无线网络编码随机优先级检测调度算法

提出了一种针对中继网络编码的随机优先级检测调度(REDP)算法.中继节点根据数据流优先级和网络拥塞程度调整丢包概率,通过主动丢包避免严重网络拥塞,降低传输时延和系统能耗.建立了2条数据流中继网络编码的Markov链模型,推导了数据流的丢包率和时延,理论分析表明,在流媒体服务质量(QoS)规定的丢包率约束下,REDP算法能有效降低等待时延,更利于视频、语音等实时业务流的传输.数值仿真结果表明,与PNCP算法相比,REDP算法能够有效增加网络编码机会,从而降低了系统能耗.     

基于SDN的多媒体流QoS队列调度机制研究

随着多媒体新兴应用的不断涌现,网络规模日益复杂.为提高不同优先级多媒体业务的传输能力,保障业务的服务质量需求,结合软件定义网络技术,设计一种基于SDN的队列调度模型.同时,为了有效提高新型队列调度模型下数据的传输质量,避免产生网络拥塞,将复杂的网络抽象为M/M/1和M/D/1排队模型,并提出一种基于SDN的排队论时延模型,分析了新模型下MLFQ分组调度算法并对不同分组调度算法性能进行对比分析.仿真结果表明,基于SDN的多媒体流QoS队列调度机制在满足网络不同多媒体业务优先级要求的基础上,降低了数据传输时延和丢包率,增加了链路带宽利用率.     

带有时间约束的机载自组网自适应退避算法

针对传统媒质接入控制(MAC)层退避算法无法满足机载自组网中高优先级业务高可靠、低时延的QoS传输需求,以及重负载时算法性能下降严重的问题,提出一种带有时间约束的多优先级自适应退避算法。首先,针对不同优先级业务的QoS需求,建立相应的时间约束机制和竞争窗口自适应调整机制,当网络处于重负载时,通过限制低优先级业务接入信道来保证高优先级业务的传输;其次采用三维马尔科夫链对多优先级自适应退避算法进行建模,求解不同网络负载时各优先级分组受时间约束条件下的退避状态转移概率,理论推导出网络吞吐量和平均MAC时延的数学表达式。仿真结果表明,该算法在重负载时能够有效保障高优先级业务低时延(2ms)、高可靠(99%)的QoS需求,相比增强型分布式信道接入访问和区分企业优先级的自适应退避算法,当网络负载大于9 000包/s时,吞吐量分别提升了33.4%和21.5%。     

WFQ与WRR调度算法的性能分析与改进

不同类别的业务对时延及时延抖动的要求是不同的,为了满足不同业务的服务质量(QoS),选择一种合适的队列调度算法至关重要. 研究了分组长度对WRR及WFQ算法公平性以及时延性能的影响,并提出了一种基于分组长度及队列权重的改进型WRR算法——enhanced-WRR. 仿真结果表明,当分组长度相同时,WRR与WFQ的时延性能几乎一致;当分组长度不同时,WRR算法不能保证高优先级队列的时延要求,而E-WRR算法的时延性能逼近WFQ算法,能很好地保证高优先级队列的时延要求,并且极大降低了算法复杂度.      

OFDMA系统中实时业务的资源分配与调度算法

提出了一种适合于OFDMA系统中实时业务传输的资源分配与调度算法,该算法利用物理层的信道信息和MAC层的业务信息,采取分组调度与子载波分配交替进行的资源分配方式,在满足数据包传输时延要求的同时,最大化系统的吞吐量.仿真结果表明,该算法无论是在系统的吞吐量、丢包率,还是数据包等待时延方面,都具有良好的性能.     

基于多包传输的网络控制系统控制器设计

考虑传感器到控制器通道上时延和丢包的非均匀分布特性,建立了基于多包传输的连续时间网络控制系统模型.通过定义Lyapunov泛函,并应用Jensen不等式,提出了具有非均匀分布的时延和丢包的网络控制系统镇定控制器设计方法;同时将该结果扩展到控制器到执行器通道存在非均匀分布时延和丢包的网络控制系统中.对于传感器到控制器通道和控制器到执行器通道同时采用多包传输的情况,本文提出的控制器设计方法依然可行.数值例子验证了本文给出的控制器设计方法的有效性.     

煤矿井下WMSNs区分服务的路由协议

针对煤矿井下传感数据业务、语音业务和视频业务对传输时延、传输丢包率和传输能耗方面不同的服务质量需求,提出了一种煤矿井下无线多媒体传感器网络区分服务的路由协议.通过采用线性加权法在传输时延、传输丢包率和传输能耗归一化子服务质量评价函数上设置不同的权重,分别构建3种多媒体业务的总服务质量评价函数.按照传感数据业务最先、语音业务次之和视频业务最后的顺序,通过采用标记法分别利用改进差分进化算法优化3种多媒体业务总服务质量评价函数,来获得3种多媒体业务的传输路径.仿真结果表明:采用所提区分服务的路由协议获得了3条节点不相交路径,实现了煤矿井下3种多媒体业务的区分服务,保障了3种多媒体业务对传输时延、传输丢包率和传输能耗不同的服务质量需求.     

一种抖动窗口自适应的航空通信MAC协议QoS机制

根据面向“时敏目标”打击的航空通信系统信息传输要求,提出了一种差分服务媒质接入控制协议。协议采用多信道随机接入机制,通过信道忙闲程度自适应地调整各优先级业务的发送时延抖动窗口的方法,为各优先级业务提供差分服务。在分组排队阶段,建立了 M／G／1／K 排队模型,得到了稳定状态下发送缓冲区队列长度的概率;在分组服务阶段,建立了突发时延抖动自适应模型,得到了分组的平均服务时间;在分组传播阶段,建立了突发碰撞模型,得到了分组成功传播概率;然后推导了该协议的平均时延、传输成功率和系统吞吐量等性能指标的理论表达式,并给出了最大抖动窗口的设置原则。仿真结果表明,协议大大提高了系统重负载情况下高优先级业务的实时性和可靠性,适用于区分业务优先级且对高优先级业务的实时性和可靠性要求很高的航空通信组网系统。     

基于混合蚁群与遗传模拟退火的QoS组播路由算法

对于网络业务,服务质量(QoS)包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等.通过使用蚁群算法的自组织能力自动搜寻得到备选路径集,结合遗传模拟退火算法(GSAA)对产生的这些备选路径进行选择、交叉、变异、模拟退火来产生的一个路由协议综合缩短网络的路径消耗以及提高网络传输的服务质量.     

基于节点-时隙调度的WSN传输性能提升策略

针对无线传感器网络在传输过程中存在的吞吐量不足、时延较大、能耗过高等服务质量(QoS)问题,将动态顶点染色算法进行改进并和差分进化算法结合,提出基于动态节点染色的时隙调度算法.在信息种群的传输过程中,依据节点信息的重要程度为节点划分优先级;通过顶点染色将优先级不同的节点标注,为不同优先级种群预留时隙;通过对节点-时隙的动态调度完成对网络性能的提升和优化.在Matlab平台上进行对比仿真试验,结果表明:和现有的方法相比,此方法能让网络的吞吐量最多提升44.5%,时延最多减少12.5%,能耗最多降低20.8%,有效提升了无线传感网络的传输性能.     

基于输出反馈的网络系统控制器的设计

对网络控制系统进行分析,在考虑网络诱导时延和数据包丢失的基础上,基于一定的数据包丢失率和不大于一个采样周期的时延建立数学模型,研究了动态输出反馈网络控制系统指数稳定性和控制器设计问题,将系统建模为结构事件率约束的异步动态系统.利用线性矩阵不等式方法推导出网络接通率约束的系统指数稳定的充要条件,给出了确保系统稳定的控制器设计方法,仿真实例说明研究结果是有效可行的.     

时变时延比例积分状态反馈网络控制系统的稳定性

研究在传感器与控制器间、控制器与执行器间有时延和数据包丢失的网络控制系统的模型、指数稳定性和控制器设计问题.将时变时延和数据包丢失的比例积分状态反馈网络控制系统建模为有事件率约束的异步动态系统.基于异步动态系统理论、Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法,提出网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和比例积分状态反馈控制器设计方法.通过数值算例说明提出的网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法是可行的.     

一种改进的线性网络控制系统的鲁棒稳定性分析

考虑在网络传输延迟和数据丢包二者共同影响下的具有时变结构不确定性的线性网络控制系统的稳定性问题.首先采用模型变化方法,将网络控制系统模型转换为时滞系统模型;然后,通过引入一种新的考虑网络传输延迟下界的Lyapunov泛函,对具有结构不确定性的时变时滞系统的稳定性进行分析,给出了时滞相关的系统镇定的线性矩阵不等式条件.最后通过数值实例证明本文方法与现有方法相比具有更小的保守性.     

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．     

诱导延时和数据包丢失的广义网络控制系统的建模及其控制

针对广义网络控制系统的延时和数据包丢失问题,在诱导延时时间小于和大于采样周期T、单包传输和多包传输数据包丢失情况下,建立广义网络控制系统的模型并进行相关控制器设计.最后探讨了使网络控制系统稳定所允许的最大延时界限,为实际控制工程中广义网络控制对象的研究提供了理论依据.     

电力无线网分组接入控制算法

在进行电力无线网业务通信过程中,因业务接入控制方式自身特点会造成业务终端通信中断的现象,降低了无线资源利用率及电力业务通信可靠性。为此,本文提出了一种分组接入控制算法。首先结合电力无线专网应用环境分析电力信息采集系统分组接入算法的必要性,其次结合电力业务特点对分组接入控制算法进行建模分析,最后利用仿真实验得出分组接入算法能够提高电力无线业务实现的可靠性和无线网络资源的利用率,保证业务的连续性,尽量不发生或少发生业务传输的突然中断。     

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。     

工业以太网络控制系统的建模及其控制器设计

为了解决多种现场总线难以集成的难题,提出基于工业以太网的网络控制系统.研究同时具有网络诱导时延和数据包丢失的工业以太网络控制系统的建模问题.假设数据包丢失率一定,网络延时不大于一个采样周期,将工业以太网络控制系统建模为具有事件率约束的异步动态系统.针对对象状态不完全可测情况,研究采用动态输出作为反馈的网络控制系统指数稳定问题,给出确保系统稳定的动态输出反馈控制器的设计方法,并通过仿真算例证明该方法的有效性.