基于帧紧迫度的边界可移动虚拟信道调度算法

虚拟信道调度算法完成虚拟信道在物理信道中的排序,其性能决定了高级在轨系统多路复用的时延性能和物理信道传输效率。传统的动态调度算法未区分虚拟信道紧迫度与帧紧迫度的不同,并且未讨论在同步时隙中没有同步数据时如何有效利用该同步时隙,因此性能有限。针对这一问题,提出了一种基于帧紧迫度的边界可移动虚拟信道调度算法。该算法根据信源的数据类型将虚拟信道划分为同步虚拟信道和异步虚拟信道,对同步虚拟信道采用轮询算法进行调度,对异步虚拟信道则采用基于帧紧迫度的虚拟信道调度算法进行调度,并且二者之间的边界是可移动的。实验结果表明,提出的算法与传统动态调度算法及边界不可移动的调度算法相比,大大降低了各虚拟信道的平均调度时延、最大调度时延,并明显提高了信道利用率,更适于在空间链路中传输多种不同类型的数据。     

一种适用于单信道全双工通信的PCF协议

针对单信道全双工WLAN系统,在传统半双工点协调功能(PCF)的基础上,提出一种单信道全双工PCF协议,该协议具有自适应单/双向传输、高效询、低功耗等优点;采用M/G/1休假队列模型分析了该协议的时延和吞吐量等性能.性能分析和仿真结果表明:全双工PCF的性能较传统半双工PCF有较大提升;在信噪比和包到达率相等的情况下,时延特性较半双工PCF提升60%以上,吞吐量性能较半双工PCF提升近60%.因此,所提单信道全双工PCF协议更适合用于高速率、大数据量,且对时延敏感的环境.     

反馈机制下的自相似业务流队列管理技术

在卫星通讯网络中,业务流量呈现出自相似特性,本文针对此提出了一种加入反馈后的队列管理算法,该算法将调度模块的信息反馈到队列管理模块,队列管理模块根据这些信息对到达的分组进行两级丢弃,只有符合要求的分组才能进入帧生成缓存;经过MATLAB仿真,证明该算法能有效地保护重要性高的数据,同时也降低了丢帧率和信道时延。     

一种经验型的自相似流生成方法

设计了一种经验型的自相似流生成方法,该方法引入级联模型中流量分层的思想,以实测数据流的统计特征,如会话到达间隔分`布会话持续期分布、分组到达间隔分布等为基础,结合了流叠方法和分组火车模型的特点,能实时在线产生参数不可的自相似流,同时,以仿真的方法证明了业务级的重尾分布对自相似流产生的重要作用。最后,讨论了经验型算法的性能,分析表明该算法能为系统仿真提供合适的输入流。     

一种5G网络低时延资源调度算法

针对现有资源调度算法难以满足5G低时延业务需求的现状,提出了一种基于联合遗传和禁忌搜索算法的资源调度(GATS)算法。首先利用整数线性规划建立了虚拟链路的动态带宽分配策略,然后在传统柔性车间调度模型的基础上引入了数据流量在虚拟链路中的传输时延,建立了相应的5G网络资源调度模型。为了求解这一调度模型,设计了采用联合遗传和禁忌搜索算法的启发式调度算法,该算法通过在遗传算法寻优过程中引入禁忌搜索,平衡全局搜索和局部搜索能力,有效解决了遗传算法早熟的问题,而且能够获得更好的调度方案。仿真实验表明,与GA-BA算法相比,GATS算法将服务完成时间减少了17%,不仅满足了5G低时延业务的需求,而且提高了用户体验和移动运营商的收益。     

一种基于参数扫描应用容错的粗粒度网格调度算法

考虑作业处理时延以及作业传输时延对调度器性能的影响,在RR调度算法的基础上提出了一种新的基于参数扫描应用的调度算法PRR,并对该算法进行了理论分析,得出了该调度算法不需要作业以及处理器的相关信息,且具有比较好的容错性的结论.利用网格仿真软件Gridsim对PRR调度算法的理论分析结果进行了验证,并将该算法与RR调度算法的性能进行了比较.结果表明,当时延较大时,PRR调度算法性能改善比较明显.     

多路自相似流输入下基于FBM模型的丢包率分析

从分形布朗运动(FBM)模型出发,结合高斯输入下的丢包性能,推导了多路自相似流输入下丢包率的理论分析.结果显示,在多路自相似流输入情况下,若各条流的均值、方差近似相等,则Hurst参数最大的流对合成流的丢包率具有决定性的影响.该结论通过仿真得到了很好的验证.所提出的分析方法和得出的结论对于网络节点性能分析、缓冲区设计及资源调度等具有实际的指导意义.     

基于SDN的跨IP协议的流量调度优化模型

针对SDN环境下传统流量工程无法将IPv4/IPv6流量调度到IPv6/IPv4链路上进行转发的问题,构建一种改进的SDN环境下跨IP协议的流量调度模型,并给出该模型的全多项式时间近似求解算法,即基于过渡技术的流量调度算法.首先,把过渡技术对流量转发性能产生的影响转化为对链路权重的影响,计算各路径上链路权重之和;然后,对流量进行分割,并为每条分割后的流量选择权重和最小的路径进行流量传输.基于MATLAB和Mininet的仿真实验显示,使用上述算法可以实现更好的网络传输性能.相比于传统流量工程算法和OSPF路由算法,此算法在网络整体吞吐量方面分别提升60%和145%,在流量转发时延方面分别降低17%和24%,而在流量转发丢包率方面分别降低58%和76%.     

一种基于虚拟链路的多信道MAC机制

在Zigbee协议体系基础上,提出了一种基于虚拟链路的多信道媒质访问机制VL-MAC,针对分簇的网络结构,结合时分和频分复用,簇内由簇头进行时间调度,实现簇内无冲突通信,两簇跳邻簇范围的各簇使用不同的信道,以避免簇间的干扰.簇间的数据传输在一个虚拟链路进行上,连整个网络存在几条互不重叠的虚拟链路,使用虚拟MIMO接收不同链路上的数据,避免Sink周围数据量大造成的严重冲突.VL-MAC解决了隐终端问题.仿真实验表明,VL-MAC减少了整个网络的干扰,降低了传输时延,减少了能耗.     

LTE系统中基于估计波束到达角的多用户调度算法

根据3GPP TR 25.996中描述的空间信道模型(SCM),提出了波束到达角估计算法和基于波束到达角的多用户调度算法.针对具有明显来波方向的无线通信系统,基站首先根据上行信道信息估计出每个用户的波束到达角,然后根据用户无线信道到达角将多用户进行分组,从每个分组中选择信道质量最好的用户,以实现多用户分集增益.相对于传统的波束到达角估计算法,该估计算法具有较低的复杂度.与基于信道容量的用户调度算法相比,该调度算法能够明显降低运算量,在系统中更容易实现.仿真结果表明,该调度算法可以在有效降低系统计算复杂度和反馈信息量的前提下,获得与传统方案相近的多用户调度性能增益,同时还能获得较好的公平性.     

基于网络演算的有损分形整形器及性能模型

随着Internet的不断演化和发展,它已成为一个开放的复杂巨系统,为改善Internet复杂网络流量自相似等突发特征给网络性能带来的影响,提出了一种适合自相似等突发流量的有损分形整形器的一般数学模型,证明了分形到达约束受限于原始到达曲线,推导并得出了有损分形整形器的输出特性与输入流量的自相似特征参数以及分形整形曲线之间的关系,分析了有损分形整形器的队列长度与延迟等性能,讨论了有损分形整形器的引入对网络端到端延迟、数据丢失总数以及平均丢失率等性能的影响,分别得到了上述各性能指标上界与流量自相似参数的关系,给出了在允许最大平均丢失率的情况下的最小缓存容量.这对于基于分形整形器的拥塞控制策略和流量控制方案的评价,以及分形整形器自身参数的设计是具有参考作用.     

基于分形布朗业务模型的差分队列服务建模

差分队列服务(DQS)是一种在有线与无线融合网络中能有效提供服务质量的服务质量模型,文中基于DQS的思想,将具有相同时延要求的到达业务作为一个分形布朗运动(FBM)业务,建立了一个针对多个FBM业务及对应时延要求的差分队列服务模型,并推导出该模型下的丢包率公式.仿真结果表明,文中模型分析的结果与基于数据包粒度的仿真结果是一致的.模型性能分析结果表明,实时业务的突发性对差分队列服务的服务质量保证影响较大.     

基于SIVAK的三峡船闸通过能力仿真

基于仿真软件SIVAK建立三峡船闸仿真模型,分析船舶的待闸时间,研究过闸调度策略.运用先到先服务(FCFS)调度方式和现实中过闸船舶编排调度方式,分别对三峡船闸通过能力进行仿真,得到两种调度的仿真结果.对比结果表明,运用FCFS调度方式可以明显缩短船舶待闸时间,增加过闸船舶数量,提高船闸通过能力,提升船闸服务质量.     

OBS突发装配的缓存安全间隔机制

研究了光突发交换边缘路由器上的突发装配,着眼于使其更加通用、合理和高效.为此,引入了单位输入比特率的概念以提高通用性,然后提出和分析了装配中的缓存安全间隔机制及其作用.通过设置适当的缓存安全间隔值,不仅可以避免因缓存溢出引起的分组损失,而且所获得的固定最大发送时间也为突发的信道调度带来了便利.采用边缘路由器上的自相似流量模型,通过网络仿真,讨论了缓存安全间隔取值对突发生成、网络性能及缓存使用的影响,并获得了相关结论.     

规模化无线多跳自组网性能建模与协议优化设计

现有的有中心无线多跳自组网一般采用时分双工协议进行调度,但其在超密集大规模场景中的调度时延过大,导致话音、视频等业务的实时性与可靠性难以得到保障.针对这一问题,提出一种大小规模场景都适用的规模化时码分多址协议S-TCDMA,综合考虑信道参数、网络参数、协议参数对业务实时性与可靠性的影响,建立规模化多跳自组网复用干扰与调度时延模型.数值仿真结果表明:相比于时分双工协议,S-TCDMA协议在规模化网络中能够在保障网络可靠性的前提下降低调度时延,提升业务调度的实时性.在此基础上,以最小化调度时延为目标,设计协议参数优化策略,为工程协议的性能优化提供参考.     

基于MAC层协议的自适应退避算法

针对二进制指数退避算法传输时延较高、 信道利用率和吞吐量较低等问题, 提出一种基于MAC层协议的自适应退避算法. 先对比系统延迟中值及数据包传输时间, 得出退避因子的大小, 从而使退避窗口据此动态变化, 再由得到的最大退避时隙数建立多冲突以太网通信网络模型. 仿真实验结果表明, 该算法相比于二进制指数退避算法在多冲突以太网场景中, 传输时延较低, 吞吐量和信道利用率均较高, 从而提高了传输实时性.     

WCDMA中基于分形插值的信道估计方法

为改进第3代移动通信标准WCDMA中基于时分复用导频符号辅助的信道估计问题,将分形理论引入多径衰落信道的描述．在多径衰落的分数布朗运动模型的基础上,提出一种利用两个连续时隙的导频符号估计出的信道参数进行分形内插的信道估计方法．与传统方法相比,该算法充分考虑了在高速运动及深度衰落的情况下信道参数快速变化的因素,使系统能更准确地估计衰落信道的参数,其性能在高速信道下优于原有算法,且可以自适应地跟踪信道衰落的变化．仿真结果验证了采用该方法的Rake接收机性能．与传统的随机模型相比,新的分形信道模型能更好地刻画出多径衰落的行为．     

基于优先级的航班到达调度算法

随着空中交通流量的迅猛增长,终端区空中交通拥堵以及由此导致的航班延误现象日益突出,甚至危及航空安全,航运效益也随之受到巨大的损失。作为终端区流量管理的核心,航班到达调度旨在为终端区待着陆的航班安排合理的着陆顺序和降落时刻,在确保安全的前提下提高进港航班运行效率。基于优先级思想,文章提出了PBSA和PBSA-CPS两种航班到达调度算法,并引入约束位置交换概念,以提高调度结果对于管制员的可操作特性。最后以首都机场为例进行了仿真,并与现行的先到先服务算法FCFS进行了对比。仿真结果表明,通过对航班赋予相应的优先级,有助于优化调配到达航班队列的降落时隙分配结果,提高终端区运行效率,减少延误损失。     

混合MAC协议和流量分化服务质量的无线传感器网络智能算法

针对无线传感器网络(WSNs)中负载很大的情况下网络能量效率较低的问题,提出了一种基于MAC协议混合流量分化QoS的WSN智能算法。为关键或时延敏感的数据包缩减了时延,首先,通过使用智能CSMA和TDMA加强方法充分利用信道;然后,同时使用广播调度和链路调度,根据网络负载动态地从广播调度切换至链路调度从而获得最佳效率;最后,利用分散处理方法完成调度,即节点在本地使用时钟算法找到时隙,并为之分配。仿真实验验证了所提算法的理论思路及高效率,结果表明,适当的变化发射功率方式降低了能量消耗,并行发射的使用进一步降低了时延。     

单机调度问题在终端区排序中的应用研究

当终端区比较拥挤的时候,就需要对到达流航班着陆顺序进行调整,以有效缓解终端区的压力、缩短队列完成时间、提高飞行的安全性.飞机排序问题(ASP)属于NP-hard问题,通过将飞机排序问题表示成单机调度问题,设计了求解ASP的蚁群算法,以减少飞机队列总的完成时间最小为优化目标.通过与FCFS调度方法进行对比来验证基于蚁群算法的单机调度问题在单跑道机场终端区到达流排序中具有更好的适用性.