一种新型片上网络拓扑结构及其自适应路由算法

由于片上网络的拓扑结构和路由算法直接影响片上网络的传输延迟和传输效率,提出了一种新的片上网络拓扑结构——半环形网格结构(H-annular Mesh).它以2D-Mesh拓扑结构为基础,由顶角节点向中心节点引入连线构成半环形的网格结构,充分结合了2D-Torus拓扑结构的优点.并针对H-annular Mesh拓扑结构,提出了HAA-XY自适应路由算法.仿真结果表明,基于H-annular Mesh拓扑结构和HAAXY路由算法的片上网络,能够有效地减少网络传输延迟,并可实现多方向及多节点的数据并行通信.     

异步2D-Torus片上网络自适应路由算法

采用异步电路设计方法学,针对确定性路由算法在异步片上网络实现中遇到的容易阻塞和路由资源浪费等问题,提出了一种适用于2D-Torus拓扑结构的异步片上网络自适应路由算法,并搭建测试平台,对基于该算法的异步片上网络的功能和性能进行分析、验证与测试.结果表明,该算法可以满足路由自适应的要求,有效减小片上网络的路由延迟.基于该算法的异步片上网络可以满足多方向数据通信、多路数据并行通信和数据请求平等仲裁等性能要求,并且可以实现对从节点IP核的访问调用.     

虚通道数和时钟比率对片上网络的影响

为了优化片上网络的性能和实现面积,基于环状和蜘蛛网状的拓扑结构和片上网络局部化自相似数据源,分析了虚通道数目和时钟比率对片上网络延迟和吞吐量性能的影响;并在可编程器件EP2S180F1508C5上实现了支持全局异步局部同步结构和虫孔交换的路由节点,分析了虚通道数目对路由节点面积的影响。仿真结果表明:在片上网络局部化自相似数据源下,为了使片上网络达到较高的吞吐量和较低的传输延迟并占用较少的硅片面积,路由节点必须设置3个虚通道和至少2¨1的时钟比率。     

虚通道数和时钟比率对片上网络的影响

为了优化片上网络的性能和实现面积,基于环状和蜘蛛网状的拓扑结构和片上网络局部化自相似数据源,分析了虚通道数目和时钟比率对片上网络延迟和吞吐量性能的影响;并在可编程器件EP2S180F1508C5上实现了支持全局异步局部同步结构和虫孔交换的路由节点,分析了虚通道数目对路由节点面积的影响。仿真结果表明:在片上网络局部化自相似数据源下,为了使片上网络达到较高的吞吐量和较低的传输延迟并占用较少的硅片面积,路由节点必须设置3个虚通道和至少2¨1的时钟比率。     

基于WMN的空间接入网络骨干拓扑构造技术

针对空间接入网络在网络拓扑动态变化、传输延迟大等情况下的快速路由问题,提出了基于拓扑构造技术的快速路由方法;空间接入网络通过多跳无线中继接入空间核心网络,根据空间接入点运动可预测的特点,提出基于无线网状网（WMN：Wireless Mesh Networks ）的空间接入网络结构;通过空间接入网络WMN的结构分析,设计了移动骨干拓扑构造算法。该算法只对骨干节点进行泛洪传播,从而减少了控制和路由数据包的数量,能快速构造路由信息,提高了路由建立的效率。     

基于FPGA的多应用片上网络系统尺寸开发

一种面向多应用片上网络系统的拓扑尺寸开发流程被提出.该开发流程利用片上网络拓扑结构、任务映射算法以及应用任务图描述等要素产生多应用片上网络系统的系统映射方案,并在基于FPGA的片上网络验证平台上,对不同拓扑尺寸下的系统映射方案进行性能评估.实验表明,根据验证平台所提供的数据传输延迟和FPGA占用率,该开发流程有助于设计者在进行多应用片上网络系统设计时快速准确地找到每一个应用所对应的最适当的拓扑尺寸,从而提高系统的传输性能.     

基于虚拟化片上网络的二级优先维序路由算法

为了满足片上网络虚拟化过程中产生的不规则拓扑子网内部的通信需要,提出了一种二级优先维序路由算法.该算法通过2 b的配置信息,决定在不同拓扑结构中每个路由器的两个优先路由方向,使其能快速有效地在以下两类拓扑中路由:3个Mesh以任意方式连接成的拓扑结构,或者是任何满足最小路径原则的拓扑结构.该文分析了该算法的路由连通性和...     

基于移动预测的DSR路由缓存管理改进

Ad Hoc网络动态的拓扑结构变化使得路由经常失效从而造成网络性能的下降,本文对DSR(Dynamic Source Routing) 由协议的缓存管理进行了研究,提出了通过GPS(GlobalPositioning System)系统获得移动结点的位置及速度信息,预测路由的生存期,并基于该生存期对路由缓存进行管理,该算法可以提高缓存中路由信息的准确率,较好的适应了Ad Hoc网络动态的网络拓扑结构变化.通过仿真实验,验证了该方法可以有效提高分组投递率,同时降低路由开销及传输延迟.     

网环步进码片上网络自适应路由算法设计

针对片上系统使用过多虚拟通道带来大量的缓存面积及能耗开销问题,提出了一种网环步进码(TSC)片上网络自适应路由算法.将网环网络中2个虚拟通道划分为按编码"O"或"1"数量递减或者递增的2个子网络,按TSC编码为网环拓扑结构中的网络节点进行编码,每个节点与相邻节点有且仅有一位不同,由此可以减小网络开销,避免片上死锁.实验结果表明:在均匀传输模式下,算法可为94%的数据包提供自适应路由选择,并在不增加虚拟通道数量的前提下,提高路由算法在网络负载增大时的适应能力.     

基于引力场的机会网络路由算法

机会网络通过节点的运动带来相遇机会进行数据传递,结构的拓扑变化给机会网络的路由算法设计带来了挑战.现有的经典路由算法认为节点与节点的关系是独立的,没考虑节点之间的关系,根据"节点的最大介数与网络的传输能力呈近似反比的关系"这一关系,结合引力场理论,将机会网络抽象为一个引力场,网络中的节点视为引力场中的暗能量和星体,节点间的相互作用转化为路径对数据包的吸引力,提出了基于引力场的机会网络路由算法(routing algorithm for opportunistic network based on gravitation field,BGF),通过在ONE上的仿真实验,然后与Epidemic算法、Prophet算法对比,实验结果表明:在节点数与节点缓存比较大时,BGF算法的传输成功率最高,传输延迟与路由开销最小.     

A distributed routing algorithm based-on simplified topology in LEO satellite networks

In this paper, a distributed routing strategy based on simplified topology (DRBST) was proposed for LEO satellite networks. The topology of LEO satellite networks was simplified aiming at minimizing inter-satellite links handover number. To optimize the route based on the simplified topology, we considered not only the transmission delay but also the queuing delay and the processing delay, which were analyzed using Markov chain and determined using a novel methodology. The DRBST algorithm was simulated in a LEO satellite networks model built using OPNET. The simulation results demonstrate that the low complexity DRBST algorithm can guarantee end-to-end delay bound. Moreover, the routing protocol cost is much less than traditional algorithms.     

片上网络任务映射算法的可靠性优化

为了满足当前特定应用领域对片上网络可靠性的要求,在贪心启发式映射算法的基础上,通过加入基于容错机制可靠的通信开销函数约束,实现了一种具有可靠性的片上网络任务映射算法RaNMAP.结果表明,该映射算法可以有效提高片上网络系统的可靠性,有利于从更高的抽象层次对片上网络的容错设计进行指导和评估.     

Fault-tolerant routing algorithm for network-on-chip based on dynamic XY routing

In order to ensure the reliability of network-on-chip (NoC) under faulty circumstance, a dynamic fault tolerant routing algorithm is proposed. This algorithm can implement detour routing when there are both static and dynamic permanent faults in the network. That means the packet is able to move around the faults to the destination with a non-minimum path. In addition, the multi-level congestion control mechanism gives the algorithm the ability to distribute the load over the whole network and to avoid hotspots around the faults. Simulation results demonstrate the advantage of the proposed routing algorithm in terms of average packet latency and packet loss rate compared with negative-first routing algorithm and DyAD routing algorithm in the presence of permanent faults. For the proposed algorithm, it can get much less average packet latency and lead to less than 20% packet loss rate. Biography: LI Xiaohui (1982–), male, Ph.D. candidate, research direction: SoC design Methodology, NoC design.     

卫星网络中基于蚁群优化的概率路由算法

为了提高空间信息传输的有效性和可靠性,针对传统蚁群优化(ant colony optimization,ACO)容易造成最优路径负载过重而发生拥塞的问题,提出了一种基于蚁群优化的概率路由算法(ant colony optimization based proba-bilistic routing algorithm,ACO-PRA).根据卫星网络拓扑动态周期时变的固有特点,将拓扑周期均匀分为若干个时间片,形成基于不同时间片的卫星网络拓扑连通图;根据网络拓扑连通图,将星间链路带宽和链路容量引入到目标函数中,建立时延最小的优化模型;根据蚁群算法的节点概率函数选择下一跳节点,进而找到一条能同时满足时延带宽和链路容量要求的最佳信号传输路径.仿真结果表明,提出的基于蚁群优化的概率路由算法不仅能够降低平均端到端时延和丢包率,而且能够有效地提高网络吞吐量、平衡网络负载.     

容迟容断网络中基于拓扑的双时隙路由算法

在公交车载网络等类型的容迟容断网络中,可以依靠全部或者部分网络拓扑信息进行路由计算.提出一种基于拓扑信息的双时隙路由算法.该算法将网络周期离散为时隙,计算路由时,采用当前时隙和下一时隙(即双时隙)内均有效的路径作为候选路径,从而保证多数业务在链路失效前完成转发.以传输延时和延时抖动率为依据,从当前和下一时隙内均有效的路径中优选路径,以容忍可预测的链路中断;通过提供备用路径,以容忍不可预测的链路中断,保证传输的可靠性和稳定性.对上述算法进行了仿真实现和性能分析,结果表明,该算法能容忍链路中断,报文递交率较高,平均传输延时较低.     

基于Cayley图的跨层定向扩散路由算法

为提高无线传感器网络的能量利用率,采用图嵌入的方法在MAC层设计固定信道分配协议,在此基础上使用跨层路由协议改进了定向扩散的路由协议,提出一种基于Cayley图的跨层定向扩散路由算法(CLDD).模型采用的图嵌入方法以Cayley图为逻辑拓扑结构,它具有点对称性质且网络直径达到O(log2N),这使下一跳路由简单、平均路由长度缩小,而且使系统具有高聚集性及鲁棒性.仿真实验表明,CLDD在系统能耗以及传输时延等方面均优于定向扩散算法和Omniscient Multicast算法.     

路侧装置修正位置预测模型在Vanet混合路由算法中的应用

在Vanet应用场景中,由于车辆高速运动导致车辆节点构成的网络拓扑不断变化,多数路由协议需要及时维护自己的邻居表来选择路由。邻居选择出错会出现数据频繁重发,导致传输时延高且不可靠等现象。为此本文提出了一种基于高速公路应用场景的高效的邻居发现方法NDK(Vanet Neighbor Discovery method By Kalman filter)。该方法利用经典的地理位置路由算法GPSR思想,借助于卡尔曼滤波(Kalman filter)预测模型来预测节点的邻居表,同时周期性的使用路侧装置(RSU,Road Side Unit)修正预测值。通过NS-3的仿真实验表明,该算法较经典的GPSR算法和其他基于时间、移动预测邻居表的算法能更好判断节点的加入和离开,并有更好的邻居正确率和更轻的网络负载。