异构60GHz无线网络中高能效高可靠的协作传输机制研究
批准号:
62072102
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
吴文甲
依托单位:
学科分类:
计算机网络
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴文甲
中文摘要
随着中继协作传输成为克服60GHz信号传播距离短、易被阻挡等缺陷的有效技术途径,包含固定/移动中继节点的异构60GHz无线网络逐渐成为研究热点。一方面,AP部署较为密集,而用户流量需求是时变的且可能长时间处于较低水平,亟需节能调度机制以提升网络能效,若再考虑中继节点,使得节能调度更为复杂。另一方面,60GHz链路受网络环境的影响显著,亟需链路切换机制以保证网络可靠性,而中继节点的引入,使得链路切换更为困难。为解决异构60GHz无线网络的能效、可靠性等问题,本项目在节能调度、链路切换、移动中继路线规划、移动中继位置优化等方面开展研究,实现AP和中继节点ON/OFF状态的按需调度以及链路阻塞实时感知与低延迟切换,实现移动中继的按需派遣及其位置的自适应调整。最后,开发原型系统并对理论成果进行验证。这些工作将为构建高能效高可靠的异构60GHz无线网络提供技术支撑,具有重要的理论意义和应用价值。
英文摘要
Cooperative transmission based on relays is an effective means to extend the transmission distance of 60 GHz signal and address the blockage issues, and has attracted a lot of attention in the research of heterogeneous 60 GHz wireless networks with fixed relays and mobile relays. Since APs are deployed densely and the user traffic demands are time-variant, the energy-saving scheduling mechanism is urgently needed to improve network energy efficiency, and it will be more complicated while some relays are deployed. Moreover, since 60 GHz links are significantly affected by network environment, the link handover mechanism is urgently needed to ensure network reliability, and it will be more challenging while relays are involved. In order to solve the issues of network energy efficiency and reliability in heterogeneous 60 GHz wireless networks, the project carries out the following four aspects of research, i.e., energy-saving scheduling, link handover, mobile relay route planning and mobile relay position optimization. It aims to achieve the on-demand ON/OFF scheduling of AP/relay nodes, and real-time link blockage sensing and low-latency link handover. Furthermore, the on-demand mobile relay dispatch and self-adaptive mobile relay position adjustment are also achieved. On the basis, we design and implement a corresponding prototype system, and verify the theoretical results in this project. These works provide effective technical support for building energy-efficient and reliable heterogeneous 60 GHz wireless networks, and have important theoretical significance and application value.
中继协作传输是克服60GHz信号传播距离短、易被阻挡等缺陷的有效技术途径。近年来研究人员逐渐关注中继节点协作的异构60GHz无线网络。然而,中继节点的引入使得60GHz网络的节能调度和链路切换在能效、可靠性等方面的问题更为凸显,中继节点的可移动则产生了路线规划、位置优化等新的技术挑战。.基于此,本项目以高能效和高可靠为目标,围绕固定中继节点、移动中继节点、密集用户终端三个方面,研究并提出传输优化解决方案,取得了一些研究成果:.(1)在固定中继节点方面,提出了时变用户需求驱动的网络节能调度算法,采用全局调度与局部调整相结合的策略,高效地调度网络AP和中继节点的ON/OFF状态,以节约网络能耗;提出了面向动态网络环境的低延迟链路切换方法,结合链路质量估计和基于二分搜索的波束训练,实现高质量链路的发现与切换。.(2)在移动中继方面,以无人机作为中继,提出了面向能效优化的移动中继路线规划算法,在满足全局数据传输需求的前提下,以First-Fit策略合理规划无人机路线,最小化无人机的飞行趟次,从而提升无人机能效;提出了基于信息年龄的移动中继位置优化算法,基于分层强化学习进行无人机飞行调度,在飞行控制、数据采集、数据卸载和电池更换等方面设计了相应的option选择和细粒度action选择策略,以降低平均累积信息年龄,保证数据传输的时效性。.(3)在密集用户终端方面,以深度强化学习为技术手段,根据复杂动态的网络状态信息,在无线网络资源分配、视频流传输等方面进行决策和优化,并提出了一些主动射频指纹方案,在终端侧进行载波频偏调制和I/Q不平衡注入,实现终端的识别与接入控制。此外,在这些研究成果的基础上,设计并实现了一套异构60 GHz无线网络协作传输原型系统,达到了预期的研究目标。.以上研究成果的提出为高能效、高可靠的60GHz无线网络提供了切实有效的传输优化方案,对本领域的技术发展具有一定的促进作用。
面向能耗优化的无线Mesh网络节点部署与节能调度机制研究
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批准号:61402104
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2014
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负责人:吴文甲
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依托单位:
国内基金
海外基金