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基于链路状态感知增强的战术通信网络智能路由算法
1
作者
石怀峰
周龙
+3 位作者
潘成胜
曹康宁
刘超凡
吕淼
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第7期2127-2139,共13页
针对现有基于深度强化学习的路由算法采用单一神经网络结构,无法全面感知各链路状态的复杂依赖关系,导致算法在网络状态时变条件下的路由决策准确性和鲁棒性受限的问题,该文提出一种基于链路状态感知增强的战术通信网络智能路由算法(DRL...
针对现有基于深度强化学习的路由算法采用单一神经网络结构,无法全面感知各链路状态的复杂依赖关系,导致算法在网络状态时变条件下的路由决策准确性和鲁棒性受限的问题,该文提出一种基于链路状态感知增强的战术通信网络智能路由算法(DRL-SGA)。该算法在利用近端策略优化(PPO)智能体采集网络状态序列的基础上,构建替代PPO中全连接神经网络(FCNN)的链路状态感知增强模块,以捕获网络状态序列之间的时空依赖关系,提升路由决策模型对时变网络状态的适应能力。进一步,将链路状态感知增强模块输出的动作与网络环境进行周期性交互,以探索满足时延敏感、带宽敏感、可靠性敏感等异质业务差异化传输需求的最佳路由。实验结果表明,与OSPF,DQN,DDPG,A3C和DRL-ST等基准路由算法相比,该文提出的DRL-SGA路由算法在平均端到端时延、平均网络吞吐量、平均丢包率等性能上均有不同程度的优势,且对带宽资源受限、拓扑动态变化等复杂场景具有更强的适应能力。
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关键词
智能路由
链路状态
近端策略优化
服务质量
战术通信网络
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职称材料
基于大语言模型的网络流量智能预测
2
作者
周磊
石怀峰
+2 位作者
杨恺
王睿
刘超凡
《计算机科学》
北大核心
2025年第S1期29-35,共7页
随着5G基站数量的倍增和接入终端数量的剧增,网络流量的规模将呈现指数级增长,网络流量则呈现出显著的非线性、多模态和突发性特征,对网络资源分配和优化提出了新的挑战。为应对这些挑战,提出了一种基于大语言模型(LLM)的网络流量预测方...
随着5G基站数量的倍增和接入终端数量的剧增,网络流量的规模将呈现指数级增长,网络流量则呈现出显著的非线性、多模态和突发性特征,对网络资源分配和优化提出了新的挑战。为应对这些挑战,提出了一种基于大语言模型(LLM)的网络流量预测方法(NT-LLM)。该方法通过重编程技术,将传统的网络流量数据转换为适合LLM处理的形式,从而充分利用LLM在跨任务推理和复杂模式识别方面的优势,仅需少量训练数据和较短训练周期,就能够高效处理不同时间尺度的复杂网络流量模式。实验结果表明,与LSTM,Informer,Transformer等基线模型相比,NT-LLM模型在多个区域的网络流量预测均方误差显著下降,分别降低了44.26%,56.78%和51.36%。此外,该方法无需对预训练的语言模型进行大规模微调,具有较强的扩展性和适应性,能够在减少计算资源消耗的同时保持高精度的预测能力。
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关键词
网络流量预测
大语言模型
重编程
时间序列数据
深度学习
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职称材料
移动网络中基于元强化学习的多维性能自适应内容缓存策略
3
作者
林鹏
王俊
+1 位作者
刘艳
张治中
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第8期2598-2607,共10页
内容缓存技术被认为是提升移动网络服务性能的一种有效方法,其中缓存策略至关重要。为了提高缓存策略对用户动态业务性能需求的适应性,该文提出一种具备多维性能自适应能力的内容缓存策略。在该策略中,通过对传输时延效率、缓存命中率...
内容缓存技术被认为是提升移动网络服务性能的一种有效方法,其中缓存策略至关重要。为了提高缓存策略对用户动态业务性能需求的适应性,该文提出一种具备多维性能自适应能力的内容缓存策略。在该策略中,通过对传输时延效率、缓存命中率和缓存冗余指数多维指标进行建模,构造内容缓存联合优化问题,并设置动态加权参数模拟实际环境中用户业务性能需求的动态性。考虑到优化目标因用户需求动态变化导致的参数不确定性和动态性,该文引入了元强化学习算法(MAML-DDPG)以解决多目标动态优化问题,使缓存决策能够快速适应随时间变化的优化目标。在仿真实验中,评估了内容缓存策略对动态性能目标的适应能力,同时将所提策略与现有策略进行了多个维度的性能对比。实验结果表明,所提方案既能快速适应动态优化目标,又能保持良好的综合缓存性能。
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关键词
内容缓存
传输时延
缓存命中率
缓存冗余率
元强化学习
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职称材料
基于网络状态图模型的分簇式路由收敛方法
被引量:
1
4
作者
潘成胜
陆煌杰
+1 位作者
石怀峰
王英植
《通信学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期95-110,共16页
针对强对抗高机动作战条件下战术通信网络中的节点连接关系时变、链路故障频发,导致路由收敛频繁、业务有效传输时间短的问题,提出了一种基于网络状态图模型的分簇式路由收敛方法(OSPF-CSG)。首先,依据Hello报文统计特征获取链路状态,...
针对强对抗高机动作战条件下战术通信网络中的节点连接关系时变、链路故障频发,导致路由收敛频繁、业务有效传输时间短的问题,提出了一种基于网络状态图模型的分簇式路由收敛方法(OSPF-CSG)。首先,依据Hello报文统计特征获取链路状态,基于链路状态聚合特征刻画节点状态,构建网络状态图模型。其次,改进邻居状态机状态转移触发条件,构建2种新型OSPF报文,并据此设计完全邻接关系主动/被动关联机制。最后,在此基础上,设计簇头自举算法、节点入簇算法和簇间连接算法实现基于簇的路由收敛。仿真结果表明,在8种不同规模的网络拓扑中,针对不同链路损毁程度,OSPF-CSG相较于传统OSPF协议的路由收敛算法,其路由收敛总次数平均减少82%,路由开销平均降低70%,分组投递率平均提升60%。
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关键词
网络状态图
节点分簇
路由收敛
OSPF协议
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职称材料
题名
基于链路状态感知增强的战术通信网络智能路由算法
1
作者
石怀峰
周龙
潘成胜
曹康宁
刘超凡
吕淼
机构
南京信息工程大学复杂环境智能保障技术教育部重点实验室
国防科技
大学
第六十三研究所
出处
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第7期2127-2139,共13页
基金
复杂环境智能保障技术教育部重点实验室基金(B2202401)。
文摘
针对现有基于深度强化学习的路由算法采用单一神经网络结构,无法全面感知各链路状态的复杂依赖关系,导致算法在网络状态时变条件下的路由决策准确性和鲁棒性受限的问题,该文提出一种基于链路状态感知增强的战术通信网络智能路由算法(DRL-SGA)。该算法在利用近端策略优化(PPO)智能体采集网络状态序列的基础上,构建替代PPO中全连接神经网络(FCNN)的链路状态感知增强模块,以捕获网络状态序列之间的时空依赖关系,提升路由决策模型对时变网络状态的适应能力。进一步,将链路状态感知增强模块输出的动作与网络环境进行周期性交互,以探索满足时延敏感、带宽敏感、可靠性敏感等异质业务差异化传输需求的最佳路由。实验结果表明,与OSPF,DQN,DDPG,A3C和DRL-ST等基准路由算法相比,该文提出的DRL-SGA路由算法在平均端到端时延、平均网络吞吐量、平均丢包率等性能上均有不同程度的优势,且对带宽资源受限、拓扑动态变化等复杂场景具有更强的适应能力。
关键词
智能路由
链路状态
近端策略优化
服务质量
战术通信网络
Keywords
Intelligent routing
Link state
Proximal Policy Optimization(PPO)
Quality of Service(QoS)
Tactical communication networks
分类号
TN957 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
基于大语言模型的网络流量智能预测
2
作者
周磊
石怀峰
杨恺
王睿
刘超凡
机构
南京
信息
工程
大学
电子与
信息
工程
学院
南京信息工程大学复杂环境智能保障技术教育部重点实验室
国防科技
大学
第六十三研究所
南京
信息
工程
大学
计算机学院、网络空间安全学院
出处
《计算机科学》
北大核心
2025年第S1期29-35,共7页
基金
南京信息工程大学复杂环境智能保障技术教育部重点实验室开放基金(B2202401)
南京信息工程大学人才启动经费(1083142401004)。
文摘
随着5G基站数量的倍增和接入终端数量的剧增,网络流量的规模将呈现指数级增长,网络流量则呈现出显著的非线性、多模态和突发性特征,对网络资源分配和优化提出了新的挑战。为应对这些挑战,提出了一种基于大语言模型(LLM)的网络流量预测方法(NT-LLM)。该方法通过重编程技术,将传统的网络流量数据转换为适合LLM处理的形式,从而充分利用LLM在跨任务推理和复杂模式识别方面的优势,仅需少量训练数据和较短训练周期,就能够高效处理不同时间尺度的复杂网络流量模式。实验结果表明,与LSTM,Informer,Transformer等基线模型相比,NT-LLM模型在多个区域的网络流量预测均方误差显著下降,分别降低了44.26%,56.78%和51.36%。此外,该方法无需对预训练的语言模型进行大规模微调,具有较强的扩展性和适应性,能够在减少计算资源消耗的同时保持高精度的预测能力。
关键词
网络流量预测
大语言模型
重编程
时间序列数据
深度学习
Keywords
Network traffic prediction
Large language model
Reprogramming
Time-series data
Deep learning
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
移动网络中基于元强化学习的多维性能自适应内容缓存策略
3
作者
林鹏
王俊
刘艳
张治中
机构
南京信息工程大学复杂环境智能保障技术教育部重点实验室
南京
信息
工程
大学
未来
技术
学院
南京
信息
工程
大学
自动化学院
出处
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第8期2598-2607,共10页
基金
国家自然科学基金(62201271,62303232)
中国博士后科学基金(2023M741781)
+1 种基金
江苏省自然科学基金项目(BK20220441)
南京信息工程大学复杂环境智能保障技术教育部重点实验室开放基金(NUIST-IST-JJ-2024-004)。
文摘
内容缓存技术被认为是提升移动网络服务性能的一种有效方法,其中缓存策略至关重要。为了提高缓存策略对用户动态业务性能需求的适应性,该文提出一种具备多维性能自适应能力的内容缓存策略。在该策略中,通过对传输时延效率、缓存命中率和缓存冗余指数多维指标进行建模,构造内容缓存联合优化问题,并设置动态加权参数模拟实际环境中用户业务性能需求的动态性。考虑到优化目标因用户需求动态变化导致的参数不确定性和动态性,该文引入了元强化学习算法(MAML-DDPG)以解决多目标动态优化问题,使缓存决策能够快速适应随时间变化的优化目标。在仿真实验中,评估了内容缓存策略对动态性能目标的适应能力,同时将所提策略与现有策略进行了多个维度的性能对比。实验结果表明,所提方案既能快速适应动态优化目标,又能保持良好的综合缓存性能。
关键词
内容缓存
传输时延
缓存命中率
缓存冗余率
元强化学习
Keywords
Content caching
Transmission delay
Cache hit rate
Cache redundancy rate
Meta-reinforcement learning
分类号
TN919.72 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于网络状态图模型的分簇式路由收敛方法
被引量:
1
4
作者
潘成胜
陆煌杰
石怀峰
王英植
机构
南京信息工程大学复杂环境智能保障技术教育部重点实验室
国防科技
大学
第六十三研究所
出处
《通信学报》
CSCD
北大核心
2024年第12期95-110,共16页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.61931004,No.B2202401)。
文摘
针对强对抗高机动作战条件下战术通信网络中的节点连接关系时变、链路故障频发,导致路由收敛频繁、业务有效传输时间短的问题,提出了一种基于网络状态图模型的分簇式路由收敛方法(OSPF-CSG)。首先,依据Hello报文统计特征获取链路状态,基于链路状态聚合特征刻画节点状态,构建网络状态图模型。其次,改进邻居状态机状态转移触发条件,构建2种新型OSPF报文,并据此设计完全邻接关系主动/被动关联机制。最后,在此基础上,设计簇头自举算法、节点入簇算法和簇间连接算法实现基于簇的路由收敛。仿真结果表明,在8种不同规模的网络拓扑中,针对不同链路损毁程度,OSPF-CSG相较于传统OSPF协议的路由收敛算法,其路由收敛总次数平均减少82%,路由开销平均降低70%,分组投递率平均提升60%。
关键词
网络状态图
节点分簇
路由收敛
OSPF协议
Keywords
network state graph
node clustering
route convergence
OSPF protocol
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于链路状态感知增强的战术通信网络智能路由算法
石怀峰
周龙
潘成胜
曹康宁
刘超凡
吕淼
《电子与信息学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于大语言模型的网络流量智能预测
周磊
石怀峰
杨恺
王睿
刘超凡
《计算机科学》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
3
移动网络中基于元强化学习的多维性能自适应内容缓存策略
林鹏
王俊
刘艳
张治中
《电子与信息学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
基于网络状态图模型的分簇式路由收敛方法
潘成胜
陆煌杰
石怀峰
王英植
《通信学报》
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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