5G切片化网络中基于吞吐量最大化的用户切换机制

第五代无线通信系统(the fifth generation,5G)利用网络功能虚拟化(network function virtualization, NFV)和软件定义网络(software defined network, SDN)2项技术将网络进行了切片划分,让用户接入不同服务质量(quality of service,QoS)保障的虚拟网络切片以获得服务。为了解决切片化网络中由于用户移动性而导致的切片重新接入问题,提出了最大化网络吞吐量的用户切换机制来降低越区切换对已有网络切片的影响。该机制根据用户业务类型的QoS服务等级筛选备选接入站点的归属切片,运用贪心算法选择能为用户提供最大数据传输速率的切片接入服务,在网络切片代理的体系架构下完成切换过程的控制和管理。在与功率接入、负载接入和随机接入3种切换方案的性能对比中,相关仿真结果表明,随着越区用户数目和网络切片类型的增加,所提方案在保证较高网络吞吐量的同时,切换成功率始终维持在80%以上,远优于其他3种方案。     

基于动态可调簇的无线传感网络能量感知数据存取算法

针对无线传感网中数据收集、存储和查询的需要,提出了一种基于动态可调簇的能量感知数据存取算法ACEDBA(Adjusted Cluster-based energy-aware Data Brokerage Algorithm).该算法将网络节点分成许多簇结构,簇内节点负责数据采集,簇首节点负责簇内数据的收集、汇聚和转发,数据可以集中存储,也可以分布存储在各簇首节点或本地存储.算法引入能量分级消耗机制,可动态选择和调整簇首节点,保证各簇首节点簇内数据存储和簇间数据转发查询的能量平衡.实验结果表明,与典型数据存取算法相比,该算法的节点能耗均衡、生命周期和查询成功率方面具有优势.     

无线传感器网络中假设检验的传感器选择问题

无线传感器网络通常具有带宽限制和能量约束,这就涉及到传感器的选择问题,即如何在n个传感器中选取p个,使得仅由这p个传感器的观测进行假设检验时虚警率达到最小.这类问题已被证明是NP难的.本文将该问题松弛成一个易处理的新问题,并提出了一个可以达到新问题KKT点的高效算法.通过与已有的算法比较复杂度,本文提出的算法效率更高.同时仿真结果也表明,大多数情况下我们提出的算法均可达到全局最优解.     

距离修正的混沌粒子群多维标度定位算法

针对不规则网络以及网络空洞造成估计距离与欧氏距离相差较大,导致定位精度不足这一问题,提出一种距离修正的混沌粒子群多维标度定位算法(CMDS-CPSO).首先通过递推策略计算节点对距离,利用接收信号强度对距离加权修正,以减少距离误差,回避网络空洞问题.然后采用混沌粒子群算法对坐标转化参数问题进行优化,进一步降低坐标转换中参数所带来的影响.通过对比SPSO-MDS算法与MDS-DMC算法,仿真结果表明,距离修正的混沌粒子群算法能够明显改善节点定位精度,具有更好的鲁棒性和对不规则网络的适应性.     

基于同步变距的输变电线路在线监测WSN路由协议研究

基于先进传感、信息通信的输变电设备运行状态在线监测技术已成为电力系统的发展趋势.输电线路状态在线监测网络具有链状、数据传输量大和传输距离长等特点,能量热区问题显著.为均衡输电线路在线监测中无线传感器网络的能量消耗,提出了一种基于同步变距的全局能量均衡路由算法EBRA-SVD.采取多个子网络方式,缩短数据传输距离,从而缓解长距多径损耗而产生的"能量热区"问题.仿真显示,EBRA-SVD可有效均衡网络能耗,提升网络寿命.     

基于远洋渔船作业场景的机会网络移动模型

在分析现有移动模型性能的基础上,针对远洋渔船机会网络中节点运动作业时的特点,提出了一种符合远洋渔船移动特征的平滑转弯半马尔科夫移动模型(Smooth Turn Semi-Markov Smooth Mobility Model,简称STSMS模型).从节点运动方程和平均稳态速率两方面进行了理论分析,并对节点运动轨迹和平均稳态速率进行了仿真验证.仿真结果表明,构建的STSMS模型能较好地反映节点的运动特点,并具有速率不随时间延长发生衰减的特性,适用于远洋渔船机会网络的模拟仿真.     

静态全符号网络的社群结构

为解决传统社群结构理论难以分析集群行为中的个体与关系特征等问题,在原有社群结构理论的基础上提出全符号网络下的社群结构理论,从而反映出个体聚类的综合特征。首先,基于带有关系属性与节点属性的全符号网络,在综合考虑网络个体、关系与结构属性的基础上,定义出全符号网络社群结构的定义,即一个可以被分为不同子网络的结构,其中子网络内部节点属性大致相同,关系连接稠密,且大部分由正边相连,而子网络之间节点属性不同,关系连接稀疏,且由负边相连;其次,基于Newman提出的模块度指标,结合网络的节点、关系、结构这3层因素构建出全符号网络下的模块度指标,同时利用遗传策略对该的指标优化实现了全符号网络的社群结构探测。基于不同网络属性的实验发现,相比传统社群结构指标,新指标可以有效识别出这些属性的差异,解决了传统社群结构探测方法不能分辨网络节点属性与关系属性的问题,为个体聚类研究提供新的路径与方法。     

三角阵列超材料的声传播特性

为了使声波产生不同于传统天然声学材料的反常传输特性,采用COMSOL有限元方法模拟了声波在局域共振型声子晶体中的传播特性,给出了二维三组元局域共振型声子晶体的振动机制,并以原胞为基础构建了三角形阵列的声学超材料模型,探究声波与该模型内原胞间的局域共振特性。仿真结果表明,从三角阵列模型底边入射的平面点状及线状激励声源在受到模型的调控后都会重新在顶角处汇聚成焦点;通过入射由三角阵列构成的矩形模型能实现点源的低损耗搬移效果;将两至三个相同的三角阵列组合成平行四边形和梯形模型后会产生平面声波的变向传输。模拟结果显示,此种以原胞为基础的三角形声学超材料阵列模型,在共振频率下会产生反常声学现象,并且随着模型构造的改变,其共振特性也会随之变化,产生不同的反常声学现象。研究结果可为声隐身、声探测及声波低损耗定向传输等研究提供新思路。     

PVA改性半纤维素-g-AA/膨润土复合高吸水树脂合成研究

为使再生纤维和造纸行业生产过程中产生的带碱半纤维素废液得到有效利用,解决传统高吸水树脂成本高、耐盐性差、凝胶强度低等问题,以半纤维素、部分中和的丙烯酸、膨润土为原料,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,引入聚乙烯醇（PVA）,在微波辐射条件下合成了聚乙烯醇改性半纤维素-g-丙烯酸/膨润土半互穿网络高吸水树脂,采用FTIR,TG和SEM对产物结构和性能进行表征和测试,考察PVA的引入及其与黏土的协同作用对树脂网络结构和吸液、保水性能的影响。结果表明：在半纤维素-g-丙烯酸/膨润土基础上引入适量的PVA,可以成功制得聚乙烯醇改性半纤维素-g-丙烯酸/膨润土复合高吸水树脂;当PVA质量分数为3%时,树脂的吸水率和吸盐水率分别提高了40.6%和34.7%;改性后树脂的三维网络结构得到有效改善,表现出良好的吸液性能和保水性能。在纤维素综合利用中,利用半纤维素废碱液制备高吸水树脂,可以变废为宝,经济效益和社会效益明显。     

基于粒子群优化算法的井下目标定位方法

针对矿井结构复杂,井下未知节点定位存在信标节点布置冗余、定位精度低等问题,提出了一种基于粒子群优化算法的井下目标定位方法。根据矿井环境特点区块化布置信标节点,通过引入线性递减权重的粒子群算法对未知节点与信标节点的测量距离和估计距离的误差进行优化,降低定位误差。与四边测量法、加权最小二乘法和RSSI加权质心算法进行Matlab仿真对比实验。仿真结果显示:信标节点为5个,节点总数为15时,平均定位误差为0.877 m。高斯白噪声标准差取值范围从5递增到20,平均定位误差由1.21 m增长到4.65 m,增长幅度最小,抗噪性最好。信标节点密度由10%增加到40%,平均定位误差从2.82 m下降到0.76 m,定位精度明显好于其他三种算法,稳定性好于RSSI加权质心算法。定位精度更高,抗噪性更好,可靠稳定,在井下巷道环境中适应性更强。