Cost Efficiency Optimization of 5G Wireless Backhaul Networks
无线回程网络为第五代（5G）无线网络的城市部署提供了有吸引力的解决方案，其使得未来的超密集小小区网络能够满足不断增长的用户需求。5G无线回程网络的优化部署和管理是一个有趣且具有挑战性的问题。在本文中，我们提出了最佳网关部署和无线回程路由方案，以最大限度地提高5G无线回程网络的成本效益。通常，网关部署和无线回程路由的变化会在不同的时间尺度上呈现。具体而言，在5G无线回程网络的长时间尺度中优化网关的数量和位置。考虑到无线信道的时变特性，在5G无线回程网络的短时间尺度下对无线回程路由进行了优化。数值结果表明，网关和无线回程路由优化显著提高了5G无线回程网络的成本效率。此外，所提出的优化算法的成本效率优于传统的和最广泛使用的最短路径（SP）和贝尔曼福特（BF）算法在5G无线回程网络。
2018-11-19 cs.NI
Fast Steerable Wireless Backhaul Reconfiguration
未来的移动流量增长将需要5G蜂窝网络来密集部署小小区基站（BS）。由于通过将所有BS布线到核心网络来形成回程（BH）是不可行的，因此定向毫米波链路由于其大的可用容量而可以是形成BH链路的有吸引力的解决方案。当小型小区被通电/断电或者业务需求改变时，BH可能需要重新配置，从而导致拓扑和业务路由改变。理想情况下，这种重新配置应该是无缝的，并且不应该影响现有的流量。然而，当使用可以动态旋转以形成新链路的高度定向BH天线时，这可能变得耗时，需要BH接口移动、链路建立和业务路由的协调。在本文中，我们提出了基于贪婪的启发式算法来解决BH重构问题的实时性。我们数值上比较所提出的算法与通过求解混合整数线性规划（MILP）较小的情况下，并与次优减少MILP较大的情况下获得的最优解。所得到的结果表明，基于贪婪的算法实现了良好的质量的解决方案，显着减少执行时间。
2019-07-23 cs.NI
Wireless Backhaul Node Placement for Small Cell Networks
小型小区已被提议作为无线网络的载体，以跟上激增的需求。小型小区带来了提供回程以向（从）核心网络中的网关节点传输数据的重大挑战。基于光纤的回程提供了满足这一要求所需的高速率，但在不容易获得时，部署成本高且耗时。无线回程对于小型基站来说是一个有吸引力的选择，因为它提供了一种更便宜且易于部署的光纤替代方案。然而，存在大量的频带和特征（例如，LOS/NLOS、空间复用等）。与需要智能地用于小型小区的无线回程相关联。候选波段包括：在非视线（NLOS）场景中有用的亚6 GHz频带、在点对点视线（LOS）场景中有用的微波频带（6-42 GHz）、以及最近在LOS场景中商业使用的毫米波频带（例如，60、70和80 GHz）。在许多部署拓扑中，使用位于小型小区附近的高层建筑物的屋顶处的聚合器节点是有利的。这些节点可以向NLOS路径中的多个小小区提供高数据率，使用LOS路径维持到网关节点的相同数据率，并且利用所有可用频带。该工作执行联合成本最优的聚合器节点放置，功率分配，信道调度和路由，以优化无线回程网络。我们制定混合整数非线性规划（MINLP），以捕捉不同的干扰和复用模式，在6 GHz以下和微波频段。我们通过线性松弛和分支定界算法求解MINLP，并将我们的算法应用于曼哈顿市中心的无线回程网络的一个例子。
2014-04-10 cs.IT cs.NI math.IT
Energy Efficient Routing in Wireless Sensor Networks: A Genetic Approach
由于方程1中的一个关键符号错误，本文已被作者撤回
2011-06-26 cs.NI math.OC
Integrating UAV-Enabled Base Stations in 3D Networks: QoS-Aware Joint Fronthaul and Backhaul Design
本文研究3D网络中无人机基站的战略性放置问题，提出凝聚层次聚类算法优化基站位置和遗传算法设计回传连接，有效满足前传覆盖与回传负载需求，提升网络弹性。
2024-04-26 cs.NI
Rate Optimal design of a Wireless Backhaul Network using TV White Space
无线宽带服务在偏远地区的渗透主要是有限的，因为服务提供商在人口稀少的地区缺乏经济激励。此外，像卫星和微波这样的无线回程链路要么昂贵，要么需要严格的视线通信，这使得它们没有吸引力。TV空白空间信道具有其期望的无线电传播特性，可以为缺乏丰富基础设施的地区的工程回程网络提供极好的替代方案。具体而言，TV空白空间信道可以提供“免费无线回程管道”，以将聚合流量从宽带源传输到光纤接入点。在本文中，我们调查的可行性，多跳无线回程在可用的白色空间信道，通过使用非连续的正交频分多址（NC-OFDMA）传输之间的固定回程塔。具体来说，我们考虑联合功率控制，调度和路由策略，以最大限度地提高最低速率在网络中的宽带塔。根据人口密度和交通需求的位置考虑，我们讨论了合适的选择的回程网络的小区大小。使用的例子，在威奇托，堪萨斯州（一个小城市，位于美国中部）可用的电视空白频段，我们提供了说明性的数值例子设计这样的无线回程网络。
2015-05-06 cs.NI
Hybrid Wired-Wireless Backhaul Solutions for Heterogeneous Ultra-Dense Networks
无线网络正变得非常普遍，而业务需求不断增加。为应付未来数年的预测流量增长，以及联网设备的数量，需要新技术、新做法和频谱重新安排。在这种情况下，一个关键的问题出现了：如何提供广泛的回程连接和能力的普及超密集网络？答案是相当复杂的，如果可行的话。为了阐明这个问题，我们概述了有线或无线的潜在技术，并确定了技术挑战。此外，我们评估了一个说明性的情况下，超密集的网络与混合有线无线回程。我们假设多种无线电接入技术在小型和宏基站（BS），我们讨论了不同的拓扑结构和流量配置文件的最佳流量拆分和路由解决方案。
2018-03-06 cs.NI
Energy Efficient Routing For Underwater Acoustic Sensor Network Using Genetic Algorithm
Vel Tech University（Vel Tech大学）；Indian Institute of Technology, Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
在水声传感器网络中，能量可靠的数据传输是一项具有挑战性的任务。这是由于由过量噪声、特别长的传播延迟、高比特出错率、有限的带宽能力和干扰引起的声传输干扰。如何延长数据传输的寿命，是UWBER研究的重要课题之一。数据从源节点到目的节点的传输是一个复杂的课题。在过去的几年中，已经开发了许多路由算法，例如基于向量的转发和基于深度的路由。我们提出了一种基于遗传算法的优化方法，用于提高从源节点到目的节点的路由路径中数据传输的能量效率。
2022-04-25 cs.LG cs.NI cs.RO
Security of 5G-Mobile Backhaul Networks: A Survey
移动一代的迅速发展以及初期的数据网络能力和利用率，使数据流量呈指数级增长。这样的流量消耗了5G移动回程网络中的各种关键问题。移动回程的安全性是至关重要的;然而，有有限数量的文章，探讨了这样的要求。本文讨论了安全5G移动回程架构的潜在设计问题和关键挑战。比较现有的国家的最先进的安全移动回程的解决方案，连同他们的主要贡献进行了探讨。此外，本文还讨论了各种关键问题，涉及服务质量（QoS），路由和调度，资源管理，容量增强，延迟，安全管理，并使用机制，如软件定义网络和毫米波技术。此外，还提出了研究的挑战和未来的发展方向。
2019-06-27 cs.CR cs.NI cs.SI
Broadcasting Real-Time Flows in Integrated Backhaul and Access 5G Networks
研究了多跳无线网络中实时的【形】流的广播问题。我们认为，每个数据包有一个严格的最后期限，网络中的每个节点获得一些效用的基础上的数据包的数量按时交付给它的每个流。我们提出了一个分布式协议，委托集路由（DSR）协议，几乎没有开销的节点之间的协调。我们还开发了分布式算法，旨在最大限度地提高DSR下的总系统效用。我们的DSR协议和分布式算法的实用程序证明了理论分析和仿真结果，我们表明，我们的算法实现更好的性能，即使对集中式吞吐量最优策略相比。
2019-01-23 cs.NI
Uplink Power Control in Integrated Access and Backhaul Networks
集成接入和回程（IAB）网络是一种新型的无线电接入网络（RAN）解决方案，可实现5G及以后的网络致密化。在本文中，我们使用功率控制与资源分配算法相结合，以开发高效的IAB网络与高服务覆盖。特别地，我们开发了一种基于遗传算法的解决方案，用于用户设备和IAB节点的功率控制，使得网络上行链路服务覆盖概率最大化。最后，结合毫米波信道模型，研究了最小数据率要求、覆盖距离和发射功率等参数对网络性能的影响。如我们所示，一个功率分配方案与良好的调整参数可以大大提高IAB网络的上行链路性能。此外，利用毫米波通信和适当的网络部署，干扰对服务覆盖概率的影响可以忽略不计。
2021-10-14 cs.NI
A Fast Heuristic for Gateway Location in Wireless Backhaul of 5G Ultra-Dense Networks
Carleton University（卡尔顿大学）
在5G超密集网络中，分布式无线回程是将流量转发到核心的有吸引力的解决方案。宏小区覆盖区域被划分为许多小小区。其中一些单元被指定为网关，并通过高容量光纤链路与核心相连。每个小小区与一个网关相关联，并且所有小小区通过多跳网状网络将它们的业务转发到它们各自的网关。我们调查的网关位置的问题，发现接近最佳的网关位置提高了回程网络的容量。一个精确的p-中位数整数线性规划制定我们的新的K-GA启发式，结合了遗传算法（GA）与K-均值聚类找到接近最佳的网关位置进行比较。我们比较KGA的性能与其他六种方法在不同的节点密度的平均跳数和回程网络容量，通过广泛的蒙特卡罗模拟。所有方法都在各种用户分布场景中进行了测试，包括均匀分布，二元高斯分布和聚类分布。在所有情况下，K-GA都能提供接近最优的结果，平均跳数和回程网络容量在最优值的2%以内，同时平均节省95%的执行时间。
2021-02-22 cs.AI cs.LG cs.NE
Resource Allocation and Power Control in Cooperative Small Cell Networks in Frequency Selective Channels with Backhaul Constraint
基于正交频分复用，在具有有限回程容量的协作多用户下行链路小小区网络中，针对比例公平性最大化，解决了联合资源分配（RA）、用户关联（UA）和功率控制（PC）问题。以前的研究已经放松了每资源块（RB）RA和UA问题的连续优化问题的基础上，长期的信号噪声比，因为原来的问题是一个组合NP-难问题。我们解决了原来的每RB RA和UA的问题，以获得一个接近最优的解决方案，可行的复杂性。我们发现，传统的对偶问题的方法RA不能找到满足传统的KKT条件的解决方案。然而，受对偶问题方法的启发，我们推导出所考虑的RA，UA和PC问题的一阶最优性条件，并提出了一种序列优化方法来寻找解决方案。整个方案可以实现可行的复杂性，即使有大量的系统参数。数值结果表明，在低回程容量时，该算法的公平性接近其外边界，且回程容量不受限制;在高回程容量时，该算法的公平性接近精心设计的遗传算法的公平性，且遗传算法具有多代但没有回程约束.
2018-08-12 cs.NI
An intelligent routing approach using genetic algorithms for quality graded network
在过去的十年里，网络中的智能路由在建模和方法方面提出了许多挑战。确实存在许多技术用于在这样的环境中路由，其中路径确定通过广告、位置和接近最优的节点选择方案来进行。在本文中，一个有效的路由方案已被提出使用遗传算法的等级为基础的两级节点选择方法。该方法假设节点知道其环境，并能够进行路由发现决策。从考虑用于路由的拓扑学习的数据被保存在其本地存储器中。在这种两级节点选择方案中，路由发现操作在多个级别中发生。在第一层，基于等级的选择被应用于考虑最优的节点，其将适合于发送数据。在第二层，利用遗传算法寻找最优路径。仿真结果表明，与非分级网络相比，在适应度值较好的情况下，该方法能更快地收敛路径。
2014-08-06 cs.NI
Optimal Joint Routing and Scheduling in Millimeter-Wave Cellular Networks
毫米波（mmWave）通信是一种很有前途的技术，可以应对5G网络中数据流量的预期指数增长。毫米波网络通常需要非常密集的毫米波基站（mmBS）部署。为了降低成本并增加灵活性，需要无线回程来连接mmBS。毫米波通信的特性，特别是其高定向性，意味着对高效路由和调度范例的新要求。我们提出了一种高效的调度方法，所谓的面向调度的优化，基于匹配理论，优化QoS指标与路由。它能够解决任何调度问题，可以制定为一个线性规划，其变量是链接时间和QoS指标。作为面向调度优化的一个例子，我们给出了最大吞吐量公平调度（MTFS）的最优解。实际上，即使对于具有超过200个mmBS的网络，也可以获得最优调度。为了进一步提高算法的运行性能，本文提出了一种基于边着色的近似算法，并给出了算法的性能界。它实现了超过80%的最佳最大-最小吞吐量和运行速度比最佳算法在实践中的5至100倍。最后，我们扩展了最佳和近似算法的情况下，多RF链毫米基站和集成的回程和接入网络。
2017-12-13 cs.NI
Performance analysis of Zone Routing Protocol in respect of Genetic Algorithm and Estimation of Distribution Algorithm
本文将分布估计算法（EDA）用于移动自组网区域路由协议（ZRP）中，以代替传统的遗传算法。它是一种进化方法，当网络规模增长和搜索空间增加时使用。当目的地在区域外时，应用EDA来找到具有最小成本和时间的路线。最后，将该方法与遗传ZRP算法进行了比较，GZRP和结果表明，所提出的方法具有更好的性能。由于该方法提供了一组到目的地的路径，因此它导致网络的负载平衡。由于EDA和GA都采用随机搜索的方法来达到最优点，搜索成本大大降低，特别是当数据量很大时。
2011-12-14 cs.NI
Energy-efficient Traffic Allocation in SDN-based Backhaul Networks: Theory and Implementation
预计5G网络将具有高能效，能耗比目前的系统低10倍。实现这样的目标的有效方式是通过控制节点的操作状态和业务流的分配来作用于回程网络。为此，在本文中，我们制定能源效率的流路由的回程网络作为一个优化问题。鉴于其复杂性，这会损害大规模场景中的解决方案，然后我们提出了一种启发式方法。我们的计划，名为EMMA，旨在关闭空闲节点和集中流量的最小可能的一组链路，这反过来又增加了空闲节点的数量。我们在ONOS上实现EMMA，并通过Mininet仿真网络得出实验结果。我们的研究结果表明，EMMA提供了良好的节能性能，接近最佳。在更大的网络场景中，EMMA提供的能耗增益相对于所有节点都处于活动状态的简单基准非常高，在中低流量负载下几乎达到1。
2016-09-15 cs.NI
Application of Genetic Algorithm on Quality Graded Networks for Intelligent Routing
在过去的十年中，已经进行了重要的研究，以实现智能网络路由使用广告，位置和近最佳节点选择方案。本文提出了一种基于等级的两级节点选择方法和遗传算法，以实现一个有效的路由方案。该方法假设节点是智能的，并且在它们的本地存储器中存在关于环境的知识库。有两个层次的接近有效的路线选择过程，通过分级。在第一级，应用基于等级的选择，在第二级，使用GA探索最优路径。在不同的拓扑结构上进行了仿真，与非分级网络相比，通过该方法确定最优路径的时间显著减少。
2012-03-30 cs.NI
Securing a mobile adhoc network from routing attacks through the application of genetic algorithm
近年来，静态最短路径（SP）问题已经使用智能优化技术得到了很好的解决，例如，人工神经网络、遗传算法（GA）、粒子群优化等。然而，随着无线通信的发展，出现了越来越多的移动无线网络，例如，移动网络[移动自组织网络（MANET）]、无线传感器网络等。移动无线网络中最重要的特征之一是拓扑动态性，即，网络拓扑由于能量守恒或节点移动性而随时间改变。因此，移动自组网中的SP路由问题是一个动态优化问题。GA的是能够找到，如果不是最短的，至少在移动自组织网络节点的源和目的地之间的最佳路径。在链路失效或节点失效的情况下，通过获取替代路径或备份路径来避免重路由发现。
2012-02-21 cs.NI
Enhanced Genetic Algorithm approach for Solving Dynamic Shortest Path Routing Problems using Immigrants and Memory Schemes
在因特网路由中，静态最短路径（SP）问题已经使用众所周知的智能优化技术如人工神经网络、遗传算法（GAs）和粒子群优化来解决。随着无线通信技术的发展，移动无线网络越来越多，如移动自组织网络（Mobile Ad Hoc Networks，MANDIX）和无线传感器网络等。网络的动态性是移动自组网的主要特点。因此，移动自组网中的SP路由问题转化为动态优化问题（DOP）。在这里，节点可以意识到环境条件，从而使其智能化，这将作为GA的输入。实现，然后使用遗传算法与移民和内存计划，以解决动态SP路由问题（DSPRP）在MANETS。在本文中，一旦网络拓扑结构发生变化，可以利用新的移民或存储在内存中的有用信息搜索新环境中的最优解。结果表明，采用新移民策略的遗传算法比采用记忆策略的遗传算法具有更好的收敛性。
2011-07-11 cs.NE cs.NI
Ultra-Dense 5G Small Cell Deployment for Fiber and Wireless Backhaul-Aware Infrastructures
在本文中，我们研究了两层蜂窝网络的小区规划问题，包含两种类型的基站（BS）-即光纤回程，称为有线BS（W-BS），和BS与无线回程，称为无线BS（U-BS）。带内全双工无线通信用于连接U-BS和W-BS。我们提出了一种算法来确定最小数量的W-BS和U-BS，以满足给定的小区和容量覆盖的限制。此外，我们应用我们提出的非支配排序遗传算法II（NSGA-II）来解决小区规划和联合小区和回程规划问题，以最大限度地减少规划成本，同时最大限度地提高覆盖范围。此外，所考虑的小区规划程序被开发成一个优化，包括光纤回程部署的成本最小化的问题。为了分析该算法的性能，我们研究了基于不同用户空间分布和覆盖区域的三种不同部署场景。结果表明，我们提出的NSGA-II算法的优越性，无论是小区规划和联合小区和回程规划其他知名的优化算法。研究结果还表明，有一个权衡之间的小区部署成本和SINR/速率覆盖，和W-BS被放置在拥塞的区域消耗较少的资源用于无线回程。类似地，在规划中观察到小区和光纤部署成本与SINR/速率覆盖之间的权衡。我们表明，对于现实的情况下，理想的解决方案可以选择从帕累托前面的多目标问题的基础上，给定的蜂窝运营商的政策。
2018-08-22 cs.NI eess.SP
Comparison of Genetic Algorithm and Simulated Annealing Technique for Optimal Path Selection In Network Routing
本文讨论了从已知发送端到接收端的路径选择问题。所提出的工作表明，路径选择使用遗传算法（GA）和模拟退火（SA）的方法。在遗传算法方法中，多点交叉和变异有助于确定最优路径，如果需要，还可以确定备用路径。这两种算法的输入是一个学习模块，它是认知路由器的一部分，负责四个QoS参数。该方法的目标是最大化沿前向信道的带宽和最小化路由长度。种群大小被认为是参与网络场景的N个节点，这将被限制在已知的拓扑大小。仿真结果表明，采用遗传算法求解最短路径问题，随着迭代次数的增加，最短路径收敛的概率增大;而采用模拟退火算法求解最短路径问题，由于模拟退火算法是随机选择的，因此迭代次数对最短路径的收敛没有影响。
2010-01-22 cs.NE cs.NI
Genetic Improvement of Routing Protocols for Delay Tolerant Networks
路由在网络应用中起着基础性的作用，但在延迟容忍网络（DTNs）中路由问题尤其具有挑战性。这些是一种由例如（可能是无人驾驶的）车辆和人类组成的移动自组织网络，尽管缺乏连续的连接，但由于节点的移动性，必须在网络条件发生变化时传输数据。在这些上下文中，路由是NP难的，并且通常通过启发式的“存储转发“基于复制的方法来解决，其中相同消息的多个副本被移动并存储在节点之间，希望至少有一个将到达其目的地。尽管如此，现有的路由协议产生相对较低的传递概率。在这里，我们遗传地改进了DTNs中广泛采用的两个路由协议，即Epidemic和PRoPHET，试图优化它们的交付概率。首先，我们将其分解为基本组成部分，即，例如，检查节点是否可以传输数据，或者向所有连接发送消息。然后，我们应用遗传改进（GI）来操纵这些组件作为终端节点的进化树。我们应用这种方法，在硅片上，六个测试用例的城市网络由数百个节点，并发现GI产生一致的收益在四种情况下的交付概率。然后，我们验证这种改进是否会导致其他相关网络指标的恶化，例如延迟和缓冲时间。最后，我们比较了最好的进化协议的逻辑与基线协议，我们讨论了跨测试用例的结果的普遍性。
2021-03-12 cs.NE cs.NI
A QoS based Routing Approach using Genetic Algorithms for Bandwidth Maximization in Network
研究了稠密网络中从已知源到目的地的路径选择问题。所提出的路由发现的解决方案使用遗传算法的方法为基于QoS的网络。多点交叉和变异有助于在需要时确定最佳路径和备用路径。遗传算法的输入是一个学习模块，它是认知路由器的一部分，负责四个QoS参数。在这里，选择用于路由的节点集合由延迟、抖动和损耗确定。在所选节点的该渐变表面上，带宽参数被考虑用于路径选择。该方法的目标是占用沿前向信道的带宽最大化，并尽量减少路由长度。人口规模被认为是参与网络场景的固定节点，这将限于已知的拓扑结构大小。仿真结果表明，采用遗传算法（GA）的方法，收敛到最短路径的概率较高。
2014-08-08 cs.NI
Optimal and Approximation Algorithms for Joint Routing and Scheduling in Millimeter-Wave Cellular Networks
毫米波（mmWave）通信是一种很有前途的技术，可以应对5G数据流量的指数增长。这样的网络通常需要非常密集的基站部署。这些基站的一个子集，即所谓的宏基站，具有与核心网络的高带宽连接，而中继基站则以无线方式连接。为了降低成本并增加灵活性，需要无线回程来连接宏到中继以及中继到中继基站。毫米波通信的特性要求路由和调度的新范例。本文研究了不同干扰模型下的调度算法。为了展示调度方法，我们研究了最大吞吐量公平调度问题。然而，所提出的算法可以很容易地扩展到其他问题。针对全双工网络中无干扰模型，提出了一种高效的多项式时间调度方法--{ \em面向调度优化}。此外，我们证明了这个问题是NP-难的，如果我们假设成对链路干扰模型或半双工无线电。针对这些NP难问题，提出了基于分数加权着色的近似算法。在无干扰模型下，针对半双工网络提出了近似算法并行数据流调度算法。它比基于分数加权着色的算法具有更好的逼近比，甚至达到了均匀正交回程网络的特殊情况下的最优解。
2020-07-06 cs.NI
A Multi QoS Genetic-Based Adaptive Routing In Wireless Mesh Networks With Pareto Solutions
无线网状网络（WMN）是无线网络设计者和研究者的一个活跃的研究课题。路由已经在过去的二十年中，由于在WMN中的各种应用在优化领域中进行了研究。本文提出了一种基于自适应遗传算法的多QoS最短路径算法。该算法具有自适应性，在再现过程中采用多种选择方法，在再现过程中采用具有最佳多QoS度量的方法，多目标QoS度量定义为最小跳数、最小时延和最大带宽的组合。多目标优化已制定和解决加权和方法和帕累托最优解技术。在MATLAB环境下，以50个节点的加权图为模型，节点覆盖范围为200 m的无线网络为例进行仿真实验，结果表明，该算法性能良好，能够快速、高效地找到无线网络的最短路径，适应无线网络的动态特性，满足网络的各种约束条件和客观指标。
2018-05-02 cs.CY cs.NI
Joint Mobile IAB Node Positioning and Scheduler Selection in Locations With Substantial Obstacles
本文针对海港等存在大量障碍物的场景，提出基于遗传算法的移动IAB节点定位与调度器选择联合优化方法，在满足回传容量约束下实现最高200%的容量提升。
2025-04-13 cs.NI
SkyHaul: An Autonomous Gigabit Network Fabric in the Sky
我们设计并建造了SKYHAUL，这是第一个使用毫米波无线网状回程连接的大型自主自组织无人机网络。虽然毫米波回程的使用为一类新的带宽密集型、延迟敏感的协作应用（例如，灾难期间的LTE覆盖，在具有挑战性的地形中进行救援期间的监视），无人机网络允许这些应用在远远超出目前限制单个无人机的视距的操作范围内执行。为了实现部署和维护机载毫米波网状回程以满足动态应用的挑战性愿景，SKYHAUL的设计融合了各种元素：（1）同时解决应用跟踪和回程连接的特定角色无人机操作（2）联合解决部署问题的新颖算法（位置、UAV的偏航）和跨UAV网络的流量路由;以及（3）在应用动态期间用于UAV回程的快速和安全重新配置的可证明的最佳解决方案。我们在四架DJI Matrice 600 Pro上实现了SKYHAUL，通过自主飞行操作以及大规模模拟来展示其实用性和性能。
2020-06-19 cs.NI eess.SP
SLA-Aware Traffic Steering in Hybrid TN-NTN 5G Backhaul: A Potential Game Approach
IDLab, Department of Information Technology, Ghent University – imec（根特大学-imec信息技术系IDLab）；ITIS Software, University of Malaga（马拉加大学ITIS软件）
针对混合地面-非地面网络回传中的SLA感知流量引导问题，提出一种基于精确势博弈的轻量级分布式负载均衡框架，显著降低SLA违例率。
2026-05-26 cs.NI
Optimization-in-the-Loop for Energy-Efficient 5G
我们考虑5G系统中的节能网络管理问题，其中回程和前传节点具有网络和计算能力。我们设计了一个优化模型，该模型考虑了5G回程和前传的主要特征，并联合解决了（i）节点开关，（ii）VNF放置和（iii）流量路由的问题。我们在SDN控制器和NFV编排器之上的应用程序中实现了优化模块，从而能够根据当前网络条件快速做出高质量的决策。最后，我们验证和测试我们的计划与现实世界的功耗，网络拓扑结构和流量需求，评估其性能以及系统的总功耗的主要贡献的相对重要性。
2018-04-14 cs.NI
Biased Backpressure Routing for Multihop Wireless Networks with Heterogeneous Interfaces
DEVCOM Army Research Laboratory（美国陆军研发司令部陆军研究实验室）；Rice University（莱斯大学）
针对异构接口多跳无线网络，提出统一框架将接口分配转化为虚拟路由，联合求解路由与调度，采用多层SP-BP方案，在吞吐量、延迟和投递率上优于基线。
2026-09-09 cs.NI cs.SY eess.SP
QoS Guaranteed Intelligent Routing Using Hybrid PSO-GA in Wireless Mesh Networks
在多信道多射频无线Mesh网络中，如何在满足服务质量（QoS）约束的前提下找到最优路由是一项艰巨的任务。为了保证网络的可靠性，从源节点到网关之间存在多条路径，有时需要处理链路故障。MCMR-WMN的一个主要挑战是从冗余路径中找到满足QoS且无干扰的路径，以便通过该路径传输数据包，粒子群优化算法（PSO）是一种在搜索空间中寻找最优候选解的优化技术，它将人工智能应用于路由问题的求解。另一方面，遗传算法（Genetic Algorithm，GA）是一种基于种群的元启发式优化算法，它的灵感来自于自然进化，如选择、变异和交叉。粒子群算法很容易陷入局部最优解，同时由于底层动态网络的存在，遗传算法不适用于动态数据。在本文中，我们提出了一个最佳的智能路由，使用混合粒子群算法-遗传算法，这也满足QoS约束。该算法综合了粒子群算法和遗传算法的优点。将带宽、时延、抖动和干扰等QoS约束转化为惩罚函数。仿真结果表明，该混合算法的性能优于粒子群算法和遗传算法，且收敛时间相对较短，避免了过早收敛。关键词：无线网状网络，多射频，多信道，粒子群优化，遗传算法，服务质量。
2015-03-12 cs.NI
Competitive performance analysis of two evolutionary algorithms for routing optimization in graded network
本文比较了人工蜂群算法和遗传算法两种智能路径生成系统及其在分级网络中的性能。ABC和GA都发现了它的重要性，在优化技术，以确定最佳路径，而路由操作在网络中。本文展示了如何利用ABC方法根据链路的带宽可用性确定最佳路径，并通过GA确定质量更好的路径。在这里，参与路由的节点被评估其QoS度量。选择满足度量的最小阈值的节点并使其能够参与路由。以源节点为中心合成一个象限，根据目标节点属于哪个象限，进行最优路径搜索。仿真结果表明，ABC加快了约60%的局部最小搜索收敛相比，遗传算法的流量强度，并在未来的智能网络认知路由的可能性。
2014-08-05 cs.NI
Mobile Base Station Positioning in Smart Ports Based on Kriged Sparse Measurements and Obstacle Inference
INESC TEC, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto（波尔图大学工程学院，葡萄牙）
提出DOCKING框架，利用普通克里金法重建无线环境图并推断障碍物模型，实现移动集成接入与回传部署优化，在稀疏测量下达到高精度与容量增益。
2026-07-02 cs.NI
Priority Flow Admission and Routing in SDN: Exact and Heuristic Approaches
本文提出了一种新的接纳和路由方案，考虑到任意分配的优先级的网络流。所提出的方法利用集中式软件定义网络（SDN）能力来这样做。提出了一种求解优先流接纳和路由问题的精确启发式方法.提供最优解的精确方法是基于线性规划（ILP）的。鉴于潜在的运行时间长，需要找到一个精确的和最优的解决方案，提出了一种启发式方法，这种方法是基于遗传算法（GAs）。为了有效地估计所提出的方法的性能，已经开发了一个能够生成半随机网络拓扑和流的模拟器。大型问题实例（多达50个网络节点和数千个网络流）的实验结果表明：i）通常可以在几秒钟（甚至几毫秒）内找到最佳解决方案，ii）启发式方法可以在固定时间内产生接近最佳的解决方案（大约95%的最佳解决方案）;这些实验结果证明了所提出方法的相关性。
2020-09-22 cs.NI
QoS Identifier and Slice Mapping in 5G and Non-Terrestrial Network Interconnected Systems
National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（信息通信研究机构）
本文提出一种优化框架，通过引入NTN QoS标识符和切片映射，解决5G与非地面网络互联中的服务质量管理和资源分配问题。
2026-02-10 cs.NI cs.SY eess.SY
Intelligent OLSR Routing Protocol Optimization for VANETs
针对车载自组织网络路由难题，本文利用多种元启发式算法自动优化OLSR路由协议参数，在真实城市场景下实现了优于标准协议和人工配置的服务质量。
2025-01-16 cs.NE cs.NI
Computing-Aware Routing for LEO Satellite Networks: A Transmission and Computation Integration Approach
遥感技术的发展对计算和传输资源提出了越来越高的要求。传统的地面卸载技术将大量原始数据传输到地面，卫星到地面的链路质量很差。此外，现有的卫星卸载技术（其将计算任务卸载到位于RS卫星的可见范围内的低地球轨道（LEO）卫星进行处理）不能利用网络的全部计算能力，因为可见LEO卫星的计算资源是有限的。这种情况在热点地区更为严重。在本文中，通过低轨卫星网络的有效卸载，我们提出了一种新的计算感知路由方案。它融合了传输和计算过程，并优化了两者的整体延迟。具体来说，我们首先建模的LEO卫星网络作为一个无快照的动态网络，其节点和边都具有随时间变化的权重。该方法利用时变网络参数表征网络动态特性，建立了一个连续时间模型，该模型在大型网络上具有良好的可扩展性，提高了模型的精度。接下来，我们提出了一个计算感知的路由方案的模型。它在路由过程中处理任务，而不是将原始数据卸载到地面站，从而减少了整体延迟并避免了网络拥塞。最后，我们制定了计算感知路由问题的动态网络作为一个组合的多个动态单源最短路径（DSSSP）的问题，并提出了一个基于遗传算法（GA）的方法，在合理的时间内近似的结果。仿真结果表明，与将原始数据卸载到地面进行处理相比，计算感知路由方案将总体延迟降低了78.31%。
2022-11-16 cs.NI cs.SY eess.SY
A Comparative Analysis for Determining the Optimal Path using PSO and GA
近年来，在网络路由中寻找最优路径的研究取得了很大进展。其中，进化算法的方法是一个领域的工作进行了广泛的。在本文中，我们已经使用粒子群优化（PSO）和遗传算法（GA）的最佳路径和区域为基础的网络的概念被引入，以及使用间接编码。我们证明了PSO和GA的适应值和跳数的优势。对粒子群算法和遗传算法进行了比较研究，发现粒子群算法收敛到最优路径的速度比遗传算法快得多。
2014-07-20 cs.NE cs.NI
An Optimization-enhanced MANO for Energy-efficient 5G Networks
5G网络节点，无论是前传还是回传，都将具有转发和计算能力。这使得节能网络管理更具挑战性，因为激活或停用节点等决策会影响网络路由流量的能力及其可以执行的处理量。为此，我们制定了一个优化问题，考虑了5G节点的主要特征及其服务的流量，允许联合决定（i）节点激活，（ii）它们运行的网络功能，以及（iii）流量路由。我们的优化模块集成在5G的管理和编排框架中，从而实现快速和高质量的决策。我们使用基于OpenStack和OpenDaylight的真实测试平台以及其拓扑和流量来自真实移动运营商的大规模仿真网络来测试我们的方案，发现它始终优于最先进的替代方案并与最佳方案密切匹配。
2019-07-23 cs.NI
CECT: Computationally Efficient Congestion-avoidance and Traffic Engineering in Software-defined Cloud Data Centers
云数据中心应用和网络功能虚拟化（NFV）的激增将动态和QoS相关的流量提升到数据中心网络中。目前，许多网络路由协议是需求不可知的，而其他QoS感知协议是计算复杂和效率低下的小流量。在本文中，计算效率的拥塞避免方案，称为CECT，软件定义的云数据中心提出。所提出的算法，CECT，不仅最大限度地减少网络拥塞，但也重新分配资源的流量需求的基础上。为此，我们使用路由架构来重新配置由两个事件触发的网络资源：1）预定义的时间间隔的流逝，或者，2）拥塞的发生。此外，采用转发表项压缩技术降低了CECT的计算复杂性。通过这种方式，我们在数学上制定了一个优化问题，并定义了一个遗传算法来解决所提出的优化问题。我们测试所提出的算法在现实世界的网络流量。我们的结果表明，CECT是计算速度快，解决方案是可行的，在所有情况下。为了评估我们的算法在吞吐量方面，CECT与ECMP（其中最短路径算法被用作成本函数）进行了比较。仿真结果证实，通过运行CECT获得的吞吐量相比ECMP提高了3倍，而丢包率降低了2倍。
2020-12-30 cs.NI
Multi-layer Space Information Networks: Access Design and Softwarization
在本文中，我们提出了一种方法，用于构建一个多层多轨道空间信息网（SIN）提供高速连续的宽带连接空间任务（纳卫星终端）从新兴的天基互联网提供商。这一概念的动机是卫星技术在卫星小型化和可重复使用火箭发射方面的快速发展，以及低轨道上用于空间下游应用（如地球观测、遥感和物联网数据收集）的纳米卫星星座数量的增加。具体而言，可以利用Starlink、OneWeb和SES O3b等天基互联网提供商直接与纳米卫星进行宽带连接，这允许在空间网络拓扑中实现更大程度的连接。此外，这种设施在经济上更有效率，不需要过多的地面站，同时实现实时和可靠的空间通信。这一目标需要开发合适的无线电接入方案和使用卫星间链路和轨道间链路的高效可扩展空间回程。特别地，除了基于软件定义网络（SDN）的架构之外，面向服务的无线电接入方法在多个ISL和IOL上采用最佳路由机制是这种新颖概念的最重要的推动者。因此，在不同轨道的多功能卫星节点之间发展这种共生互动，将导致未来下游空间任务和卫星网络设计和运营方式的突破。
2021-10-15 cs.NI eess.SP
Mobility-Aware Resource Allocation for mmWave IAB Networks: A Multi-Agent Reinforcement Learning Approach
针对毫米波IAB网络中用户移动和障碍物遮挡导致的链路中断问题，提出多智能体强化学习框架，通过流路由和链路调度优化用户吞吐量，并设计全双工/半双工组件及在线协调机制，数值结果验证了方法有效性。
2024-04-23 cs.NI
Coverage Related Issues in Networks
无线传感器网络由大量廉价、微小的传感器节点组成，用于军事环境控制、自然事件记录、交通监控、机器人导航等。这样的网络面临着能耗、路由、覆盖、可靠性等各种挑战。这些问题中最重要的类型是源于节点能量消耗受限的覆盖问题。为了解决这个问题，人们提出了不同的方法，其中大多数是基于理论方法，并使用非平衡和计算分布。在所有提出的方法中，使用了大量的节点。在本文中，我们的尝试是基于使用几个传感器，以覆盖广阔的环境区域。我们提出了一种算法，将所需的环境划分为几个区域，并在每个区域中使用遗传算法提高覆盖率。在MATLAB软件中对该方法进行了仿真，并与现有算法进行了比较。实验结果表明，该算法与已有算法相比，具有较好的覆盖率.
2011-10-31 cs.NI
From Cell Towers to Satellites: A 2040 Blueprint for Urban-Grade Direct-to-Device Mobile Networks
Author Name（作者名称）
本文提出2040年全轨道移动网络蓝图，通过星载5G核心网、千波束相控阵和星间激光回程，实现特大城市手持设备50-100 Mbps的完全自主卫星服务。
2025-07-13 cs.AI cs.NI
