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弹性光网络中优化频谱利用率与能耗的资源分配策略

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弹性光网络中优化频谱利用率与能耗的资源分配策略

作者：尹亚蕊重庆邮电大学

学位级别：硕士

随着三维视频点播,电子学习和云计算等应用的普及,网络带宽需求的迅速增长给当前的通信网带来了巨大的挑战。弹性光网络因大容量、高速率、频谱灵活等特点,被普遍认为是极具前景的下一代光传送网。弹性光网络中频谱资源被分割为较小的... 详细信息

随着三维视频点播,电子学习和云计算等应用的普及,网络带宽需求的迅速增长给当前的通信网带来了巨大的挑战。弹性光网络因大容量、高速率、频谱灵活等特点,被普遍认为是极具前景的下一代光传送网。弹性光网络中频谱资源被分割为较小的栅格粒度,且能够根据业务传输距离选择不同的调制等级,灵活地分配频谱资源,提高了网络频谱利用率。然而,弹性光网络在业务传输过程中受到频谱连续性和一致性约束,限制了频谱利用率的进一步提升。随着数据业务的快速增长,骨干网传输能力面临着极大地挑战,通信网络规模随之快速扩张。网络规模的增大和互联网技术的飞速发展,导致互联网产业能源消耗日趋增大,信息与通信技术(Information Communication Technology,ICT)产业成为全球第五大耗能产业,能源约束成为制约ICT产业发展的重大挑战,如何让网络更节能成为当前亟待解决的问题。论文研究了弹性光网络下的资源分配问题,在提高频谱利用率的同时,避免过多的能源消耗。针对静态场景下的多播光树路由频谱分配问题,论文在第3章提出了基于光树分割的能效多播疏导策略。首先从已路由光树中找出能够承载当前业务的最大疏导光树,将业务进行分割疏导,以提高光树的共享度并减少收发器消耗;若找到的最大疏导光树不能承载当前业务或光树不存在,业务又由于频谱不足即将被阻塞时,算法根据目的节点调制格式不同,动态地进行子光树划分,降低业务阻塞率的同时减少因光树分割造成的额外开销。在频谱分配时,优先为可疏导的光树进行频谱分配以提高光树疏导成功概率。仿真表明,论文提出的算法可以在降低光树传输能耗的同时提高网络频谱利用率。链路的动态建立和拆除将使可用的频谱资源变得离散化,并引起频谱碎片问题。针对持续时间已知的动态单播业务,论文在第4章提出了基于业务持续时间感知的能效路由频谱分配算法。在为业务选路时,优先选择业务持续时间内额外消耗能耗最小的路由路径,即路径能耗代价最小的路径,降低新到达业务对原有光路的能耗影响。在分配频谱时,根据业务持续时间长短,选择不同的频谱分配方式,保证可用频谱的连续性。同时,根据业务离开时间,按照备选频谱块与其邻接业务平均离开时间的差值由小到大排序,再从频域上选择最终的频谱块。选择频谱连贯度值最大的频谱块为业务进行路由频谱分配。仿真表明,论文提出的算法可以有效降低业务阻塞率,提高网络能效。

关键词：弹性光网络光树疏导持续时间感知频谱利用率能耗

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一种新的高频谱利用率调制方式RPPK

中国科学：信息科学 2010年第5期40卷 752-762页

作者：李斌周正邹卫霞泛网无线教育部重点实验室北京邮电大学无线网络实验室北京100876

随着通信技术的发展,频谱资源日趋紧张.超窄带通信体制的出现极大地提高了系统频谱利用率,但需借助于特殊的超窄带滤波器方能实现.然而超窄带滤波理论并未获得学术界的一致认同,其实现也难以验证.本文提出了一种新的超窄带调制方式–随... 详细信息

随着通信技术的发展,频谱资源日趋紧张.超窄带通信体制的出现极大地提高了系统频谱利用率,但需借助于特殊的超窄带滤波器方能实现.然而超窄带滤波理论并未获得学术界的一致认同,其实现也难以验证.本文提出了一种新的超窄带调制方式–随机脉冲位置键控(random pulse position keying,RPPK),通过对其功率谱分析发现,RPPK调制信号功率谱中基本不含多余离散谱线,避免了超窄带滤波器的使用.因此,RPPK理论更为清晰,实现更加简单.仿真和分析表明,RPPK频谱利用率可高达100bit/s/Hz;当接收端采用最佳接收时,其性能与BPSK相近,优于其余的超窄带调制方式;同时,RPPK亦能提供用户多址接入和通信保密性.

关键词：超窄带调制频谱利用率随机脉冲位置键控功率谱

无线数字语音通信频谱利用率影响因素与提升策略研究

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楚雄师范学院学报 2014年第6期29卷 17-22页

作者：高建辉楚雄师范学院图书馆云南楚雄675000

无线数字语音通信在当前的通信系统中占有十分重要的地位,频谱紧缺问题一直是制约数字通信系统发展的主要问题之一。文中首先分析了频谱利用的现状和影响因素,然后提出了提升频谱利用率的途径,为无线电频率规划和相关规则、协议、政策... 详细信息

无线数字语音通信在当前的通信系统中占有十分重要的地位,频谱紧缺问题一直是制约数字通信系统发展的主要问题之一。文中首先分析了频谱利用的现状和影响因素,然后提出了提升频谱利用率的途径,为无线电频率规划和相关规则、协议、政策、技术标准的制定提供了依据,最后通过对众多影响因素的分析得出了提升频谱利用率最为重要的两个关键技术,为将来的具体研究方法指明了方向和道路。

关键词：语音通信频谱利用率

光路邻居链路频谱碎片感知的虚拟光网络协同映射算法

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电子学报 2023年第7期51卷 1758-1764页

作者：刘焕淋邱艳陈勇谭明明陈想霍星吉陈浩楠重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学自动化学院重庆400065

为了解决虚拟网络映射光路太长和频谱碎片化的问题,论文提出一种基于邻居链路碎片感知的虚拟网络映射算法(Virtual Optical Network Embedding based on Adjacency Link Fragmentation Awareness, ALFA-VONE).设计考虑虚拟节点资源需求... 详细信息

为了解决虚拟网络映射光路太长和频谱碎片化的问题,论文提出一种基于邻居链路碎片感知的虚拟网络映射算法(Virtual Optical Network Embedding based on Adjacency Link Fragmentation Awareness, ALFA-VONE).设计考虑虚拟节点资源需求和邻居节点映射状态的权值计算方法,提高虚拟节点映射的成功率;使用相邻虚拟节点-虚拟链路协同映射方法,缩短映射光路长度和减少所需频隙数目;设计光路可用资源评估方法,以提高虚拟链路映射成功率;考虑拟分配频谱块对光路以及邻居链路造成的频谱碎片影响,设计频谱碎片影响值评估法,以提高频谱资源利用率.仿真结果表明:当网络负载为130 Erlang时,所设计算法的平均映射光路跳数减少28.4%,带宽利用率提高4.56%.

关键词：弹性光网络虚拟网络映射邻居链路资源评估频谱利用率

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应用MCDM的弹性光网络频谱碎片整理算法

西安电子科技大学学报 2022年第1期49卷 161-172页

作者：王鲸鱼冉金志王平国防科学技术大学信息通信学院陕西西安710106 西安电子科技大学综合业务网理论与关键技术国家重点实验室陕西西安710071

针对弹性光网络频谱碎片导致业务请求阻塞率和带宽阻塞率增高的问题,对弹性光网络频谱碎片产生的原因进行了分析;根据光网络承载业务的特点,从提高频谱利用率的角度提出了基于多准则决策的弹性光网络碎片整理算法。该算法采用多准则决... 详细信息

针对弹性光网络频谱碎片导致业务请求阻塞率和带宽阻塞率增高的问题,对弹性光网络频谱碎片产生的原因进行了分析;根据光网络承载业务的特点,从提高频谱利用率的角度提出了基于多准则决策的弹性光网络碎片整理算法。该算法采用多准则决策方法对碎片整理过程中遇到的选择性问题,通过综合考虑各种评价指标做出决策,并进行频谱碎片的整理。在业务路由阶段,算法分为5个阶段,在每个阶段中根据光网络此时的状态,做出最佳决策来进行频谱碎片的整理。每个阶段都会用不同的标签标记不同类型的连接,并根据多准则决策方法所设置的权重对它们进行判断,最后采取最佳方案,使得碎片整理效果达到最佳。为验证这种算法的效果,通过具体实例进行了仿真验证。结果证明,所提算法具有较低的带宽阻塞率(高负载下阻塞率为36%)和较高的频谱利用率(高负载下频谱利用率可达65%),能有效地改善网络高负载情况下的网络请求阻塞率,为实际条件下弹性光网络频谱碎片处理提供了理论参考。

关键词：弹性光网络频谱碎片多准则决策带宽阻塞率频谱利用率

MIMO-OFDM系统下基于频谱利用率的自适应发射方案选择

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无线通信技术 2009年第2期18卷 20-25页

作者：廖韫婧何迪上海交通大学电子工程系上海200240

本文提出并分析了一种MIMO-OFDM系统下,考虑相关空间信道的自适应发射方案选择算法。采用比特交织卷积编码,在以下三种发射模式间进行选择:空间复用、空间分集和复用/分集的混合模式。我们通过对MIMO-OFDM系统中采用迫零(ZF)接收机在高... 详细信息

本文提出并分析了一种MIMO-OFDM系统下,考虑相关空间信道的自适应发射方案选择算法。采用比特交织卷积编码,在以下三种发射模式间进行选择:空间复用、空间分集和复用/分集的混合模式。我们通过对MIMO-OFDM系统中采用迫零(ZF)接收机在高信噪比条件下的错误概率的简化分析,得出空间相关的多天线系统下的自适应选择算法,在给定的误码率条件下可获得使频谱利用率最大化的编码速率、调制模式和发射模式,并反馈到发射端,有效改善了系统的性能。

关键词： MIMO—OFDM 迫零检测空时编码频谱利用率

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一种高频谱利用率的PSWF脉冲组设计

无线电工程 2010年第11期40卷 27-29页

作者：陈昭男王红星张磊赵志勇海军航空工程学院山东烟台264001

脉冲超宽带(Impulse Radio Ultra-wideband,IR-UWB)技术主要使用脉冲传输信息,脉冲波形的选择影响着整个系统的性能。椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)脉冲具有频谱灵活可控的特点,在超宽带(Ultra-wideband,UWB)系统中得到了广泛应用。介绍了PSWF的定义和求解算法,针对目前存在的PSWF脉冲组频谱利用率较低的问题,提出了一种高频谱利用率的多频带正交PSWF脉冲组设计方法。仿真结果表明,该方法在满足FCC频谱掩膜条件的同时,有效地提高了PSWF脉冲组的频谱利用率,从而增加了接收端的信噪比。

关键词： UWB 脉冲设计频谱利用率 PSWF

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一种高谱效海上甚高频通信技术及其仿真研究

系统仿真学报 2022年第6期34卷 1208-1218页

作者：窦欣宇陈晓辉梁德群林彬大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026 鹏程实验室网络通信研究中心广东深圳518052

为解决海上通信无法沿用陆上5G、6G高速通信中开发高频资源与高谱效调制技术的发展路线,导致其速率与频谱效率性能较差,提升缓慢的问题。提出了一种基于多载波延时重叠调制的高频谱效率海上甚高频通信技术,将符号内的各个子载波在时域... 详细信息

为解决海上通信无法沿用陆上5G、6G高速通信中开发高频资源与高谱效调制技术的发展路线,导致其速率与频谱效率性能较差,提升缓慢的问题。提出了一种基于多载波延时重叠调制的高频谱效率海上甚高频通信技术,将符号内的各个子载波在时域上进行依次延时并直接叠加,使频率子信道摆脱正交性束缚,从底层信息调制角度进一步提升频谱利用率。仿真结果表明:该技术可在仅占据海上甚高频频谱资源1/5的情况下实现当下海上数据传输峰值为307.2 kbps的速率,对于海上通信的发展具有重要意义。

关键词：海上通信技术多载波延时重叠调制通信速率甚高频频谱利用率

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UNB——具有超高频谱利用率的新技术

中国无线电 2009年第6期 5-7页

作者：陈如明工业和信息化部通信科技委国家无线电频率规划专家咨询委员会

论述全球信息通信网络发展环境下的宽带泛在网络发展趋势以及相关的超窄带UNB技术。

关键词： NGN NGBWMC 泛在网络超窄带 UNB 频谱利用率