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网络操作系统的研究进展与展望

北京邮电大学学报 2024年第2期47卷 1-10页

作者：黄韬谈沙谢人超刘韵洁北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876 网络通信与安全紫金山实验室南京211111

网络操作系统是突破广域大规模网络可管不可控局限的关键,是提供智能、安全、柔性、可定制网络能力的网络大脑,也是推动互联网从消费型向生产型演进的核心技术。为实现网络可管可控的目标,分析了当前与网络操作系统相关的研究进展,提出... 详细信息

网络操作系统是突破广域大规模网络可管不可控局限的关键,是提供智能、安全、柔性、可定制网络能力的网络大脑,也是推动互联网从消费型向生产型演进的核心技术。为实现网络可管可控的目标,分析了当前与网络操作系统相关的研究进展,提出了其概念内涵和体系架构。将网络操作系统自底向上分为网元操作系统、大网级操作系统和云网操作系统三层,系统地探讨了数据平面-控制平面-服务平面的架构,攻克了大规模确定性传输、新型传输控制协议和超强算力网络等关键技术,揭示了网络操作系统的目标和发展趋势,并总结了潜在的应用场景。

关键词：未来网络网络操作系统云网融合服务定制

面向数据压缩的NOMA-MEC系统能耗最小化研究

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2888-2897页

作者：施丽琴刘璇卢光跃西安邮电大学陕西省信息通信网络及安全重点实验室西安710121

该文研究基于数据压缩的非正交多址-移动边缘计算(NOMA-MEC)系统中系统能耗最小化问题。考虑到部分压缩与卸载方案和基站端计算能力有限等条件,通过联合优化各用户的任务压缩和卸载比例、发射功率以及任务压缩时间等变量,建立一个系统... 详细信息

该文研究基于数据压缩的非正交多址-移动边缘计算(NOMA-MEC)系统中系统能耗最小化问题。考虑到部分压缩与卸载方案和基站端计算能力有限等条件,通过联合优化各用户的任务压缩和卸载比例、发射功率以及任务压缩时间等变量,建立一个系统能耗最小化优化问题。为了求解该问题,首先推导出各用户最佳发射功率的闭式表达式。接着利用连续凸逼近(SCA)方法对原问题的非凸约束进行近似,然后提出一个基于SCA的高效迭代算法来求解原问题,从而得到该系统的最佳资源分配方案。最后借助于计算机仿真对所提出方案的性能优势进行验证,仿真结果表明相比于其他基准方案,该文所提方案能有效降低系统能耗。

关键词：部分压缩资源分配能耗最小化 NOMA

用户请求感知的边端缓存与用户推荐联合优化策略

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2850-2859页

作者：王汝言蒋昊唐桐吴大鹏钟艾玲重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 先进网络与智能互联技术重庆市高校重点实验室重庆400065 泛在感知与互联重庆市重点实验室重庆400065

针对当前边缘缓存场景中普遍存在的用户偏好未知与高度异质问题,该文提出一种用户请求感知的边端缓存与用户推荐联合优化策略。首先,建立点击率(CTR)预测基本模型,引入对比学习方法生成高质量的特征表示,辅助因子分解机(FM)预测用户偏好... 详细信息

针对当前边缘缓存场景中普遍存在的用户偏好未知与高度异质问题,该文提出一种用户请求感知的边端缓存与用户推荐联合优化策略。首先,建立点击率(CTR)预测基本模型,引入对比学习方法生成高质量的特征表示,辅助因子分解机(FM)预测用户偏好;然后,基于用户偏好设计一种动态推荐机制,重塑不同用户的内容请求概率,从而影响缓存决策;最后,以用户平均内容获取时延最小化为目标建立边端缓存与用户推荐联合优化问题,将其解耦为边端缓存子问题和用户推荐子问题,分别基于区域贪婪算法和一对一交换匹配算法求解,并通过迭代更新获得收敛优化结果。仿真结果表明,相较于基准模型,引入对比学习方法的预测模型在曲线下面积(AUC)和准确率(ACC)上分别提升1.65%和1.30%,且联合优化算法能够有效降低用户平均内容获取时延,提升系统缓存性能。

关键词：边缘缓存对比学习推荐机制平均时延

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IRS辅助的车联网相移设计和信道对齐策略

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 761-769页

作者：王汝言王康崔亚平何鹏吴大鹏重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 先进网络与智能互联技术重庆市高校重点实验室重庆400065 泛在感知与互联重庆市重点实验室重庆400065

针对车联网中车辆的动态移动以及信号的随机散射所导致的信道快速变化问题,研究了智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的车联网通信并提出了联合相移设计和信道对齐策略,以削减车联网中多普勒频移的影响并提升通信性能... 详细信息

针对车联网中车辆的动态移动以及信号的随机散射所导致的信道快速变化问题,研究了智能反射面(intelligent reflecting surface,IRS)辅助的车联网通信并提出了联合相移设计和信道对齐策略,以削减车联网中多普勒频移的影响并提升通信性能。提出的策略由两个阶段构成。在第一阶段设计IRS的相移以改善级联信道的衰落状态,在策略的第二阶段进行修正函数的设计,实现了直接信道和级联信道的信道对齐,从而减少直接信道快衰落状态对通信性能的影响。通过联合相移设计和信道对齐策略中设计的反射相移以及修正函数,实现了通信性能的提升。仿真结果表明,所提策略相比于相移优化策略可以提升8.8%的频谱效率。

关键词：车联网智能反射面衰落信道相移设计

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面向密集场景的空天地网络资源分配算法

电子与信息学报 2024年第5期46卷 1968-1976页

作者：张鸿廖彧歆王汝言吴大鹏杜慧敏重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 先进网络与智能互联技术重庆市高校重点实验室重庆400065 泛在感知与互联重庆市重点实验室重庆400065

空天地网络具有覆盖范围大、吞吐量高、弹性强等优点。该文针对大量用户并发接入、网络负载不均衡所引发的网络拥塞、服务质量恶化等问题,提出一种面向密集场景的资源分配算法。首先以用户需求为中心,根据不同类型用户任务的偏好来构建... 详细信息

空天地网络具有覆盖范围大、吞吐量高、弹性强等优点。该文针对大量用户并发接入、网络负载不均衡所引发的网络拥塞、服务质量恶化等问题,提出一种面向密集场景的资源分配算法。首先以用户需求为中心,根据不同类型用户任务的偏好来构建用户效用函数,然后基于匹配博弈的网络选择算法和结合对偶上升法的功率控制算法来实现负载均衡,优化资源分配方案。实验表明,相较于传统策略,所提策略整体用户接入率至少提高35%,时延和吞吐量方面性能提升超过50%;在密集场景下,能更有效地均衡负载,提升网络性能。

关键词：空天地一体化网络资源分配博弈论密集场景

低地球轨道卫星边缘计算场景中任务卸载与资源分配联合优化算法

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通信学报 2024年第7期45卷 48-60页

作者：夏玮玮胡静宋铁成东南大学移动通信全国重点实验室江苏南京210096

针对低地球轨道(LEO)卫星边缘计算场景中地面用户计算任务的卸载需求,提出联合卸载与资源分配优化(JORAO)算法。考虑到LEO卫星的有限覆盖时间,以最小化所有地面用户的平均服务时延为目标,联合优化卸载策略、LEO卫星的通信和计算资源分... 详细信息

针对低地球轨道(LEO)卫星边缘计算场景中地面用户计算任务的卸载需求,提出联合卸载与资源分配优化(JORAO)算法。考虑到LEO卫星的有限覆盖时间,以最小化所有地面用户的平均服务时延为目标,联合优化卸载策略、LEO卫星的通信和计算资源分配。将任务卸载与资源分配的联合优化问题分解为卸载决策和资源分配子问题,使用交替优化方法,获得原始优化问题的次优解。对于任务卸载决策子问题,将其建模为联盟博弈模型,当博弈达到纳什均衡时,获得最小化平均服务时延的地面用户卸载策略;对于资源分配子问题,使用拉格朗日乘子法获得最优的通信和计算资源分配结果。此外,还证明了所提算法的收敛性和稳定性。仿真结果表明,所提算法具有良好的收敛性,能显著降低地面用户的平均服务时延和提高任务卸载成功率。

关键词：低地球轨道卫星边缘计算卸载资源分配联盟博弈

同方期刊数据库

AOS中基于最优帧长的链路自适应联合优化方法

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计算机应用与软件 2024年第4期41卷 106-111页

作者：刘庆利郭梦田商佳乐大连大学通信与网络重点实验室辽宁大连116622

针对AOS中数据传输误码率高的问题,导致系统吞吐量低的问题,提出基于最优帧长的链路自适应联合优化方法。该方法以系统吞吐量最大化为目标,联合可变帧长,自适应编码调制和混合自动重传请求技术进行优化,根据信道状态信息分配下一帧传输... 详细信息

针对AOS中数据传输误码率高的问题,导致系统吞吐量低的问题,提出基于最优帧长的链路自适应联合优化方法。该方法以系统吞吐量最大化为目标,联合可变帧长,自适应编码调制和混合自动重传请求技术进行优化,根据信道状态信息分配下一帧传输最佳的帧长和编码调制方式,并对出错数据进行纠错和重传,最终提升系统吞吐量。仿真验证表明,与AMC-HARQ和AMC-ARQ方法相比,该方法在保证系统误帧率的同时,提高了系统的吞吐量。

关键词： AOS空间通信最优帧长自适应编码调制混合自动重传

重叠阵元时分复用MIMO雷达多目标参数估计方法研究

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 229-239页

作者：田丰刘万符渭波张浩宇西安科技大学通信与信息工程学院西安710054 西安市网络融合通信重点实验室西安710054

针对多普勒-角度耦合和速度模糊问题,该文提出一种基于重叠阵元MIMO阵列的多目标参数估计方法。该方法基于虚拟孔径原理,在传统MIMO天线阵列中引入重叠阵元,构建重叠阵元MIMO天线阵列。通过在角度快速傅里叶变换(FFT)算法中引入循环迭... 详细信息

针对多普勒-角度耦合和速度模糊问题,该文提出一种基于重叠阵元MIMO阵列的多目标参数估计方法。该方法基于虚拟孔径原理,在传统MIMO天线阵列中引入重叠阵元,构建重叠阵元MIMO天线阵列。通过在角度快速傅里叶变换(FFT)算法中引入循环迭代的方法估计阵列位置参数,利用重叠阵元回波信号的相位差值进行频率估计。同时,引入频谱搬移方法对速度区间进行转换,实现多目标的距离和速度估计。通过蒙特卡罗仿真实验,信噪比15 dB的条件下,解模糊正确率为100%,速度误差为0.1 m/s,角度误差为0.1°。基于城市交通场景采集的车辆数据集进行测试,测试结果表明,该方法能够实现对车辆目标的速度和角度精确估计,可满足交通雷达对车辆信息监测的实时性和准确性需求。

关键词：时分复用多输入多输出雷达运动补偿速度模糊重叠阵元

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面向全息视频通信的自适应分块传输方法

电子学报 2024年第4期52卷 1144-1154页

作者：朱原玮黄亚坤乔秀全北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室北京100876

基于分治和按需传输思想的分块传输技术是解决三维全息视频流传输的有效手段.然而,现有的分块方案要么缺乏自适应机制,要么不适用于移动实时通信场景.为此,本文提出了VVSTiler(Volumetric Video Streaming Tiling selector),一种面向全... 详细信息

基于分治和按需传输思想的分块传输技术是解决三维全息视频流传输的有效手段.然而,现有的分块方案要么缺乏自适应机制,要么不适用于移动实时通信场景.为此,本文提出了VVSTiler(Volumetric Video Streaming Tiling selector),一种面向全息视频通信的自适应分块传输方法,能够在动态且有限的计算和带宽资源下最大化视频的观感质量.具体而言,本文对不同粒度的分块方案带来的影响进行了初步研究,发现细粒度的分块方案可提高动态网络资源的利用率,粗粒度的分块方案可保证视频编解码效率和鲁棒性.基于此,本文构建了考虑预测视口、可用计算资源以及网络带宽等上下文信息的视频观感质量优化问题,并设计了一个高效的求解方案以支持在线的分块粒度决策.本文在8iVFB(8i Voxelized Full Bodies)标准数据集上将VVSTiler与当前主流的分块传输方法进行了比较.实验结果表明,VVSTiler在有偏差的视口预测情况下实现了高达60.4%的视频观感质量提升,在较准确的视口预测情况下平均每帧视频节省了27%的带宽资源.

关键词：全息视频通信体积视频流点云视频自适应分块视口预测视频观感质量