时间敏感网络延时组成的精确分析与测量方法

在依据时间敏感网络(time-sensitive networking, TSN)标准估算相邻节点之间的最大传输延迟Δt时,将不可避免地引入额外的无效等待时间,这种等待时间被称为“泡沫延时”。分析了泡沫延时对增加端到端延时和降低规划成功率的负面影响,并通过细粒度地分析Δt的延时组成,首次提出Δt的精确测量方法。基于精确的Δt,消除了TSN规划时产生的泡沫延时。基于两款定制的TSN交换设备搭建了真实的测试环境,测试结果显示,泡沫延时至少占端到端延时的26.4%,并且消除泡沫延时后规划成功率提升了8.9%~39.1%。

美国量子网络技术研究进展及军事应用展望

详细综述美国量子网络的主要发展历程和国家战略蓝图,总结美国军方量子网络资助情况和研究现状,以及量子网络相关的军事应用构想,对量子网络的发展趋势进行展望。量子通信是一种利用量子叠加和量子纠缠等量子特性,以量子态为载体进行信息传输的新型通信技术。量子网络以量子通信技术为基础,在军事信息安全通信和协同作战等方面具有重要的潜在应用价值。随着美国量子网络技术的发展,以对微观体系量子特性主动精确操纵技术为核心的“第二次量子革命”正在重塑战争形态和作战样式。

一种自注意力序列模型的视频流长期预测方法

视频流量预测是实现传输带宽精准分配和提高互联网业务服务质量的关键技术。然而视频流量固有的高速率变异性、长期依赖性和短期依赖性使得其难以快速、精准、长期预测,具体表现为:①现有预测序列依赖关系的模型复杂度高;②预测模型失效快。针对视频流精准预测问题,提出了画面组帧结构特征嵌入的自注意力序列模型。自注意力序列模型对离散数据非线性关系的建模能力强,基于视频帧的特点和相关分析的发现,首次将时间序列自注意力模型应用于视频流量长期预测。现有时间序列自注意力模型无法对视频帧的类别特征有效表示,通过引入基于画面组帧结构嵌入层,将画面组帧结构信息有效嵌入时间序列,提升模型的准确度。结果表明,所提基于画面组帧结构特征嵌入的自注意力序列模型相比于现有的长短期记忆网络模型、卷积神经网络模型等,推理速度快,预测精度在平均绝对误差指标上至少降低约32%。

综合化航空电子系统中信号处理模块的健康管理方法

随着我国航空电子系统高集成综合化的广泛应用,针对我国航空领域健康管理技术体系不完善、缺少健康管理系统设计、验证技术等问题,就综合化系统中的重要计算单元——信号处理模块,设计了一种标准接口模型,实现了此模型下的模块初始化、自检及状态信息上报、门限设置、日志记录等模块健康管理功能及故障上报功能。该方法通过模块管理和功能应用解耦,保证了健康管理方法的独立性、通用性以及故障上报和状态收集的及时性,大大缩短了任务系统定位故障时间,提高了航空电子系统的可靠性。

基于串扰感知技术的光网络频谱动态分配研究

以提升光网络通信质量为目的,研究基于串扰感知及时的光网络频谱动态分配方法,提升频谱动态分配效果。通过计算光网络串扰值,建立以最小芯间串扰为目标函数,芯间串扰产生条件约束,以及芯间串扰阈值约束等为约束条件的光网络频谱动态分配模型;在量子遗传算法内,引入混沌优化算法,得到改进量子遗传算法,避免算法陷入局部最优解;利用改进量子遗传算法,求解频谱动态分配模型,得到最小芯间串扰的光网络频谱动态分配方案。实验证明:不同光网络类型下,该方法均可有效完成光网络频谱动态分配,降低光网络的芯间串扰值,在不同网络负载时,本方法的光网络带宽阻塞率低0.17,频谱利用率超过了0.13。

基于非负张量分解的动态社交网络链路预测

随着社交网络规模的快速增长,网络链路数据之间的发现与补全,已经是学界与工业界共同关注的一项课题。但是,传统链路分析算法多聚焦于历史链路的发现,难以准确预测社交链路中随时间变化的趋势和适应动态社交网络上的预测要求。针对以上问题,该研究提出了一种结合非负张量分解(Non-negative Tensor Factorization,NTF)和霍尔特-温特(Holt-Winters,HW)时序数据预测方法的社交网络链路预测模型。该模型使用NTF从历史图中提取节点特征,再利用HW预测方法感知节点特征随时间变化的趋势,从而实现对未来图中的链路结构的预测。结果表明该模型的AUC值相较于现有的方法提升了2.2%~12.75%,具有较好的适用性,为社交网络的链路预测问题提供了一个较好的解决方案。

基于DCS工业应用场景的以太网Link Down机制的研究

DCS工业应用场景下,以太网接口需要满足EMC浪涌抗扰度测试3A等级的要求。文中针对以太网百兆电口在浪涌抗扰度测试中出现Link Down故障导致控制趋势跳变这一问题,通过对影响百兆PHY芯片Link Down的主要因素进行理论分析,结合测试结论设计了干扰发生器,并对各厂商的PHY芯片进行浪涌测试和模拟干扰测试。证明了浪涌试验下PHY芯片的差分输入信号畸变时间大于厂商设置的耐受时间导致网口Link Down这一猜想的正确性和模拟干扰测试方法的可靠性。明确了TANS_MAX>150μs作为DCS工业应用场景下PHY芯片选型指标,为芯片选型提供依据。

无线传感器网络中一种能量有效的分簇组网算法

针对无线传感器网络中传感器节点能量有限的特点,本文介绍了一种基于极大权的极小支配集的分簇组网算法,考虑到能量有效性,算法由SINK节点发起,泛洪网络中每个节点,优先选取剩余能量高的节点作为簇头节点与中继节点,最终得到以SINK节点为树根的簇树.并周期性轮换簇头,从而能够形成一个高效的通信骨干网,有效延长网络的生存期.仿真结果表明了算法的有效性.

基于DSP的CAN总线与以太网互联系统研制

目前,实现由CAN总线设备构成的现场网络与由以太网构成的企业管理网络之间的信息共享已成为工业控制领域的发展趋势,所以本文介绍了一种基于TMS320F2812的CAN总线与以太网互联系统的设计方法,通过该系统可实现CAN总线与以太网的互连。本文给出了系统各组成部分的硬件及软件的设计与实现,并对互联的准确性、应用效果进行了验证和分析。控制部分采用TI公司的TMS320F2812,以太网接口模块控制芯片采用Realtek公司的RTL8019AS,CAN总线接口模块采用TI公司的SN65HVD230,硬件电路各模块的设计还包括存储器扩展、电源电路、复位电路、串口通信模块、JTAG仿真口模块等。本系统软件分三大模块:RTL8019AS驱动程序、TCP/IP协议移植、CAN通信程序。系统在测试中达到预期的效果。

Adhoc网中基于位置信息的QoS路由算法

在分析ad hoc网络的单播QoS路由问题的基础上,本文提出了一种新的分布式QoS路由算法——LMLAR(local multicasting location-aided routing)算法。LMLAR算法最关键的思想是利用了“本地多播”机制和位置信息选择路由。仿真结果表明:LMLAR算法能够以较小的路由消息开销取得较高的路由成功率,具有比TBP算法更好的性能,适合于ad hoc网的高度动态的环境。

车联网:物联网在城市交通网络中的应用

阐述了"物联网"和"车辆网"这两个热门概念的内涵和外延。通过分析两者的发展历程、历史沿革和相互关系,比较它们在实际生活中的应用,认为车联网可以看作物联网在城市交通网络中的典型应用,展望了车联网在服务与应用方面的美好愿景。以此为基础,讨论了车联网实现的关键技术,并介绍了一个过渡型构建方案。最后,详细讨论了在物联网和车联网领域里国内外学术研究现状。

AFDX交换机的队列整形调度研究

AFDX交换机的静态优先级非抢占式队列调度(SPUS)算法不能消除输出分组中的随机抖动。为此,采用将虚拟时钟作为分组调度发放合法时间的方法对SPUS算法进行改进。在发往级联端口的分组输出之前,先经过整形调度使数据流均匀地输出,以确保交换机的服务质量。仿真结果表明,改进后的算法可消除输出分组随机抖动,适用于交换机级联端口。

基于故障粒度划分的NoC链路自适应容错方法

No C中数据包的传输需要经过链路,且链路占据了芯片上的绝大部分面积,故对链路的容错尤为重要.为解决链路的故障问题,该文将链路故障进行粒度划分,并提出了一种自适应的链路容错方法.当链路出现粗粒度故障时,重配置另一条链路的方向来传输数据包.当链路出现细粒度故障时,结合网络通信状态,选择重配置另一条链路的方向或利用自身剩余的完好位线来多次传输数据包.实验结果表明,该文方法较双向链路重配置方案和单向链路多次传输的容错方案而言,延时最多减小27.2%和34.2%,吞吐率最多增大21.7%和35.3%。在链路出现不同情况的故障时,该文方案有着明显的优势,保证了网络的可靠性。

NoC中负载均衡的AVOQ路由器设计

针对片上网络中使用虚拟输出队列(VOQ)机制的路由器在网络拥塞时存在的头阻塞问题,提出负载均衡的AVOQ路由器架构。首先,输入缓冲区仍使用VOQ机制来处理头阻塞问题。其次,在路由计算模块自适应地选择输出端口,确保数据从较不拥塞的端口输出;在单个虚通道内自适应地读取数据包,确保下游不拥塞的流量能够在网络里流通。实验结果表明,相较于虚通道路由器和VOQ路由器,AVOQ路由器平均延时最多减少83.2%和57.1%,吞吐率最多增加72.7%和33.3%,功耗和面积开销可接受。该方案通过两个层级的自适应均衡全网的流量分布,缓解拥塞,进而降低头阻塞出现的可能性,并在头阻塞出现时消除其影响,提升网络性能。

一种保证负载均衡的网络资源分配算法

为了避免或延迟网络瓶颈的出现,使网络提供最大的服务能力,提出了一种路径级资源分配算法———P-ERA算法.在其基础上,又根据链路拓扑位置及不同源结点注入流量等因素,提出一种保证负载均衡的网络资源分配算法———N-ERA算法.它通过量化的路径选择以及合理的资源调配,可以在保证用户业务服务质量的同时,实现网络资源的充分利用.仿真结果也证明,相对于其他的资源分配算法,N-ERA算法具有更高的业务接纳率和更加均衡的资源利用率.

一个自组网中基于局部状态位置已知的分布式QoS路由算法

在分析自组网的单播 QoS 路由问题的基础上,提出了一种位置信息已知的利用局部状态信息进行路由选择的的分布式 QoS 路由算法——LILAGR 算法。LILAGR 路由算法的基本思想是逐段优化费用和尽快到达目的节点,即在决定节点之间是选择带宽约束费用最小的路径而各个决定节点则是按照贪婪地尽快到达目的节点的原则进行选择。仿真结果表明:LILAGR 算法能够以适度的路由消息开销取得较高的路由成功率。此外,LILAGR 算法具有可扩展性,可以应用于较大规模的自组网中。

一种代理移动IPv6认证协议

代理移动IPv6为移动节点提供了基于网络的移动性管理方法,移动节点不参与管理移动性信令.为了在移动互联网络中应用代理移动IPv6协议,需要定义安全有效的认证协议.目前还没有见到关于代理移动IPv6认证协议方面的研究,本文提出了一种代理移动IPv6的认证协议,该认证协议可以提供接入认证功能,并可防止重放攻击和密钥暴露.为了分析该认证协议的性能,本文给出了认证费用和认证延迟分析的解析模型,分析了移动性和流量参数对认证费用和认证延迟的影响.研究结果表明提出的代理移动IPv6认证协议安全有效.

无线网络中一种改进的TCP拥塞控制机制

由于无线网络中存在高误码、信号衰落、切换等原因,使传统TCP的应用受到了挑战。本文提出了一种新的无线网络拥塞控制方案—MRBR算法,它根据RTT值的变化对Reno协议进行修改,区分网络拥塞和无线链路差错,然后针对不同的原因,选取正确的参数实施拥塞控制。MRBR算法只需修改协议的发送部分,并且可以与Reno兼容。仿真结果表明,该方法增强了网络对拥塞以及随机差错的判断处理能力,有效提高了网络的吞吐量。

基于网络的区域移动性管理协议性能分析

分析一种新的基于网络的区域移动性管理方案,并根据移动节点一维随机走动模型给出了性能分析的解析模型.根据解析模型,导出了位置更新费用和数据分发费用的公式.在此基础上分析了平均小区驻留时间和小区内移动节点数量对整个费用的影响,研究了整个费用如何随会话移动性比改变而变化,以及实现整个费用最小化的区域移动性管理域大小最佳值.分析结果表明,会话移动性比和区域移动性管理域大小是最小化总费用的最主要性能因素.

一种基于代理移动IPv6的全局移动性管理结构和协议

该文定义一种基于代理移动IPv6的全局移动性管理结构和协议,简称为PMIPGMM。在PMIPGMM中,由网络实体而不是移动节点完成移动性管理,另外消除了移动节点和接入路由器之间分发数据的无线链路隧道负荷。为与熟知的层次移动IPv6协议比较,基于液体流移动性模型,分别给出了每个协议下,移动节点在平均域停留时间内产生的位置更新、数据分发和总费用函数。分别研究了各种系统参数对费用函数的影响。分析结果表明所提出的基于代理移动IPv6的全局移动性管理协议可以保证低的总费用。