In-Network Processing for Low-Latency Industrial Anomaly Detection in Softwarized Networks
现代制造商目前正在整合新的数字技术-例如基于5G的无线网络，物联网（IoT）和云计算-将其生产过程提升到一个全新的水平，即智能工厂的水平。在现代智能工厂的背景下，时间关键型应用对于促进高效和安全的生产越来越重要。然而，由于无线传感器的高密度和它们生成的大量数据，这些应用遭受数据传输和处理的延迟。随着下一代网络的出现，网络节点变得智能化并能够处理多种网络功能，节点的计算能力的提高使得可以卸载一些计算开销。在本文中，我们首次展示了我们的IA-Net-Lite工业异常检测系统，该系统具有网络数据处理的新功能。IA-Net-Lite利用智能网络设备将数据传输和处理相结合，并逐步过滤冗余数据，以优化服务延迟。通过在一个实际的网络仿真器中的测试，我们表明，所提出的方法可以减少高达40%的服务延迟。此外，我们的方法的好处可能会被利用在其他大容量和人工智能应用。
2021-12-07 cs.NI
Predicting Software Reliability in Softwarized Networks
本文提出一个基于SRGM的框架，利用先前版本代码知识和bug历史预测软件化网络中新版本软件的bug数量及可靠性参数，并在两个开源项目中验证了其预测精度及改进方案。
2024-07-30 cs.NI cs.SE
Performability of Network Service Chains: Stochastic Modeling and Assessment of Softwarized IP Multimedia Subsystem
跨5G基础设施实现的服务提供机制广泛地使用网络服务链概念。通常，它与网络功能虚拟化（NFV）范例相耦合，并且在于定义由一组软件化网络节点遍历的预定路径以提供特定服务。一个众所周知的链式框架是IP多媒体子系统（IMS），它是5G网络的关键基础设施，我们通过性能和可用性来表征它。准确地说，在Clearwater平台实现的从头开始设计的测试床的支持下，我们对软件化IMS（softIMS）体系结构进行了随机评估，其中两个主要阶段突出：i）性能分析，其中，利用嵌入式网络分解方法，我们通过将每个softIMS节点建模为M/G/c系统来形式化资源分配的优化问题; ii）可用性评估，其中，采用随机奖励网络方法，我们能够根据故障/修复事件来表征softIMS的行为，并导出一组满足给定可用性要求（例如，五个九）的最佳配置，同时最小化部署成本。被称为OptCNT和OptSearchChain的两个例程分别被设计用于管理性能和可用性分析。
2021-05-19 cs.NI cs.PF
Security-as-a-Function for IDS/IPS in Softwarized Network and Applications to 5G Network Systems
本文研究在5G独立组网架构中将IDS-IPS作为虚拟化网络功能部署，通过VM和容器化实现及实验验证其在防御DoS/DDoS攻击的同时满足5G应用的QoS要求。
2025-08-19 cs.ET cs.NI
CellOS: Zero-touch Softwarized Open Cellular Networks
当前的蜂窝网络依赖于由少数供应商严格控制的封闭且不灵活的基础设施。它们的配置需要供应商支持和冗长的手动操作，这使得电信运营商（TO）无法释放全部网络潜力，也无法执行细粒度的性能优化，尤其是在每个用户的基础上。为了解决这些关键问题，本文介绍了CellOS，一个完全自动化的优化和管理框架的蜂窝网络，需要微不足道的干预（“零接触”）。CellOS利用软件化和自动优化原则，搭建软件定义网络（SDN）和跨层优化的桥梁。与最先进的SDN启发的蜂窝网络解决方案不同，CellOS：（i）通过一般的虚拟网络抽象隐藏低级网络细节;（ii）允许TO定义高级控制目标以指示期望的网络行为，而不需要优化技术的知识，以及（iii）自动生成并执行分布式控制程序，以同时优化多个网络切片上的异构控制目标。CellOS已经在室内测试平台上实现并评估了两种不同的LTE兼容实现：OpenAirInterface和srsLTE。我们进一步展示了CellOS在远程室外POWDER-RENEW PAWR 5G平台上的功能。多基站和多用户场景的结果表明，CellOS是平台无关的，并自适应不同的网络部署。我们的调查显示，CellOS在关键指标上优于现有解决方案，包括吞吐量（提高高达86%），能源效率（提高高达84%）和公平性（提高高达29%）。
2021-02-10 cs.NI
A measurement-based approach to analyze the power consumption of the softwarized 5G core
提出一种基于硬件与软件功率测量的方法，通过COTS测试床评估不同虚拟化选项和5GC部署在增长流量下的功耗，证明实时监测可行性并揭示部署选择的显著影响。
2025-02-19 cs.NI
Statistical Assessment of IP Multimedia Subsystem in a Softwarized Environment: a Queueing Networks Approach
下一代5G网络可以极大地受益于诸如网络功能虚拟化（NFV）之类的虚拟化范例与诸如IP多媒体子系统（IMS）之类的服务供应平台之间的协同。NFV概念正在朝着基于容器的轻量级解决方案发展，与传统虚拟机相比，容器不携带整个操作系统，并导致更高效和可扩展的部署。另一方面，IMS已成为5G核心网络的一个组成部分，例如，提供LTE语音（VoLTE）等高级服务。在本文中，我们结合这些虚拟化和服务提供的概念，得出一个集装箱化的IMS基础设施，被称为cIMS，通过统计特征和实验测量提供其评估。具体而言，我们：（1）通过构建网络模型来描述约束条件下虚拟资源的利用情况;（2）对Pollaczek-Khinchin公式进行了扩展，该公式适用于处理批量到达的情况; iii）在存在容量约束的情况下提供集中于最大化整个cIMS性能的优化问题，从而为服务提供商提供管理服务水平协议（SLA）的新手段;考虑到还包括多个作业类的不同排队规则，$iv)$评估一系列cIMS场景。已经部署了一个基于开源平台Clearwater的实验测试平台，以获得关键参数（例如到达和服务时间）的一些现实值。
2020-09-28 cs.NI
DRST: a Non-Intrusive Framework for Performance Analysis in Softwarized Networks
本文提出DRST框架，通过复用NFV基础设施硬件特性实现非侵入式在线性能推断，无需预定义流量模型或VNF定制，并能自动适应运行时漂移，以轻量级方式诊断性能瓶颈。
2025-07-04 cs.NI
A Multi-Stakeholder Perspective on Self-Managing Networks
本文提出从多利益相关者视角设计自管理网络，兼顾运营商、服务提供商和用户偏好，以解决利益冲突与信息不对称，从而提升网络性能指标。
2025-01-22 cs.NI
A Promise Theory Perspective on Data Networks
网络正在整个行业中经历一场变革。对可扩展网络控制和自动化的需求将重点从具有自组织控制的硬件驱动产品转移到软件定义网络。这一进程目前正在顺利进行。在本文中，我们采用承诺理论的角度来研究网络技术的当前和未来的状态。目标是超越特定的技术、拓扑和方法，并定义原则。Promise Theory的自下而上建模已应用于服务器管理多年，并符合自我修复、可扩展性和鲁棒性的原则。
2014-05-12 cs.NI
Towards Zero Touch Networks: From the Perspective of Hierarchical Language Systems
随着通信网络复杂性和动态性的不断提高，智能化网络运维对网络运营商来说变得越来越重要。随着人工智能的快速发展，“零接触”、“基于意图”、“知识定义”和“自驱动”网络等概念在网络界已经广为人知，其伟大愿景是使网络能够自动管理和响应用户需求。本文从类语言系统的角度讨论了如何实现零接触网络。我们提出了一种新的层次化的“语言”框架，专门用于网络，使零接触网络，它涵盖了从符号化的网络组件，一个统一的框架来理解网络系统，网络语义的逻辑描述。提出的语言框架的基础上的案例研究。最后，我们讨论了零接触网络的智能模型的挑战和开放的问题。
2022-09-05 cs.NI
QoE Management of Multimedia Streaming Services in Future Networks: A Tutorial and Survey
在本文中，我们提供了一个教程和全面的调查QoE管理解决方案在当前和未来的网络。我们从多媒体服务的QoE管理的高级描述开始，其集成了QoE建模、监控和优化。随后讨论了HTTP自适应流媒体（HAS）解决方案作为在尽力而为的互联网上流媒体视频的主要技术。然后，我们总结了SDN/NFV中的关键要素，并概述了与SDN、NFV和其他新兴应用相关的正在进行的研究项目、标准化活动和用例。我们提供了对QoE管理技术的最新技术的调查，这些技术被分为三个不同的组：a）使用SDN和/或NFV的QoE感知/驱动策略; b）用于新兴架构（例如多接入边缘计算、云/雾计算和以信息为中心的网络）上的自适应流的QoE感知/驱动方法;以及c）在诸如沉浸式增强和虚拟现实、多媒体和视频游戏应用的新领域中的扩展QoE管理方法。基于审查，我们提出了一个列表，确定未来的QoE管理的挑战，新兴的多媒体应用，网络管理和编排，网络切片和协作服务管理软件化网络。最后，我们提供了一个讨论未来的研究方向，重点是新兴的研究领域，在QoE管理，如QoE为导向的商业模式，基于QoE的大数据策略，并在QoE优化的可扩展性问题。
2019-12-28 cs.MM cs.NI eess.SP
Multilayer Network Planning - A Practical Perspective
提出了一种基于候选光路辅助图模型的多层网络规划方法。本文讨论了如何将这种方法应用于离线网络规划以及动态规划和提供服务。
2018-01-31 cs.NI
Fundamentals on Base Stations in Cellular Networks: From the Perspective of Algebraic Topology
近几十年来，蜂窝网络的部署经历了前所未有的扩张。在这方面，从拓扑的角度获得蜂窝网络的深刻知识是有益的，使得可以借助于基站（BS）的适当放置来实现突出的网络性能。在我们的研究中，在八个代表性的城市的基站的实际位置数据处理与经典的代数几何工具，包括$ α$ -ε，贝蒂数，欧拉特征。首先从Betti数和Hurst系数两个角度揭示了BS拓扑的分形性质。此外，对数正态分布被确认为提供最佳的拟合实际BS部署的欧拉特性。
2018-09-18 cs.NI
Artificial Intelligence Paradigm for Customer Experience Management in Next-Generation Networks: Challenges and Perspectives
随着下一代可编程网络的发展，传统的基于规则的决策可能无法有效地适应不断变化的网络和客户需求，并提供最佳的客户体验。必须了解客户体验管理（CEM）组件以及与运营商、网络和业务要求相关的实施挑战，以满足所需需求。本文概述了CEM组件及其设计挑战。我们详细介绍了数据分析和人工智能驱动的CEM及其功能差异。本文概述了下一代网络中的自治CEM框架，并为未来的增强奠定了基础。
2018-05-16 cs.NI
Radio Access Network and Spectrum Sharing in Mobile Networks: A Stochastic Geometry Perspective
下一代移动网络将更加依赖资源共享。本文研究了移动运营商之间的无线接入网和频谱共享问题。我们评估共享这两种类型的资源对空间分布的移动网络的性能的影响。我们应用随机几何观察的综合效果，例如，部署的基站之间的空间集群的水平，共享网络的大小，或在共享频谱使用的网络覆盖和预期的用户数据率的协调。我们发现了一些复杂的影响移动网络资源共享，其中涉及非线性缩放增益和性能权衡共享场景或空间集群水平。
2017-02-06 cs.NI
Autonomous Vehicular Networks: Perspective and Open Issues
车载自组织网络（VANTIONAL ADHOC NETWORK，VANTIONAL ADHOC NETWORK）的研究已有二十多年的历史。虽然传统的VAN是车辆的基本通信方式，但新兴的自动驾驶车辆（AV）对传统的VAN提出了挑战，自动驾驶车辆（AV）对通信提出了新的特征和挑战。与此同时，随着人工智能和5G蜂窝网络的最新进展，VANET的基本框架应该如何发展以利用新技术？在这篇文章中，我们重新考虑的问题，车辆到车辆的通信时，网络是由自动驾驶汽车。我们讨论了AV的特点和具体要求，以及传统的VANESTO应该如何适应它们。
2021-12-02 cs.NI
Content-Specific Broadcast Cellular Networks based on User Demand Prediction: A Revenue Perspective
长期演进（LTE）广播是通过在相同的频率信道上广播公共用户请求来应对指数增长的用户业务的有前景的解决方案。在本文中，我们提出了一种新的网络框架，同时提供广播和单播服务。对于每个向用户提供服务的文件，蜂窝基站基于用户需求预测来确定是广播还是单播该文件，该用户需求预测检查该文件的内容特定特性，诸如：文件大小、延迟容限、价格敏感度。在网络运营商的收入最大化的角度来看，而不造成任何用户的回报退化，我们共同优化资源分配，定价和文件调度。根据现有技术的LTE规范，与传统的单播蜂窝网络相比，所提出的网络展示了单个小区的收入增加高达32%，并且7小区协调LTE广播网络的收入增加超过7倍。
2014-01-20 cs.NI
An Open, Programmable, Multi-vendor 5G O-RAN Testbed with NVIDIA ARC and OpenAirInterface
本文介绍东北大学X5G测试平台，通过NVIDIA ARC与OpenAirInterface集成，实现首个8节点5G O-RAN部署，利用GPU加速PHY层，实测下行超500Mbps、上行45Mbps。
2024-03-15 cs.NI
Measurement and Analysis of Quality of Service of Mobile Networks in Afghanistan End User Perspective
增强的服务质量（QoS）和移动电话用户的满意度是服务提供商的主要关注点。为了有效地管理网络并提供增强的端到端体验质量（Quality of Experience，QoE），运营商需要从不同的角度和网络的不同相关点来测量和分析QoS。本文的范围是从最终用户的角度在阿富汗的移动网络的QoS的测量和统计分析。该研究基于从五家手机运营商的1，515名手机用户中随机收集的原始数据。本文还提出了适当的技术解决方案，移动运营商，以解决现有的挑战，在该地区的QoS和保持市场竞争力。基于处理数据的结果，考虑到地理位置，人口和政府的电信法规，作者建议部署小型小区（SC），增加定期性能测试的数量，优化基站的位置，增加载波的数量，以及高阶扇区化作为建议的技术解决方案。
2017-01-19 cs.NI
What if Routers Were Social? Analyzing Wireless Mesh Networks from a Social Networks Perspective
无线网状网络（WMN）由以网状拓扑组织的无线电节点组成，用于服务无线网状客户端以彼此通信或连接到因特网。类似于社交网络，网状网络中的节点可以直接或通过一个或多个中间结点彼此通信。WMN与社交网络共享许多共同的属性。我们首先确定社交网络和WMN之间的差异和相似之处，然后使用通常用于社会网络分析（SNA）的指标来评估真正的WMN。分析从UCSB MeshNet和MIT Roofnet测试平台收集的真实WMN数据表明，使用SNA指标有助于设计性能更好的WMN。我们证明了我们的结论和这种新方法的有效性，专注于两个样本应用程序的社交网络：网络可靠性评估和信道访问调度。
2012-12-11 cs.NI
A Green Perspective on Wi-Fi Offloading
由于ICT行业的能源消耗和碳排放增加，全球运营商都从财务和企业责任的角度关注降低其网络的能源消耗。蜂窝接入网络的绿色或节能操作的主题最近在研究界引起了很多关注。在这方面，动态地使无线电网络设备断电已经成为一种有前景的解决方案。在文献中，围绕这类技术的研究主要集中在量化节能潜力上。然而，几乎没有努力实现这些节能概念。另一方面，Wi-Fi网络正在经历向无处不在的范式转变。本文的主要目的是提供新的机制，用于通过机会性地将用户卸载到Wi-Fi网络来实际实现提高蜂窝接入网络中的功率效率的概念。这些机制是基于认知网络管理的原则。性能评估显示了所提出的机制作为在蜂窝接入网络中实现能量效率的可行解决方案的潜力。
2015-07-27 cs.NI
Antenna Model for Safe Human Exposure in Future 6G Smartphones: A Network Perspective
本文从网络视角研究未来6G智能手机天线拓扑对人体安全的生物效应，指出不同暴露频率下人体吸收特性不同，并强调生物效应与电磁场暴露是设计6G天线的关键考量因素。
2024-07-05 cs.NI eess.SP
Evolution Toward 6G Wireless Networks: A Resource Management Perspective
在本文中，我们首先介绍了6 G无线网络的愿景、关键性能指标、关键使能技术（KCN）和服务。然后，我们强调了一系列的一般资源管理（RM）的挑战，以及独特的RM挑战对应于每个KET。6 G中独特的RM挑战需要将现有的基于优化的解决方案转变为人工智能/机器学习授权的解决方案。在续集中，我们制定了一个联合网络选择和子信道分配问题的6 G多频带网络，提供进一步增强的移动宽带（FeMBB）和极端超可靠低延迟通信（eURLLC）服务的地面和空中用户。我们的解决方案突出了多频段网络的有效性，并展示了与深度Q网络和双深度Q网络算法相比，深度Q学习在获得高效RM解决方案方面的鲁棒性，收敛速度更快。
2021-08-14 cs.NI eess.SP
An Overview of Low latency for Wireless Communications: an Evolutionary Perspective
第五代（5G）支持的超低时延推动了自动驾驶、机器人、远程呈现、虚拟现实等众多无线网络应用的繁荣，超低时延不是一时能实现的，需要网络结构和关键使能通信技术的长期演进。在本文中，我们提供了一个在移动通信系统中的低延迟的演进概述，包括两个不同的演进角度：1）网络架构; 2）物理层空中接口技术。我们首先详细描述了从第二代（2G）到5G的通信网络架构的演进，突出了降低延迟的关键点。此外，我们还回顾了从2G到5G的物理层关键使能技术的演变，这也是为了减少延迟。讨论了低延迟技术在网络体系结构和物理层面临的挑战和未来的研究方向。
2021-07-07 cs.NI cs.PF
Perspectives on 6G Architectures
本文针对6G需满足的性能需求与关键用例，提出其架构需在虚拟云环境整合网络功能、利用分布式处理与AI技术、安全集成多子网，并从部署视角分析其影响及向后兼容性，为6G架构提供独特展望。
2024-11-28 cs.IT cs.NI math.IT
On the Ethereum Blockchain Structure: a Complex Networks Theory Perspective
在本文中，我们使用复杂网络建模框架来分析以太坊区块链。作用于区块链上的账户被表示为节点，而记录在区块链上的这些账户之间的交互被视为网络中的链接。使用这种表示法，可以获得有趣的数学特征，从而提高对区块链中发生的实际交互的理解。不仅如此，通过查看区块链的历史，还可以验证区块链演变中是否发生了根本性的变化。
2019-08-29 cs.CR cs.DC cs.NI
Organic Design of Massively Distributed Systems: A Complex Networks Perspective
有机计算的愿景解决了未来信息系统设计中出现的挑战，这些系统由众多的、异构的、资源受限的和容易出错的组件或设备组成。在这里，有机的概念特别强调了这样一种观点，即为了便于管理，这种系统应该表现出与生物系统相似的自组织、自适应和自愈特性。近年来，人们从复杂系统科学的角度，特别是使用统计物理学和统计力学的概念框架，研究了自然系统许多有趣特征的基本原理。在这篇文章中，我们回顾了统计物理和网络系统之间的一些有趣的关系，并讨论了可预测的，可量化的和可控的自 * 属性的有机网络计算系统的工程应用。
2012-01-17 cond-mat.stat-mech cs.NI physics.soc-ph
Cell-free mMIMO Support in the O-RAN Architecture: A PHY Layer Perspective for 5G and Beyond Networks
为了继续支持下一代需求，无线电接入基础设施将越来越密集。无小区（CF）网络架构正在出现，将密集部署与向用户分配资源的极高灵活性相结合。与此同时，开放无线电接入网络（O-RAN）范式正在将RAN转变为开放、智能、虚拟化和完全可互操作的架构。这种模式为CF网络带来了所需的灵活性和智能控制机会。在本文中，我们记录了当前的O-RAN术语，并将其与一些常见的CF处理方法进行了对比。然后，我们讨论了主要的O-RAN创新和研究挑战，仍然有待解决。
2023-01-25 cs.NI cs.SY eess.SP
