方式适用于任何可行的码率元组.基于已得到的率区域的外界以及码的构造,完整刻画出任意多信源多播网络编码问题的率区域.

智能反射面使能认知多播鲁棒波束赋形设计

针对智能反射面使能认知多播系统波束赋形设计面临不精确信道状态信息的问题,提出一种联合认知基站主动与IRS被动波束赋形的鲁棒优化方法。先利用连续凸近似方法、S-procedure和舒尔补引理处理不精确CSI导致的非凸约束,再利用交替优化解耦决策变量,进而提出基于交替优化和罚凸凹过程的次优方法。仿真结果表明所提算法收敛快,在信道估计存在一定误差时仍可用以部署IRS并显著提高认知多播网络性能。

5G NR多播广播关键技术及部署方案研究

鉴于IPTV、群组通信以及车联网多播/广播等业务不断增长的需求,5G网络中引入了基于新空口(newradio,NR)的5G多播/广播业务(Multicast/BroadcastService,MBS)技术。本文首先介绍了5G MBS多播/广播网络架构,引入了MB-SMF、MB-UPF、MBSF、MBSTF网元;接着从网元选择、部署方式、容灾方式等多角度对部署方案进行了分析,并给出了建议;最后对多播/广播业务引入给出了建议。

无人机辅助智能交通系统中面向视频多播的资源优化

在智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)中,实时交通视频可以辅助网联车做出更理智的决策。然而,由于车载传感器位置和数量的限制,车辆无法全面掌握交通环境,不利于行车安全;此外,当多个车辆用户请求相同的视频内容时,传统的单播传输模式存在效率低下的问题。为了解决这些问题,基于非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)和可伸缩视频编码(Scalable Video Coding,SVC)技术,提出了一种无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)辅助ITS的交通视频多播方案。通过联合优化车辆分组和功率分配策略,最大化车辆接收的长期视频质量。将该优化问题建模为一个马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP),并采用Soft Actor-Critic(SAC)算法来求解。大量仿真结果表明,该算法具有很强的探索能力,而且收益性能优于传统Actor-Critic(AC)算法。

一种协同进化的无线传感器网络多播路由算法

物联网促进了无线传感器网络的发展,同时对无线传感器网络在能量损耗和通信质量保证等方面的性能也提出更高的要求.本文提出一个基于多目标协同进化的多播路由算法(CCMRA)来解决同时优化功耗、时延和丢包率3个目标的无线传感器网络多播路由问题.CCMRA算法的种群个体是目标传感器网络其中一颗多播树,将种群分成两个子种群LP和GP,它们针对不同的最优多播树结构分别采用Local操作和Global操作策略生成下一代多播树种群个体,利用竞争性协同进化机制在两个子种群之间通过选择和融合交换种群之间的信息,经过逐代进化最终得到最优的多播树.上述种群内部和种群之间的协同进化机制,增加了种群多样性和随机性,从而提高算法的搜索能力,使算法能够跳出局部最优,获得良好的收敛精度和速度.本文采用8种不同复杂程度的无线传感器网络场景,引入3种对比算法.实验表明CCMRA在功耗、时延和丢包率3个指标上表现出优良的性能.同时在超体积、反向世代距离和世代距离等多目标指标上的表现也优于对比算法,进一步验证CCMRA算法在收敛性和多样性保持上具有竞争力.

面向蜂窝网络的D2D多播通信的分簇和中继选择方法

传统蜂窝网络中,信道衰减的随机性和不确定性导致小区边缘用户的接收性能很差,尤其是面向视频传输等速率要求较高时其弊端更加凸显。D2D通信因其配置灵活性可作为传统蜂窝网络架构的有利补充,能有效改善边缘用户的性能。该文针对D2D通信的多播传输,分析了系统最小时延成本下的中继数量和分簇算法,提出一种基于分簇和中继选择的低时延D2D多播方案。该方案可以自适应选择多播重传中的中继的数量和中继节点到基站的距离,同时给出最优的带宽资源分配机制。仿真结果表明,与其他方案相比,所提方法能有效减少系统时延,提高边缘用户体验和系统性能。

基于可信计算的多播网络编码匿名通信方法研究

为了保证通信的安全性与隐蔽性,匿名通信系统得到广泛应用,但是也存在被恶意用户攻击的风险,于是提出基于可信计算的多播网络编码匿名通信方法。首先建立包含访问请求者、策略决定点、策略执行点的可信计算的连接体系,并且利用增加完整性的度量层,对网络终端进行完整性和安全性的鉴定与认证,通过建立匿名链路的方式在可信计算网络服务器中下载全部的节点信息。然后利用网络编码的混淆特性保护通信的匿名性,使信息发送者和接收者的信息不被泄露。根据匿名实现的机制增加了网络信息的传播量,并通过匿名度这一评价指标对系统的匿名程度进行评价。最后利用空间向量的方法来实现匿名多播编码,以多播的形式来发送各个数据包到目的节点,为了降低数据包的重传次数、提高吞吐量,将网络数据包以多播的行式来发送给接收者,接收者再对其进行解码。实验结果表明,采用所提方法可以对恶意节点进行很好地识别,吞吐量性能和分组投递率较高,还具有较高的安全性,可以很好地解决网络匿名通信系统的安全问题。

支持多个多播组业务的多中继协作NOMA系统中断性能研究

提出在协作非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)系统中使用多中继方案支持主用户和多个多播组业务。考虑在瑞利信道下,从每个多播组中选出信道条件最好的次级用户作为中继节点协助解码转发目标单播主用户的信号,在主用户处使用最大比合并(maximum ratio combining,MRC)技术以提升信干噪比(signal to interference and noise ratio,SINR)。分别对全双工和半双工模式下应用多中继同时转发(multi-relay simultaneous forwarding,MRSF)和最优中继转发(optimal relay forwarding,ORF)两种策略的主用户中断概率进行理论分析并通过蒙特卡洛仿真验证。结果显示,全双工对半双工中继具有性能优势,并发现对相同个数多播组,MRSF策略相比ORF策略可有效提升单播主用户的中断性能且随多播组个数增加变得更显著。

面向NOMA视频多播的缓存和频谱分配

为提高用户接收视频的质量,提出一种面向NOMA无线视频多播的分层内容缓存和频谱分配框架。该框架综合考虑缓存资源、功率资源和带宽资源的联合分配,目的是在多维资源约束下,最大化多播组内用户的整体视频接收质量。将频谱分配和分层视频缓存建模为一个混合整数线性规划问题。在此基础上,将该优化问题解耦为组内频谱约束和缓存约束的资源分配子问题。设计基于动态规划的频谱分配算法和多播组内分层内容缓存算法。仿真结果表明,提出方案在资源利用率和视频接收质量等方面优于现有的方法。

5G多播广播技术研究

本文对5G多播广播技术进行了总体概述,分析了适用于5G多播广播技术的网络架构、协议栈架构及组调度机制,并在此基础上分别对5G多播和广播的关键技术进行了重点剖析,主要包括会话管理、配置流程、业务的连续性、对于载波聚合的支持、非连续接收机制等方面。同时,对5G多播广播技术未来的技术演进方向进行了展望。

工业视频监控系统多播和单播的应用

本文分析了基于不同网络拓扑结构的单播多播应用,并结合试验进行了验证。本研究的主要结论在于:当网络节点数量不断增加时,多播算法的性能要优于单播算法,并且多播算法可以实现更低的网络带宽占用率。

基于流水线计算的3D NoC测试规划研究

为了提高三维片上网络(3D NoC)资源内核的测试效率,提出一种在功耗约束条件下多播流水线并行测试同构核与单播测试异构核相结合的方法对IP核进行测试。为了减少测试数据因资源冲突而进行等待的时间,设计一种改进XYZ路由算法,并采用改进人工蜂群(ABC)算法求解最佳测试规划方案。以国际标准电路测试集ITC'02作为实验对象,结果表明,测试时间最大优化率达到15.45%,与其他测试规划方法相比该文方法能有效地提高并行测试效率。

动态QoS多播路由协议

本文主要研讨了具有QoS约束的动态多播路由问题 .文中描述了一种适用于QoS多播路由的网络模型 ,提出了一种动态QoS多播路由协议 (DQMRP) ,该协议能操作在单播路由协议的顶层 ,它只要求网络链路 (或节点 )的局部状态信息 ,不需要维护全局状态信息 .DQMRP可有效地减少构造一棵多播树的开销 ,多播组成员可动态地加入/退出多播会晤 .该协议可搜索多条可行树枝 ,并能选择一条最优 (或近优 )树枝将新成员连接到多播树 .文中给出了DQMRP的正确性证明和复杂性分析 ,并通过仿真实验验证了该协议的可用性和有效性 .

一种新的QoS覆盖多播路由协议的研究

研究了QoS覆盖多播路由问题,对度约束模型进行扩展,提出了一个新的支持QoS路由的覆盖多播网络模型.基于此模型,提出了一个新的QoS覆盖多播路由协议———QoS覆盖多播树协议(QOMTP).该协议采用分布式和树优先的策略,使多播组成员之间能自组织地构建一棵基于源的、满足QoS约束的覆盖多播树.该协议采用了一种新的启发式局部优化算法,通过调节启发因子,能灵活地在延时和带宽之间进行均衡.仿真实验表明,采用按请求带宽转发媒体流,并选择适当的启发因子,QOMTP协议能减少多播树上节点的网络资源占用量,同时获得较高的节点接纳率和较好的动态适应性,从而证明了该协议机制及其算法的有效性.

移动Ad Hoc网络多播路由协议的研究进展

移动AdHoc网络是一个自组织、移动节点通过无线链路组成的动态拓扑变化的网络.由于网络规模小、无基础设施、构建迅速等特点,从而广泛用于紧急事件、军事和民用领域以及多媒体应用等.随着网络应用规模的增长,在移动AdHoc网络中支持多播路由成为网络领域中一类重要的研究课题.该文综述了移动AdHoc网络多播路由方面的一些最新工作,论述了设计移动AdHoc网络多播路由协议的特性、问题和技术,详细描述和比较了目前典型的移动AdHoc网络多播路由协议,为进一步的应用和研究提出了新的课题.

一种网络编码的多播路由算法

提出一种基于网络编码的新多播路由算法,该算法借助Dijkstra约简网络搜索源节点到各接收节点的路径族,并在搜索过程中考虑不同路径族之间链路的共享,以降低带宽资源消耗,改善链路负载均衡,提高了网络性能.仿真验证了算法的有效性,而且其性能逼近基于网络编码的最小费用多播算法.最后,数学分析表明该算法节约了40%左右的计算量.

基于遗传算法的应用层多播路由方案

通过分析应用层多播树的路由约束,定义了3个适值函数,分别考察应用层多播树在开销、平衡和网络层业务量均衡3方面的性能,并根据生成的总适值函数进行遗传算法操作.仿真结果表明,与基于几何规则的应用层路由算法比较,本文提出的算法对多播树的3方面性能都有所优化,树的平衡和网络层业务量均衡性能的优化程度尤为明显.