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面向能量受限工业物联网设备的联邦学习资源管理

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通信学报 2022年第8期43卷 65-77页

作者：范绍帅吴剑波田辉北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

针对工业物联网联邦学习网络中由设备电池能量有限导致的设备失效、训练中断等问题,并考虑到无线资源受限的影响,提出一种动态的多维资源联合管理算法。首先,以最大化固定训练时间学习精度为目标,将优化问题解耦为相互依赖的电池能量分... 详细信息

针对工业物联网联邦学习网络中由设备电池能量有限导致的设备失效、训练中断等问题,并考虑到无线资源受限的影响,提出一种动态的多维资源联合管理算法。首先,以最大化固定训练时间学习精度为目标,将优化问题解耦为相互依赖的电池能量分配子问题、设备资源分配子问题和通信资源分配子问题。其次,基于粒子群优化算法求解能耗预算下设备传输和计算资源分配策略。再次,提出资源块迭代匹配算法求解出最佳通信资源分配策略。最后,提出在线能量分配算法动态调整设备能量分配策略。仿真结果表明,与基准算法相比,所提算法能够提高模型学习精度,在能源不足场景下性能优势更明显。

关键词：联邦学习电池供电资源分配学习效率

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基于载波相位的高精度室内快速定位算法

通信学报 2022年第1期43卷 172-181页

作者：范绍帅荣志强田辉李立华北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

为了提高室内无线环境下定位的精度以及位置解算的速度,提出了一种基于载波相位的高精度室内快速定位算法。该算法通过引入参考终端,利用待定位终端和参考终端载波相位测量值间的双重差分完全消除了设备间钟差对定位算法精度的影响。利... 详细信息

为了提高室内无线环境下定位的精度以及位置解算的速度,提出了一种基于载波相位的高精度室内快速定位算法。该算法通过引入参考终端,利用待定位终端和参考终端载波相位测量值间的双重差分完全消除了设备间钟差对定位算法精度的影响。利用锁相环不失锁期间整周模糊度不变的特性,设计了一种基于多时间点测量数据的整周模糊度迭代解算算法,实现了整周模糊度的快速解算。在解算出整周模糊度后,利用精确的载波相位差分测量值可以实现待定位终端的高精度定位。仿真结果表明,所提定位算法可以完全克服钟差对定位性能的影响,并且能够在极少的采样时间点上实现厘米级的定位精度。

关键词：无线定位载波相位时钟偏差整周模糊度

基于负载均衡的异构无线网络智能接入选择方法研究

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基于负载均衡的异构无线网络智能接入选择方法研究

作者：范绍帅吉林大学

学位级别：硕士

下一代无线网络将是能融合多种无线接入技术来支持用户的无缝移动性，并为移动用户提供高速无线连接的异构无线网络。在异构无线网络中，通过对各无线网络进行联合无线资源管理能够降低网络资源分配的不均衡性并能提高无线资源利用率。... 详细信息

下一代无线网络将是能融合多种无线接入技术来支持用户的无缝移动性，并为移动用户提供高速无线连接的异构无线网络。在异构无线网络中，通过对各无线网络进行联合无线资源管理能够降低网络资源分配的不均衡性并能提高无线资源利用率。因此，研究在异构无线网络环境下用户如何选择合适的网络进行接入，对于提高用户感知、避免网络拥塞和达到网络间的负载均衡具有重要的意义。随着无线通信技术的发展，由于系统的异构性和对多业务的支持，使得系统负载的不确定和动态特性非常突出。这便使得具有不需建立准确的系统数学模型、能够简化对不确定和动态变化系统的控制等优势的模糊逻辑及神经网络等人工智能技术在异构无线网络资源管理方面具有非常广阔的应用发展空间。本文针对异构无线网络现有的基于模糊逻辑及神经网络的接入选择方法未能合理考虑网络负载状况的问题，提出了一种基于径向基函数模糊神经网络的接入选择方法（RBF-FNN）。该方法考虑了网络的已占用资源数及用户的信号强度，并结合预判决预处理过程降低了算法开销。模糊神经网络的参数强化学习调整过程以可接入网络的接入阻塞率相等为目标，使该算法对网络负载程度具有很好的动态适应性，并实现了智能化的接入判决。算法仿真结果表明，该方法能有效均衡异构无线网络间的负载，保障业务的QoS，并且相对于负载均衡算法（MLB算法）降低了网络的接入阻塞率。为了降低算法复杂度，本文提出了一种基于PSO（粒子群优化）模糊神经元的接入选择方法。该方法设计了一个模糊神经元并将其作为接入判决控制器的主体，并结合具有全局寻优能力的PSO算法对模糊神经元的参数初值进行设定，以提高参数学习调整速度及算法精度。由于PSO模糊神经元结构简单，在接入选择过程中减少了一定的计算量，算法复杂度得以降低。仿真结果表明PSO模糊神经元算法与RBF-FNN算法性能相仿，接入阻塞率、丢包率及平均负载均衡程度等指标相近，两种算法性能指标均优于MLB算法。PSO模糊神经元算法在有效降低计算复杂度的同时仍保证了算法的性能及实用性。本文的研究工作和成果为基于负载均衡的异构无线网络接入选择算法的研究提供了参考。

关键词：异构无线网络接入选择负载均衡模糊逻辑神经网络

基于PSO模糊神经元的异构无线网络接入选择

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北京邮电大学学报 2011年第2期34卷 58-62页

作者：石文孝范绍帅王柟赵嵩吉林大学通信工程学院长春130012

采用模糊逻辑和神经网络技术进行异构无线网络接入选择的方法未合理考虑网络负载状况,为此提出一种对网络负载具有很好动态适应性的基于粒子群优化(PSO)模糊神经元的接入选择方法.该方法将可接入网络的接入阻塞率相等作为模糊神经元参... 详细信息

采用模糊逻辑和神经网络技术进行异构无线网络接入选择的方法未合理考虑网络负载状况,为此提出一种对网络负载具有很好动态适应性的基于粒子群优化(PSO)模糊神经元的接入选择方法.该方法将可接入网络的接入阻塞率相等作为模糊神经元参数学习的目标,并结合具有全局寻优能力的PSO算法设定参数初值,提高了参数学习精度.仿真结果表明,该方法能有效实现网络间负载均衡,相对于最大负载均衡算法可降低网络的接入阻塞率.

关键词：异构无线网络接入选择模糊神经元粒子群优化负载均衡

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用于慢速动态信道分配的热点小区簇衍生算法

通信学报 2009年第11期30卷 135-140页

作者：石文孝金涛迟学芬范绍帅吉林大学通信工程学院吉林长春130012

针对TD-SCDMA系统现有慢速动态信道分配算法的不足,提出了一种热点小区簇衍生算法。该算法通过热点小区不断衍生的方式形成多小区系统模型,解决了热点小区簇的判别和扩展问题,提高了系统容量。仿真结果表明:热点小区簇衍生算法适用于不... 详细信息

针对TD-SCDMA系统现有慢速动态信道分配算法的不足,提出了一种热点小区簇衍生算法。该算法通过热点小区不断衍生的方式形成多小区系统模型,解决了热点小区簇的判别和扩展问题,提高了系统容量。仿真结果表明:热点小区簇衍生算法适用于不同的业务分布模型,相对于热点小区算法,系统资源利用率提高了3.8%。

关键词： TD—SCDMA 动态信道分配小区簇资源利用率

面向无人机雷达通信一体化系统的轨迹与资源联合优化

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通信学报 2021年第11期42卷 182-192页

作者：范绍帅王煜菲田辉 Jie Zhang 史金鑫北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876 英国谢菲尔德大学电子与电气工程系谢菲尔德S102TN 中国人民解放军32683部队辽宁沈阳110000

针对灵活高效的区域探测和数据回传任务,研究了时分复用模式下无人机雷达通信一体化系统(IRCS)的时间资源分配、功率资源分配和无人机轨迹的联合优化问题,以达到最大化系统雷达探测链路和通信传输链路的加权总容量的目的。为解决该非凸... 详细信息

针对灵活高效的区域探测和数据回传任务,研究了时分复用模式下无人机雷达通信一体化系统(IRCS)的时间资源分配、功率资源分配和无人机轨迹的联合优化问题,以达到最大化系统雷达探测链路和通信传输链路的加权总容量的目的。为解决该非凸优化问题,采用了块坐标下降(BCD)算法及逐次凸逼近(SCP)技术,迭代优化时间资源分配、功率资源分配和无人机轨迹。仿真结果表明,所提方案可以得到收敛解,并且可以有效提升系统容量。

关键词：雷达通信一体化系统无人机资源分配轨迹设计系统容量

基于模糊神经网络的异构无线网络接入选择算法

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通信学报 2010年第9期31卷 151-156页

作者：石文孝范绍帅王柟夏传军吉林大学通信工程学院吉林长春130012

针对现有异构无线网络基于模糊逻辑及神经网络的接入选择方法未能合理考虑网络负载状况的问题,提出一种基于RBF(径向基函数)模糊神经网络的接入选择方法。该方法以可接入网络的接入阻塞率相等为模糊神经网络参数强化学习的目标,对网络... 详细信息

针对现有异构无线网络基于模糊逻辑及神经网络的接入选择方法未能合理考虑网络负载状况的问题,提出一种基于RBF(径向基函数)模糊神经网络的接入选择方法。该方法以可接入网络的接入阻塞率相等为模糊神经网络参数强化学习的目标,对网络负载程度具有很好的动态适应性,实现了智能化的接入判决。仿真结果表明,该方法能有效均衡异构无线网络间的负载,保障实时与非实时业务的QoS,并且相对于负载均衡算法(MLB算法)降低了网络的接入阻塞率。

关键词：异构无线网络接入选择模糊神经网络负载均衡

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基于时变钟差消除的室内载波相位定位算法

通信学报 2021年第9期42卷 165-172页

作者：范绍帅荣志强田辉李立华秦晓琦北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

针对室内无线环境下传统定位算法定位精度不高以及系统时钟不同步影响定位精度等问题,提出一种基于三差分载波相位测量与到达时间差(TDoA)融合的三维定位算法。考虑到无线接入点之间存在的时变钟差会导致定位精度变低,所提算法结合参考... 详细信息

针对室内无线环境下传统定位算法定位精度不高以及系统时钟不同步影响定位精度等问题,提出一种基于三差分载波相位测量与到达时间差(TDoA)融合的三维定位算法。考虑到无线接入点之间存在的时变钟差会导致定位精度变低,所提算法结合参考终端测量来消除时变钟差的影响,基于三差分载波相位测量进行相对位置的精确估计,并将其与具有无偏性的差分TDoA定位结果进行融合粗估计。进一步通过泰勒展开方法对载波相位观测方程线性化,并通过解算整周模糊度实现更高精度的定位。仿真结果表明,所提算法可以克服时变钟差对定位性能的影响,并能在短时间内完成整周模糊度解算,最终可实现高精度定位。

关键词：无线定位载波相位时钟偏差融合定位整周模糊度

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基于多目标决策的异构无线网络接入选择算法

吉林大学学报（工学版） 2011年第3期41卷 795-799页

作者：石文孝赵嵩范绍帅孙超吉林大学通信工程学院长春130012

针对异构无线网络基于负载均衡的接入选择算法判决因素不够全面的问题,提出了一种基于多目标决策(Multi-objective decision making,MODM)的接入选择算法。该算法在满足多因素判决、动态适用性的基础上,采用五级标度法和信息熵法确定接... 详细信息

针对异构无线网络基于负载均衡的接入选择算法判决因素不够全面的问题,提出了一种基于多目标决策(Multi-objective decision making,MODM)的接入选择算法。该算法在满足多因素判决、动态适用性的基础上,采用五级标度法和信息熵法确定接入判决指标的主、客观权重,并通过最小二乘法对主、客观权重进行折中选择,判决过程兼顾了网络状态和用户偏好,提高了判决准确性和实用性。仿真结果表明:该算法相对于负载均衡算法,降低了分组业务阻塞率和丢包率,提高了用户满意度。

关键词：通信技术多目标决策最小二乘法信息熵