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去蜂窝大规模MIMO辅助的移动边缘计算系统计算任务卸载与分配策略

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计算机应用研究 2024年第5期41卷 1521-1526页

作者：李世维谭方青桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004

面向B5G和6G的新兴网络架构和技术服务需求,将去蜂窝大规模多输入多输出(cell-free massive MIMO,CF-mMIMO)赋能于移动边缘计算(mobile edge computing,MEC),有助于处理分布式物联网中的计算密集型和延迟敏感型任务。针对CF-mMIMO辅助的... 详细信息

面向B5G和6G的新兴网络架构和技术服务需求,将去蜂窝大规模多输入多输出(cell-free massive MIMO,CF-mMIMO)赋能于移动边缘计算(mobile edge computing,MEC),有助于处理分布式物联网中的计算密集型和延迟敏感型任务。针对CF-mMIMO辅助的MEC系统,在能量限制下意在最大限度地减少完成不同任务类型的计算任务的延迟。为完成以上目标,设计了一种基于本地设备(user equipment,UE)、多接入点(access point,AP)和中心处理器的云-边-端协作的任务卸载策略。具体地,首先根据每个UE和AP服务的不同数据类型,利用凸优化和图匹配方法交替迭代,进行卸载关联和任务比例的优化;然后在回传链路的限制下,提出一种改进的二进制鲸鱼优化算法,将未分配终端和关联接入点任务进一步卸载至处理高效的云端。所提算法相较于蚁群优化算法、混合灰狼优化算法等其他的元启发式效果更优,在离散的卸载优化问题上表现较好,可以为分布式网络提供良好的卸载优化策略并大幅度降低整体网络的平均时延。

关键词：去蜂窝大规模MIMO 时延移动边缘计算图匹配鲸鱼优化算法

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铁路智能调度集中系统软件集成测试方法研究

铁道学报 2024年第6期46卷 101-107页

作者：曾壹王建英李智周晓昭许伟中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081

智能调度集中系统仿真测试包括软件模块测试、软件集成测试及软件总体测试三个阶段。在软件总体测试阶段,测试环境的搭建需要庞大的计算机集群资源作为支撑,这不仅增加了测试的成本,而且测试用例各步骤中复杂的终端交互操作极为繁琐,存... 详细信息

智能调度集中系统仿真测试包括软件模块测试、软件集成测试及软件总体测试三个阶段。在软件总体测试阶段,测试环境的搭建需要庞大的计算机集群资源作为支撑,这不仅增加了测试的成本,而且测试用例各步骤中复杂的终端交互操作极为繁琐,存在调试成本高的难点,为此设计软件集成测试模块。该模块实现了在单台计算机上即可开展黑盒测试用例的软件调试工作,无须依赖庞大的计算机集群资源,可达到简化测试流程、降低软件调试成本的效果。使用智能调度集中系统现场实验中的非预期场景开展软件调试工作,并通过统计和对比总体测试环境和集成测试环境在处理器核心调用个数及终端交互界面个数,验证了软件集成测试方法在降低软件调试成本和提高软件调试效率方面效果显著,为现场实验顺利开展提供了有力保障。

关键词：智能调度集中软件测试软件调试黑盒测试

城市轨道交通多编组列车时刻表和车底周转综合优化研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 184-193页

作者：冉昕晨陈坚陈绍宽刘葛辉邹庆茹重庆交通大学智能综合立体交通重庆市重点实验室重庆400074 北京交通大学中国综合交通研究中心北京100044 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

为缓解城市轨道交通高峰客流拥挤,减少平峰运力浪费,本文研究多编组列车混跑场景下的列车时刻表和车底周转综合优化问题。基于动态变化的OD客流需求和多类型的行车资源,以最小化乘客等待时间和列车运行费用为优化目标,以开行列车总数、... 详细信息

为缓解城市轨道交通高峰客流拥挤,减少平峰运力浪费,本文研究多编组列车混跑场景下的列车时刻表和车底周转综合优化问题。基于动态变化的OD客流需求和多类型的行车资源,以最小化乘客等待时间和列车运行费用为优化目标,以开行列车总数、列车时刻表、编组类型、列车出入段情况和车底接续关系为决策变量,考虑时刻表、车底衔接、车底资源、折返线占用和列车能力等约束,构建城市轨道交通多编组列车时刻表和车底周转综合优化模型。根据开行列车总数可变的特点,设计变长度非支配排序遗传算法Ⅱ求解双目标的帕累托集合。以某地铁线路为例进行案例分析,结果表明:相比于单一编组方案,优化的多编组方案可同时降低26.16%和25.75%的乘客总等待时间和列车运行费用;优化后的列车平均满载率增加了1.3%~9.6%,进一步提高了运输能力和客流需求的匹配度。

关键词：城市交通列车时刻表 NSGA-Ⅱ 灵活编组车底周转

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张量分解和自适应图全变分的高光谱图像去噪

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 157-169页

作者：蔡明娇蒋俊正蔡万源周芳桂林电子科技大学信息与通信学院广西壮族自治区桂林541004 桂林电子科技大学卫星导航定位与位置服务国家地方联合工程研究中心广西壮族自治区桂林541004 桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西壮族自治区桂林541004

高光谱图像在采集过程中受到观测条件、成像仪材料属性、传输条件等客观因素的影响,不可避免地会引入各种噪声。这严重降低了高光谱图像的质量以及限制了后续处理的精度。因此,高光谱图像去噪是一个极其重要的预处理步骤。针对高光谱图... 详细信息

高光谱图像在采集过程中受到观测条件、成像仪材料属性、传输条件等客观因素的影响,不可避免地会引入各种噪声。这严重降低了高光谱图像的质量以及限制了后续处理的精度。因此,高光谱图像去噪是一个极其重要的预处理步骤。针对高光谱图像去噪问题,提出了低秩张量分解和自适应图全变分的高光谱图像去噪算法。首先,利用低秩张量分解来描述高光谱图像的全局空间和光谱相关性,并使用自适应权重图全变分来刻画高光谱图像空间维度上的分段平滑特性和保留高光谱图像的边缘信息;此外,采用l1-范数、Frobenius-范数分别刻画包括条纹噪声、脉冲噪声、死线噪声在内的稀疏噪声和高斯噪声。由此高光谱图像去噪问题归结为一个包含低秩张量分解和自适应图全变分的约束优化问题。利用增广拉格朗日乘子法对该优化问题进行交替求解。实验结果表明,所提出的高光谱图像去噪算法与现有的算法相比,能够充分刻画高光谱图像数据的内在结构特性,具有更好的去噪性能。

关键词：高光谱图像去噪 Tucker分解自适应图全变分

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面向铁路5G-R宽带集群通信的视频传输控制方法

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 2026-2035页

作者：郭强亮李辉闫晓宇蒋志勇中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081

视频业务是5G-R宽带集群通信的典型新增业务,视频传输控制方法直接影响该业务的运用效果和效率。由于标准3GPP MCVideo的视频传输控制方法并不完全适用于铁路集群通信场景,结合铁路应用需求和MCVideo标准,提出一种适用于铁路集群通信的... 详细信息

视频业务是5G-R宽带集群通信的典型新增业务,视频传输控制方法直接影响该业务的运用效果和效率。由于标准3GPP MCVideo的视频传输控制方法并不完全适用于铁路集群通信场景,结合铁路应用需求和MCVideo标准,提出一种适用于铁路集群通信的视频传输控制模型和方法。首先,按照业务与移动通信网络解耦、信令与数据分离、利于功能扩展的原则,设计提出5G-R宽带集群通信MCVideo系统架构。其次,根据5G-R宽带集群通信视频业务需求和MCVideo标准,抽象建立视频传输控制模型,并探讨模型控制流程和性能评估。然后,针对模型在5G-R下应用时的重点问题,通过用户视频传输权限策略、多路视频接收处理策略、多系统视频传输控制、用户身份标识等,给出铁路特色的视频传输控制关键方法。最后,在5G-R实验室条件下搭建全实物平台和设备进行试验验证。研究结果表明:相比于B-TrunC同源视频组呼、会议视频控制、标准3GPP MCVideo等方法,该模型方法在满足铁路运用需求方面具有显著优势。通过全实物平台验证了所提方法的可行性,能够实现铁路集群调度视频传输控制。在性能方面,所提视频传输控制方法在95%情况下时延为65 ms左右。该方法可在合理使用网络带宽的情况下,实现紧密结合铁路需求、更灵活的视频传输控制,极大地满足了铁路集群和调度通信应用要求,提高了指挥和通信效率。

关键词： 5G-R 宽带集群通信 MCVideo 视频传输控制控制策略

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集成微腔光梳色散调控技术研究进展

激光与光电子学进展 2024年

作者：沈碧涛常华墐舒浩文王兴军北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京大学教育部纳光电子前沿科学中心

集成微腔光梳技术，利用集成微腔内的光学非线性作用可在连续光泵浦下产生周期性光脉冲，其在频域上表现为等间隔的光学频率成分。与传统光梳相比，集成微腔光梳具有小型化、功耗低、重频大等优势，其独特的时频特性在推动传统光梳向片... 详细信息

集成微腔光梳技术，利用集成微腔内的光学非线性作用可在连续光泵浦下产生周期性光脉冲，其在频域上表现为等间隔的光学频率成分。与传统光梳相比，集成微腔光梳具有小型化、功耗低、重频大等优势，其独特的时频特性在推动传统光梳向片上化演进的同时，也与波分复用技术结合，推动了片上集成并行化、大容量的信息传输、处理与感知。在微腔光梳的产生过程中，微腔的色散，即不同波长的光在腔内的群速度差异特性，具有决定性作用。面对不同的应用需求，不同的腔体色散设计至关重要。本文首先介绍了色散对光梳状态影响的研究进展，然后介绍了近年来集成微腔色散设计方面取得的进展，最后对当前的技术与问题进行总结，并对未来的发展进行展望。

关键词：集成光学光频梳集成微腔光梳色散

面向6G算力网络的联邦学习通信效率优化（英文）

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Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2024年第5期 713-732页

作者：蔡逸卓雷波赵倩颖彭竞卫敏张禹舜张兴北京邮电大学无线信号处理与网络实验室中国电信股份有限公司研究院中国电信股份有限公司北京分公司

联邦学习以参与设备之间协作训练全局模型的形式，有效地解决了数据隐私等问题。然而，在复杂的网络环境中，网络拓扑和设备算力等因素极其影响联邦学习的训练和通信过程。作为一种算力可测、可感知、可分配、可调度和可管理的新型网络... 详细信息

联邦学习以参与设备之间协作训练全局模型的形式，有效地解决了数据隐私等问题。然而，在复杂的网络环境中，网络拓扑和设备算力等因素极其影响联邦学习的训练和通信过程。作为一种算力可测、可感知、可分配、可调度和可管理的新型网络架构和范式，6G中的算力网络恰好能有效支持联邦学习训练并提高其通信效率。根据业务需求、资源负载、网络条件和设备算力等信息，算力网络可以决策联邦学习的训练进而实现通信效率提高。为了提高复杂网络环境下联邦学习的通信效率，本文研究了其在6G算力网络中的通信效率优化方法，针对不同的网络条件和参与设备的算力作出训练过程的决策。仿真实验基于联邦学习中存在的两种架构，依据算力信息调度设备参与训练，并在传输模型参数的过程中实现通信效率的优化。仿真结果表明，本文提出的方法能够很好地应对复杂的网络情况，有效平衡参与设备的本地训练延迟差异，提高在传输模型参数时的通信效率，并提高网络中的资源利用率。

关键词：算力网络协同通信效率联邦学习两种架构

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硅基调制器的最新研究进展（特邀）

光学学报 2024年第15期 281-302页

作者：韩昌灏王皓玉舒浩文秦军王兴军北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校电子与计算机工程系北京大学集成电路学院北京大学纳光电子前沿科学中心鹏城实验室北京信息科技大学信息与通信系统实验室北京大学长三角光电科学研究院

随着新一代信息技术的大规模应用，全球数据总量呈现指数式增长趋势，光通信凭借其大带宽、大容量、低损耗、低串扰等优势成为信息通信网络的重要组成部分。硅基光电子技术作为光电子集成技术的重要分支，是实现光通信小型化、多功能化... 详细信息

随着新一代信息技术的大规模应用，全球数据总量呈现指数式增长趋势，光通信凭借其大带宽、大容量、低损耗、低串扰等优势成为信息通信网络的重要组成部分。硅基光电子技术作为光电子集成技术的重要分支，是实现光通信小型化、多功能化的重要方法。在硅基光电子系统中，硅基调制器是完成信息传输与处理的核心功能单元。本文从硅基调制器的理论基础出发，综述硅基调制器的最新研究进展，按照材料体系的不同，分别对纯硅调制器与硅基异质材料调制器进行系统介绍，最后对该领域的未来发展进行详细讨论。

关键词：集成光学硅基调制器光电子学光通信光互连

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声波导多模共振及其缺陷态

应用声学 2024年

作者：钱留伟高越汪琳阁樊亚仙陶智勇桂林电子科技大学海洋工程学院广西无线宽带通信与信号处理重点实验室桂林电子科技大学

为了研究声波导中多种模式的相互作用及缺陷态特性，该文设计了一种具有变截面的周期声波导，实现了多种模式共振导致的声学带隙。通过在波导中引入缺陷结构，进而破坏原有的共振模式，产生了声波反常透射现象，并且调整缺陷的长度还可... 详细信息

为了研究声波导中多种模式的相互作用及缺陷态特性，该文设计了一种具有变截面的周期声波导，实现了多种模式共振导致的声学带隙。通过在波导中引入缺陷结构，进而破坏原有的共振模式，产生了声波反常透射现象，并且调整缺陷的长度还可以实现缺陷态中心频率的调控。对不同缺陷长度波导内的声场分析结果表明，沿波导中轴线的声压有对称和反对称两种分布形式，并且这种分布特性主要由声波的基模和一阶模式导致。不同于传统布拉格共振的相关研究，该文所提出的多模共振及缺陷态的实现方法为声波调控提供了不同的设计手段，更有利于功能型声波导器件的发展与应用。

关键词：周期结构多模共振缺陷态对称性