传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

具有丢包的长时延NCS的稳定性分析

研究了同时具有大于采样周期和小于采样周期的随机传输时延及数据包丢失的网络控制系统的稳定性问题.对网络控制系统进行了详细的分析,建立了网络控制系统的模型.当网络中存在数据包丢失时,对于给定的数据包丢失率,网络控制系统被建模为异步动态系统.利用异步动态系统理论给出了网络控制系统指数稳定的充分条件,动态反馈控制器可通过解一组矩阵不等式得出.仿真示例验证了所提出方法的有效性.     

基于观测器的广义网络系统稳定性分析

针对一类同时具有时延和丢包的正则无脉冲且脉冲能观的广义网络控制系统,假设传输时延小于一个采样周期且网络中的数据包传输成功率一定,将该系统建模为异步动态系统.利用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法给出判断系统指数稳定的条件,并且得出基于正常状态观测器的反馈控制器.仿真实例证明了该方法的有效性.     

网络化时延补偿策略及其在三容系统中的应用

网络诱导时延在网络控制系统中是不可避免的,并且对控制系统性能有非常重要的影响.为了解决网络化控制系统的时延问题,研究了具有时变传输时延的网络化控制系统的稳定性问题.时变的时延可以看作是平均时延和不确定时延之和.具有长时延的网络控制系统可以建模为具有结构不确定性的离散时间模型.基于这个模型,通过求解一个迭代linear matrix inequality,给出了使闭环系统稳定的控制器.通过对三容系统的仿真研究,证实了所提方案的有效性.     

具有时延及数据包丢失的广义网络控制系统稳定性分析

对一类具有时延及数据包丢失的正则、无脉冲广义网络控制系统进行分析,其中传感器采用时钟驱动,控制器和执行器采用事件驱动.假设传输时延小于一个采样周期,数据包传输成功率一定,将广义网络控制系统进行建模为异步动态系统,同时利用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法,给出系统稳定的充分条件.借助于Matlab LMI工具箱,可在判定系统稳定的同时,获得使系统稳定的状态反馈控制律.最后的仿真实例表明该方法的可行性.     

基于广义状态观测器的广义系统稳定性分析

对于同时具有时延和数据包丢失的正则无脉冲且能检的广义网络控制系统,在传感器采用时钟驱动及控制器和执行器采用事件驱动的条件下,假设传输时延小于一个采样周期且网络中的数据包丢失率一定的情况下,将该系统建模为异步动态系统.同时由于状态观测器能够保持系统的结构性,因此在给定原系统状态反馈控制器的前提下,利用广义李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法验证观测器系统的指数稳定性.最后仿真实例证明了该方法的有效性.     

有时延和数据包丢失的网络控制系统故障检测

针对同时存在网络时延和数据包丢失情况下的网络控制系统（NCS）,研究了基于观测器的故障检测问题。对网络诱导时延大于一个采样周期的NCS,构建了增广系统模型。对于已知的数据包丢失率,在数据包正常传输和丢包发生的情况下分别设计了故障观测器,将观测器误差系统视为具有两事件率约束的异步动态系统（ADS）,利用ADS理论给出了系统稳定的充分条件,基于矩阵不等式优化理论给出了故障观测器的设计方法。通过计算实际系统和故障观测器输出之间的残差,实现了NCS的故障检测。仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

网络控制系统中的基本问题与时延分析

介绍了网络控制系统的概念 ,论述了网络控制系统中的基本问题 :时变传输周期、网络诱导时延、数据包丢失、单包传输和多包传输、数据包的时序错乱、网络调度、节点的驱动方式及时钟同步等。分析了网络控制系统中的网络诱导时延     

具有时滞和丢包的网络化控制系统稳定性分析

将数据包丢失看成一种特殊的时延,研究了同时具有网络诱导时延和数据包丢失的网络化控制系统的稳定性问题.采用动态反馈控制器稳定系统并提高系统的动态性能,得到了总时滞(包括传感器与控制器之间的时滞,控制器与执行器之间的时滞)的表达式,建立了网络化控制系统模型,证明了系统的稳定性判定定理.仿真结果表明了该方法的有效性.     

网络控制系统中的基本问题与时延分析

介绍了网络控制系统的概念，论述了网络控制系统中的基本问题：时变传输周期、网络诱导时延、数据包丢失、单包传输和多包传输、数据包的时序错乱、网络调度、节点的驱动方式及时钟同步等。分析了网络控制系统中的网络诱导时延。     

A punching scheme for crossing NAT in end hopping

End hopping is one of the good methods to defend against network attack,but has problems with network address translation(NAT) because packets sent from an unknown endpoint would be dropped by NAT.To avoid the dropping of packets,we propose a punching scheme:a client sends a punching packet to create mapping rules in NAT,so that the packets from the server would be able to pass through effectively with such rules.In this paper,some preliminaries and definitions are provided for building the model of end hopping.Then we discuss the main reason of such packet dropping and specify all the failure situations based on the model.What’s more,we analyze how the punching scheme helps end hopping cross NAT.Finally,we validate the feasibility of this scheme with empirical results:if the client is behind a NAT and with punching scheme,the service rate increases to 100%.Therefore,our proposed scheme can greatly improve the performance of crossing NAT in end hopping with little security and computational overhead.     

基于动态矩阵方法的网络控制系统补偿策略

针对网络控制系统数据包不确定的问题,分析了该特性对网络控制系统的影响以及目前的控制方法,设计了控制器节点由事件-时间驱动,传感器节点和执行器节点由时间驱动的分布式网络控制系统模型.在此基础上,根据预测控制中动态矩阵方法具有的简单实用的特点,提出了基于动态矩阵方法的时延控制和数据包丢失补偿策略.应用此策略进行了仿真,结果表明补偿后的系统输出与存在网络时延,但数据包按时到达的系统输出几乎一致,验证了该策略的有效性.     

M2M业务批量到达排队系统性能分析

针对M2M(Machine to Machine)业务的大规模应用给当前移动通信网络的QoS带来的冲击和影响问题,采用IBP(Interrupt Bernoulli Process)建模M2M业务的到达过程,业
务以批量的形式到达,建立并求解了离散时间系统排队模型IBP/Geom/1/K。区别于传统的IBP模型,该模型每次到达的不是一个,而是一批。采用具有不同突发度的数学模型表征M2M业务每批到达的数量,在概率空间上求解队长的稳态概率,进而得到系统的吞吐量和丢包率等性能指标,并与相同排队强度下M2M业务单个到达时的性能进行对比。实验结果表明,每批到达包数的突发度越大,系统的性能越差;在相同排队强度下,批量到达排队模型的性能对比单个到达情况下的系统性能差;对时延容忍的M2M小数据业务,以时延增加为代价增大缓存可以有效提高吞吐量、降低阻塞率。     

基于异步动态系统的网络控制系统建模

研究了同时存在数据传输延时与数据包丢失的网络控制系统的建模问题．系统中传感器采用时间驱动，执行器与控制器采用事件驱动，传感器的数据采用单包传输．假设传输延时小于采样周期，且数据包传输的成功率一定，则整个网络控制系统可以描述为一个具有2个事件的异步动态系统．针对对象状态均可测，控制律采用状态反馈的情况，利用双线性矩阵不等式方法，讨论了网络控制系统指数稳定的问题，给出了稳定性的充分条件．     

基于量子粒子群优化的网络拥塞控制新策略

为了改善网络拥塞控制系统的性能,基于流体流理论的网络简化模型,将量子空间中的粒子群优化算法(QDPSO)应用于PID控制器参数优化.定义了一个综合调节时间、上升时间、超调量、系统静态误差、正弦跟踪误差等动静态性能指标函数,在给定的参数空间进行组合优化搜索,迅速求得获取使性能指标优化函数极小化的一组PID控制器参数,将PID控制器应用于网络主动队列管理系统中.仿真结果表明,在大时滞和突发业务流的冲击2种情况下,该方法设计的控制器的动静态性能优于RED,PI算法,也优于GA,SPSO算法的优化结果,超调量均小于4%,调节时间均小于4s,稳态误差均小于2个数据包.     

延迟时间未知的时延系统神经网络补偿控制

提出了延迟系统及延迟时间参数的神经网络辨识方法。改变神经网络输入样本区间,利用网络输出期望值与输出实际值之间的误差平方和产生的突变,可以辨识出非线性对象的延迟时间。将神经网络大延迟系统的辨识与基于模型补偿的控制策略相结合,可以用于具有变化参数或者不确定性延迟时间的大延迟系统的控制。仿真结果表明这种神经网络模型补偿延迟系统控制具有很好的控制效果,它是大延迟控制中克服延迟时间变化的很有希望的方法。     

WLAN网络业务流分类与流速控制的实现

介绍了通过网络业务流的分类管理,保证实时业务流服务质量的为目的改善无线网络传输质量的驱动程序.其原理是对TCP数据报(非实时业务流)进行延迟,而不对UDP数据报(实时业务流)的传输进行流量控制.此外,通过监控数据包的发送延迟来判定网络上的带宽占用情况,并根据数据包发送延迟的变化设计相应的算法调整输出流量,以达到动态流量控制的目的.     

流媒体无线Mesh网中基于机会路由的网络编码

采用机会路由下无线Mesh网络的链路吞吐量模型,利用确定性网络演算工具,得到无线Mesh网络节点数据积压的上界以及端到端数据流延迟和抖动的上界;设计满足流媒体服务质量的确定性网络编码(DNC),提出ETC作为确定机会路由中编码节点的指标,在节点数据积压未达到上界时,编码节点采用网络编码,提高网络的性能;提出ETP作为机会路由中选择候选节点的指标,主要考虑端到端的延迟和延迟抖动确定接收数据的候选集,然后,在侯选集中选择ETC最大的节点进行编码.仿真结果表明:吞吐量在增加的同时,端到端的延时和抖动值下降.     

一种基于NP4GS3的增强SRED算法

作为一种典型的AQM算法，SRED采用一种负载相关的概率采丢弃报文，使得路由器队列长度处于一个较低的稳定值，从而获得相对稳定的网络延时．但SRED算法在设计初始丢弃概率函数时不能保证函数曲线的平稳过渡，这将导致路由器队列长度不稳定以及不必要地丢弃报文．对SRED算法的缺陷进行了理论分析，在此基础上设计了一种增强的SRED算法：E-SRED；同时，分析了AQM机制在IBM的网络处理器NP4GS3中的实现机制，提出了E—SRED算法在NP上的实现方案，给出了方案实现的完整伪码描述．图4，参11，     

基于防火墙的网络入侵检测系统

提出了一个基于防火墙的网络入侵检测系统模型,克服了传统入侵检测系统不能实现主动控制的缺陷,并对设计与实现中的关键技术做了详细的描述·该系统在数据链路层截取实时的数据包,对其进行基于安全策略的访问控制分析;同时利用事件发生器从截获的IP包中提取出概述性事件信息并传送给入侵检测模块进行安全分析·入侵检测模块采用基于统计的入侵检测技术,并采用了NaiveBayes算法·基于该模型设计实现的系统在实际测试中表明对于具有统计特性的网络入侵具有较好的检测与控制能力·