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5G室内分布系统规划建模及优化算法

系统仿真学报 2024年第3期36卷 659-672页

作者：曾少达刘海林广东工业大学数学与统计学院广东广州510520

由于5G移动通信技术中的多数新业务包括时代智慧家庭、智能工厂、虚拟现实等等都发生在室内场景,因此如何快速规划建设成本低且功率损耗少的5G网络室内分布系统,对电信运营商来说具有重要的意义。建立了更贴近实际场景下的5G室内分布系... 详细信息

由于5G移动通信技术中的多数新业务包括时代智慧家庭、智能工厂、虚拟现实等等都发生在室内场景,因此如何快速规划建设成本低且功率损耗少的5G网络室内分布系统,对电信运营商来说具有重要的意义。建立了更贴近实际场景下的5G室内分布系统规划数学模型,该模型以最小化部署成本和天线间最大输出信号功率偏差为目标,以满足每个天线的期望输出信号功率为约束,是一个带约束的混合变量多目标优化问题。基于哈夫曼编码思想,提出了适合室分系统结构的编码策略,利用该编码策略在MOEA/D-CM2M算法框架下设计出求解该模型的有效算法,并且能够通过一次运行提供多个规划方案。计算机仿真表明建立的模型与提出的算法十分有效,比两个真实案例的原设计分别节省了8.90%和20.09%的成本。

关键词： 5G 室内分布系统多目标优化天线功率部署成本

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忽米网副总经理杨帆:标识部署成本问题可解 017

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忽米网副总经理杨帆:标识部署成本问题可解

CHAIN:基于重合支配的边缘计算节点放置算法

通信产业报

作者：王改静

忽米网构建的全国首个动摩行业,同时也是重庆首个工业互联网标识解析二级节点平台——忽米沄析也显现出满满的活力,截至目前,标识注册总量突破13亿,解析总量突破10亿,位列西部第一。我国工业互联网标识注册总量已突破千亿大关,远超新三... 详细信息

忽米网构建的全国首个动摩行业,同时也是重庆首个工业互联网标识解析二级节点平台——忽米沄析也显现出满满的活力,截至目前,标识注册总量突破13亿,解析总量突破10亿,位列西部第一。我国工业互联网标识注册总量已突破千亿大关,远超新三年行动计划提出的目标要求,可见企业对标

关键词：标识解析工业互联网标识体系总经理部署成本

来源： cnki报纸评论

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计算机应用 2023年第9期43卷 2812-2818页

作者：赵徐炎崔允贺蒋朝惠钱清申国伟郭春李显超贵州大学计算机科学与技术学院贵阳550025 文本计算与认知智能教育部工程研究中心(贵州大学) 贵阳550025 公共大数据国家重点实验室(贵州大学) 贵阳550025 贵州财经大学信息学院贵阳550025 贵州翔明科技有限责任公司贵阳550000

边缘计算将计算资源部署在离终端用户更近的边缘计算节点,从待选的位置中选择合适的边缘计算节点部署位置能提升边缘计算服务的节点容量以及用户服务质量(QoS)。然而,目前对于如何放置边缘计算节点以降低边缘计算成本的研究较少。此外,... 详细信息

边缘计算将计算资源部署在离终端用户更近的边缘计算节点,从待选的位置中选择合适的边缘计算节点部署位置能提升边缘计算服务的节点容量以及用户服务质量(QoS)。然而,目前对于如何放置边缘计算节点以降低边缘计算成本的研究较少。此外,在边缘服务的时延等QoS因素的约束下,目前尚没有一种边缘计算节点部署算法能最大限度地提高边缘服务的鲁棒性同时最小化边缘节点部署成本。针对上述问题,首先,通过建立计算节点、用户传输时延和鲁棒性的模型将边缘计算节点放置问题转化为带约束条件的最小支配集问题;随后,提出重合支配的概念,基于重合支配衡量网络鲁棒性,设计了基于重合支配的边缘计算节点放置算法——CHAIN(edge server plaCement algoritHm based on overlApping domINation)。仿真实验结果表明,与面向覆盖的近似算法和面向基站的随机算法相比,CHAIN的系统时延降低了50.54%与50.13%。

关键词：边缘计算边缘计算节点放置鲁棒性部署成本重合支配

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部署成本降30%——爱立信推Expander无线方案

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每周电脑报

每周电脑报 2006年第25期 40-40页

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高大空间智能烟感部署优化研究

高大空间智能烟感部署优化研究

作者：方军丽桂林电子科技大学

学位级别：硕士

随着NB-Io T（Narrow band Internet of Things）和智慧城市的发展,传统的消防工作亟需升级转型。在这种趋势下,消与防相融合的智能烟感系统,逐渐成了“智能消防”的重要发展方向。一方面,随着城市化进程的加快,越来越多的消防安全隐患... 详细信息

随着NB-Io T（Narrow band Internet of Things）和智慧城市的发展,传统的消防工作亟需升级转型。在这种趋势下,消与防相融合的智能烟感系统,逐渐成了“智能消防”的重要发展方向。一方面,随着城市化进程的加快,越来越多的消防安全隐患问题被显现出来,尤其是以仓库为代表的火灾隐患场所。这些高大空间环境因结构复杂,呈现出火灾易发、迅速蔓延等特点,是火灾防控的一个难点和热点。另一方面,基于NB-Io T的智能烟感具有部署方便、建设成本低等优势。因此,智能烟感的部署优化也逐渐成为了智能消防研究中的热点问题。以往的研究主要集中在特定监测环境中无线传感器节点的部署优化,关于高大空间智能烟感部署优化的研究相对较少。因此高大空间智能烟感部署优化研究面临着新的需求和挑战。针对上述问题,本文主要研究高大空间环境下智能烟感部署优化问题,主要研究内容如下:第一,本文针对无障碍物场景下的智能烟感部署问题,提出了一种基于改进人工蜂群算法（Improved Artificial Bee Colony,IABC）的部署策略。该策略将智能烟感部署问题建模成多目标优化问题,再采用智能优化算法求解。首先,考虑到智能烟感的特性及高大空间的结构特点,以最小化节点部署成本和最大化智能烟感覆盖率为目标,对智能烟感部署优化问题进行建模。然后,设计了一种基于改进人工蜂群（IABC）的部署策略,通过仿真实验对部署策略的性能进行了验证。仿真实验结果表明,相比于均匀部署,基于改进人工蜂群（IABC）的部署策略能够取得更好的性能,提高覆盖率,降低部署成本。第二,本文针对有障碍物场景下的智能烟感部署问题,提出了一种基于粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）的部署策略。首先,综合考虑高大空间存在障碍物和起火区域的情况,将高大空间划分为高风险区域、中风险区域和低风险区域,并根据风险区域的特点设置相应的起火概率,建立了一个有障碍物的智能烟感部署模型。然后,建立了相关约束条件下的覆盖感知模型和含有两个优化目标的数学模型。最后,基于相关模型提出了一种基于粒子群优化算法（PSO）的部署策略,并通过仿真实验验证了部署策略的性能。实验结果表明,相比于均匀部署策略,基于粒子群优化算法（PSO）的部署策略在提高覆盖精度的同时,能有效地降低部署成本。研究结果为智能烟感在高大空间的规模化部署提供了有价值的理论参考,有利于实际应用的服务商在部署智能烟感节点时保证高质量的覆盖性能、节约部署成本。提升消防安全管理的效率和社会消防安全管理的标准化与智能化。

关键词： NB-IoT智能烟感高大空间部署优化覆盖精度部署成本

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基于支配集的边缘服务器部署算法研究

基于支配集的边缘服务器部署算法研究

作者：赵徐炎贵州大学

学位级别：硕士

云计算的发展和应用使得移动终端设备可以将计算和存储任务转移到云端执行,有效减轻了移动终端设备的计算和存储压力,但由于云端与终端设备距离较远,云计算集中式的处理方式不适合处理移动终端设备的时延敏感型业务。边缘计算通过将计... 详细信息

云计算的发展和应用使得移动终端设备可以将计算和存储任务转移到云端执行,有效减轻了移动终端设备的计算和存储压力,但由于云端与终端设备距离较远,云计算集中式的处理方式不适合处理移动终端设备的时延敏感型业务。边缘计算通过将计算和存储任务推向更靠近终端的网络边缘,缩短业务数据的传输距离,为终端提供低延迟和高带宽服务,有效提升了终端的服务质量(Quality of Service,Qo S)。但边缘端的计算资源通常是有限的,如何在有限的成本下分配边缘计算资源以保证时延敏感型任务的服务质量变得十分困难。合理的部署边缘服务器(Edge Server,ES)可以有效提升移动终端的服务质量,选择合适的边缘服务器放置位置是边缘计算领域的基础问题。传统的边缘服务器部署方法以时延、能耗等因素为目标优化部署效果,但大多没有提高边缘服务的鲁棒性和计算资源的利用率。本文通过分析边缘服务器与终端的对应服务关系,设计了基于重合支配的边缘服务器部署方法-CHAIN。该方法根据边缘服务器部署位置计算重合度,以此衡量边缘服务的鲁棒性,结合最小支配集的概念计算重合支配集合。最后,基于重合度和重合支配集合部署边缘服务器,在服务时延等服务质量因素的约束下,最大化边缘服务鲁棒性的同时使部署成本最小。实验结果表明,CHAIN能够达到更低的服务时延和更少的部署成本。此外,本文通过分析边缘服务器之间的协同关系,对边缘服务器间的协同条件进行了定义,设计了基于协同支配的边缘服务器部署方法-ABOARD。该方法将终端的计算任务划分为不同区间,根据区间内任务的互补关系计算区间协同率,提出了协同支配的概念衡量边缘服务器的资源利用率。最后,基于区间协同率和协同支配计算最优边缘服务器放置位置。实验结果表明,ABOARD通过经济高效的方式在最优位置部署最佳数量的边缘服务器,有效提升了边缘计算服务的用户容量和终端的服务质量。

关键词：边缘计算边缘服务器部署部署成本鲁棒性支配集

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基于唤醒无线电的延迟区分服务路由方案研究

基于唤醒无线电的延迟区分服务路由方案研究

作者：刘晓欢中南大学

学位级别：硕士

基于无线传感器的物联网已经被广泛地部署到各类应用中。低延迟和低通信代价是其主要的关注点。由于配置有唤醒无线电的无线传感器节点增加了唤醒无线电硬件,可使节点一直保持低功率状态监听,并且能够按需地唤醒主无线电进行通信,从而... 详细信息

基于无线传感器的物联网已经被广泛地部署到各类应用中。低延迟和低通信代价是其主要的关注点。由于配置有唤醒无线电的无线传感器节点增加了唤醒无线电硬件,可使节点一直保持低功率状态监听,并且能够按需地唤醒主无线电进行通信,从而能够有效地减少数据路由的延迟。但配置唤醒无线电硬件的节点,因其需要增加硬件而会使得网络部署成本增高。本文发现:(1)网络中只要存在一定比例的唤醒无线电节点,就能够显著地减少数据路由延迟;(2)网络中不同的数据流有着不同的路由延迟需求,从而在不一定都部署唤醒无线电节点的情况下,通过设计好的路由策略使得应用需求仍然能够得到满足。结合以上两个发现,本文提出了一种延迟区分服务路由的方法。该方法可以在满足不同数据的延迟需求的前提下,使得网络中只部署一定比例的唤醒无线电节点,减少网络的部署成本。本文的主要工作如下:(1)提出了一种延迟区分服务路由策略以满足数据路由延迟约束条件下尽量减少需要部署的唤醒无线电节点数量。该策略针对网络中存在延迟需求不同的紧急数据与普通数据的情况,对紧急数据采用立即转发的路由策略以减少延迟,即在中继节点选取时优先选取正在处于工作状态的普通节点,或者选取唤醒无线电节点转发紧急数据以达到低延迟。而对于普通数据,则优先通过普通节点路由。如果超过设定的等待时间仍没有普通节点醒来,再选择唤醒无线电节点进行传输。基于以上区分服务路由策略使得紧急数据与普通数据的延迟都得到满足的同时能够减少所需部署的唤醒无线电节点数量。本文从理论上分析给出了网络中唤醒无线电节点部署比例与延迟的关系,给出了优化的唤醒无线电节点部署策略。理论分析和实验结果表明:所提策略和网络中全部部署唤醒无线电节点的策略相比,能够减少部署唤醒无线电节点数量,减少部署成本,而且数据路由的延迟满足应用的需求。(2)提出了一种优化延迟区分服务路由策略的能耗均衡方法。延迟区分服务路由策略虽然能够减少唤醒无线电节点数量,降低部署成本。然而,经过本文的深入分析发现,之前的策略中唤醒无线电节点与普通节点之间存在能量消耗不均衡的问题。本文针对普通节点承担数据转发量大于唤醒无线电节点的情况,提出的策略为减少发送节点等待普通节点醒来的等待时间,这样会增大普通数据超时的概率,从而增大选择唤醒无线电节点进行数据传输的概率,实现能量消耗均衡的目标;对于唤醒无线电节点能量消耗大于普通节点的情况,通过增大唤醒无线电节点的比例实现能量消耗均衡的目标。实验结果表明,能耗均衡方法能够进一步提高网络性能。图58幅,表16个,参考文献74篇

关键词：物联网区分服务唤醒无线电延迟部署成本

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NFV下面向可靠性的SFC部署研究

NFV下面向可靠性的SFC部署研究

作者：黄书翠石家庄铁道大学

学位级别：硕士

随着网络技术的高速发展,传统的网络架构已无法满足业务需求。网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)作为支撑下一代网络服务的关键性技术,能很好地实现网络功能(Network Function,NF)的动态配置以及服务功能链(Service ... 详细信息

随着网络技术的高速发展,传统的网络架构已无法满足业务需求。网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)作为支撑下一代网络服务的关键性技术,能很好地实现网络功能(Network Function,NF)的动态配置以及服务功能链(Service Function Chain,SFC)的部署,满足不同服务应用在可靠性、灵活管理等方面的差异化需求。与传统的将NF部署在专用设备上的部署方式相比,NFV下SFC的部署利用虚拟化技术将NF部署在商用通用设备上,会带来可靠性下降等问题。在为用户提供服务的过程中,保证网络服务的可靠性尤为重要。本文主要研究工作如下:(1)提出一种部署成本感知的且考虑节点和链路可靠性的SFC冗余备份模型,解决了SFC整体部署可靠性降低和部署成本增加问题。首先基于马尔可夫博弈理论,将SFC部署问题建立为多智能体博弈模型。将强化学习和深度神经网络结合,设计一种基于多智能体双延迟深度确定性策略梯度的SFC可靠部署机制。该部署方法综合考虑节点和链路可靠性,以部署成本最低为优化目标训练学习网络,且该方法能避免训练中动作Q值被过度估计的问题。(2)提出一种多智能体深度强化学习的时延感知可靠SFC并行分流备份模型,解决部署成本增加的问题,同时并行模型有效降低了时延。首先基于马尔可夫博弈理论,将并行服务功能链部署问题建立为多智能体博弈模型。设计一种基于优先经验回放机制MATD3的SFC分流部署机制对SFC进行分流处理,对分流后的工作子SFC提供备份子SFC,将每条子SFC视作一个智能体。综合考虑部署成本和时延,设计智能体奖励函数。该方法将部署可靠性作为约束条件,以部署成本和端到端时延为联合优化目标,且引入PER机制能够进一步提高算法收敛速度。(3)设计并实现一套服务功能链可靠部署系统,通过需求分析与功能设计,将上述提出的两种SFC部署机制融合到服务功能链可靠部署系统中,设计实现了VNF管理、SFC管理、SFC部署和SFC监控等功能。

关键词：服务功能链可靠部署部署成本并行分流备份端到端时延

可充电无线传感网络的节点冗余部署若干优化问题研究

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可充电无线传感网络的节点冗余部署若干优化问题研究

作者：史文武杭州电子科技大学

学位级别：硕士

无线能量传输(WET)通过电磁波为散落的传感器节点持续供电,从而使无线传感器网络(WSN)的使用寿命得到延长。但是,提供的能量可能仍然无法满足传感器节点的能量需求。这个问题可以通过部署冗余传感器节点来缓解。同一监测区域内可部署多... 详细信息

无线能量传输(WET)通过电磁波为散落的传感器节点持续供电,从而使无线传感器网络(WSN)的使用寿命得到延长。但是,提供的能量可能仍然无法满足传感器节点的能量需求。这个问题可以通过部署冗余传感器节点来缓解。同一监测区域内可部署多个传感器节点,它们同时接收能量以增加收集的总能量,并执行休眠/唤醒调度减少每个节点的能量消耗。针对不同场景,本文研究了冗余部署模型在无线传感网络(WSN)中应用的问题。(1)为使大型WET系统可永久运行,基于冗余部署策略,提出一种联合部署充电基站和传感器的部署方案。其中充电基站通过将射频能量波束成形,向附近的待监测区域充电,同一监测区域内的多个传感器节点同时接收能量并执行休眠/唤醒调度策略。据此研究了在保证网络持久运行的约束条件下,使整个网络部署成本最小化的问题。为解决此问题,提出基站最佳覆盖范围搜索算法解耦了传感器部署和基站部署问题,并采用迭代思想求解基站的部署位置。实验表明,所提算法比基于贪心的算法成本低10%。(2)随着冗余部署模型的加入,由于节点间的遮蔽效应,单个监测点内的多个传感器节点所接收的总能量是非线性的,这给移动充电带来了新的挑战。据此,考虑了如何在严格约束移动充电器的能量上限的情况下,最大化非线性充电模型中传感器接收总能量的问题。我们分三个步骤解决此问题,首先将连续空间划分为有限个待选充电点,然后在每个待选点上运用主要覆盖集算法提取出离散的待选充电角度,最后将时间划分为固定的时间片。通过上述离散化,将初始问题转化为了具有路由限制和能量限制的最大化次模函数问题,根据次模性,提出一种具有较高充电效用的近似算法。仿真实验表明,所提算法比最大充电效用优先算法(MUP)的充电效率高30%左右。(3)覆盖质量也是WSN中的重要性能指标,现有工作多考虑空间上覆盖范围而忽略时间上持续运作的问题。针对于此,我们基于冗余部署模型和休眠/唤醒机制,提出了空间布尔传感模型和时间概率传感模型结合的覆盖模型,考虑了给定传感器数量限制的条件下,最大化时空覆盖质量的问题。随后,证明了所提问题的目标函数具有次模性,并根据次模性提出近似算法。仿真实验验证了所提算法能有效地提高网络的时空覆盖质量。

关键词：无线可充电传感网络无线能量传输冗余部署网络寿命部署成本覆盖质量