分布式无线传感网中低延迟数据调度算法研究

分布式无线传感网中节点数据量增大,会导致节点能耗不均匀,数据传输过程出现低延迟现象,影响数据传输效率。为解决这一问题,提出分布式无线传感网中低延迟数据调度算法研究。基于分布式无线传感网络结构分析了低延迟数据调度延迟的主要因素,依据分析结果采用MDAS-ST算法,建立低延迟初始信息数据,对低延迟数据节点构建父节点候选集,建立低延迟数据候选调度模型,以低延迟数据父节点候选集为主,从中选取一个父节点,并分别分配到分布式无线传感网络时隙内;建立低延迟数据调度序列,利用该序列实现低延迟数据的调度研究。仿真结果表明,该方法的平均发送次数约为1.2次、调度延迟为322μs、网络吞吐率为99%,能耗为500 nJ/bit。

云边协同下电力负荷终端低延迟接入响应方法

随着新型电力负荷系统的快速发展,越来越多的电力负荷终端接入电力网络.由于大量电力负荷终端在有限的无线电频谱上进行大规模访问,可能会导致严重的拥塞和较高的接入延迟.考虑到电力负荷终端数量的爆炸性增长,必须降低终端的接入延迟,以实现大规模接入场景下的超可靠和低延迟通信(Ultra-Reliable Low-Latency Communications,URLLC)需求.为了解决上述问题,使用边缘计算技术已经成为了一种有效的解决方案.本文提供了面向云边协同电力负荷系统的终端低延迟接入响应方法,采用了基于TD3(Twin Delayed Deep Deterministic Policy Gradient,TD3)的DRL算法来解决云边协同电力负荷系统的终端低延迟接入响应和资源分配的联合优化问题,缓解了传统DRL算法的Q值过估计的问题,提高了学习效率,有效减少电力负荷管理系统中电力负荷终端的接入响应延迟和能耗,平衡边缘服务器的工作负载,提高计算和通信资源利用率.

基于多媒体传输的低延迟实时通信系统设计与优化

随着多媒体通信技术的不断发展,其对通信系统的实时性、低延迟性提出了更高的要求。文中提出了一种基于多媒体传输的低延迟实时通信系统的设计与优化方法。首先,分析了实时通信系统的基本要求,然后介绍了多媒体传输协议与技术、编解码技术与压缩算法、网络拓扑与传输路径优化。接着,探讨了低延迟实时通信系统的设计原理,包括系统架构与设计要素、实时传输协议设计、编解码器优化与实现、系统调度与管理策略等。最后,对系统进行了优化与性能提升,包括系统性能与优化需求分析、系统资源管理与调优、网络拓扑优化与路径选择等。

基于云雾网络的低延迟QoS路由优化策略研究

移动通信技术的快速发展催生了许多新的产业和商业机会,导致网络电话流量显著增加。然而,由于网络资源和带宽有限,如何确保通话服务质量(QoS)仍然是一个挑战。传统的网络架构设计由于耦合问题无法有效满足不同服务项目的多样化QoS需求。为了解决这个挑战,深入研究了云和雾网络以及低延迟场景下的QoS路由优化策略。通过实验仿真,发现在处理1000兆字节(MB)的数据时,低延迟模型优于云计算网络。使用低延迟模型需要18.47秒,使用云计算网络需要30.42秒,低延迟模型处理时间减少了11.95秒。利用低延迟模型可以提高网络吞吐量和操作速度,同时最小化数据包之间的丢包率,这种模型在提高网络性能和用户体验方面起着关键作用。

基于WebRTC的低延迟流媒体传输方法研究

基于WebRTC的低延迟流媒体传输方法研究针对实时音视频通信中的延迟问题,通过集成深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)优化视频速率控制,并与标准Google拥塞控制算法(Google Congestion Control,GCC)比较。研究在简单、中等和困难网络状态下评估模型性能,结果表明DRL模型在丢包率和往返时延上均优于GCC,尤其在困难模式下展现出更强的适应性和鲁棒性,为低延迟流媒体传输提供了有效解决方案。

基于电力通信的超可靠低延迟通信应用研究

随着全球能源需求的持续增长,电力通信网络发展迅速,成为现代电网管理的核心。在此背景下,超可靠低延迟通信(Ultra-Reliable Low-Latency Communication,URLLC)技术的应用日益重要,能够确保电力系统的通信可靠性。文章详细讨论了电力通信网络中URLLC的应用,包括实时电网监控与管理、自动化故障检测与响应、智能电表和需求响应管理以及远程控制和维护等方面,同时对这些技术应用进行了系统测试,以验证其在提升电力系统效率和可靠性方面的实际效果。

低延迟低码率语音编码研究

现有的低延迟语音编码算法(LD-CELP)需要16kb/s比特率,无疑会妨碍它的应用。提出了一种采用两阶段码书搜索的方法可以在提高低延迟语音编码算法性能的同时降低码率。首先构造了两个子码书:一个后向更新的自适应码书和一个具有代数结构的固定码书;然后设计了两阶段码书搜索方法使滤波后的激励矢量和目标矢量之间的均方误差保持最小。这样就得到了一个在8kHz采样率下具有2.5ms延迟的10kb/s两阶段码书搜索的CELP编码器。用平均分段信噪比(SSNR)和感知语音质量评价(PESQ)测试,本算法具有和16kb/s的G.728相当的编码质量。

基于低延迟有限冲击响应滤波器的差动保护采样率转换算法

智能变电站中,电子式电流互感器(ECT)取代传统的电磁式电流互感器向差动保护装置提供电流信息。工程中,不同采样频率的ECT要求保护装置重采样,统一多路电流数据的采样频率。为解决此问题,本文提出了一种改进的差动保护采样率转换算法。该算法基于低延迟有限冲击响应滤波器原理,并以此为基础构造了基于约束最小二乘法设计的可用于信号抽取和插值环节级联的低通滤波器,实现了任意有理数倍频率转换的快速响应。仿真结果表明,较基于切比雪夫逼近原理的传统低通滤波器,采用改进算法的低通滤波器的数据输出响应速度提高了37.5%,峰值瞬时误差可控在3.683%以内,可以有效地减少数据传输延迟,提高差动保护动作的快速性。

SEEL:无线传感器网络下自适应、低延迟的节能媒质接入控制协议

无线传感器网络有着广泛的应用前景,然而由于传感器节点能量有限,因此传感器网络上运行的协议必须具备能量有效性以获得较长的生命周期.而媒质接入控制子层是节点能量消耗的主要所在,因此无线传感器网络设计的关键问题之一是媒质的接入控制.提出了一种自适应低延迟的节能MAC协议——SEEL协议,根据当前的网络负载自适应地调节竞争窗口的大小,从而减小节点数据传送的碰撞几率和由于碰撞而导致的能量消耗;采用了快速退避机制,减少了节点在退避过程中的空闲监听时间;扩展了RTS/CTS消息机制,可减少节点在每帧活动阶段的时间以及减小数据的延迟,两者都能节约能量的使用.实验结果显示,SEEL协议具有比S-MAC和TEEM协议更好的性能.

低延迟证券交易系统关键技术研究

为构建低延迟证券交易系统,给出对证券交易延迟的定义,提出证券交易延迟的整体分析框架。对证券交易延迟进行细分,研究构建证券交易系统相关的操作系统、消息中间件、软件开发、性能测试及优化等软件关键技术,讨论可能消除或减少这些延迟的现有方法、技术和手段及其发展趋势。分析表明,采用系统化分析方法对搭建的系统进行不断调整优化是构建低延迟证券交易系统的有效方法。

低延迟视频编码技术

随着视频编码和视频传输技术的广泛应用,视频需求量剧增,实时视频通信成为视频行业的一项重要研究内容,核心目标是提供更好的用户体验和更低的延迟。低延迟视频编码是实时视频通信应用的关键部分,通过降低编码延迟可以有效地降低系统的整体延迟。首先,分析了视频传输系统的延迟来源,从通用的视频编码框架出发着重介绍了编码延迟的产生机制;其次,概述了国内外主流的视频编码标准,介绍了率失真优化技术的原理和模型,为低延迟视频编码器的设计提供了理论基础;最后,从参考结构、流水线设计、编码模式搜索、码率控制和硬件加速多个维度描述了优化编码延迟的技术手段,并总结了业界具有代表性的低延迟视频编码方案,简要说明了现有低延迟视频编码技术的局限性,并对未来的发展方向做了展望。

THO-MAC:一种两跳优化的低延迟低功耗无线传感器网络介质访问控制协议

功耗与延迟是无线传感器网络介质访问控制协议设计首要考虑的两个问题。提出了一种新的传感器网络低延迟、低功耗、接收节点初始化异步介质访问控制协议——THO-MAC协议。通过准确预测接收节点的唤醒时间,THO-MAC协议调度发送节点侦听信道,从而减少发送节点空闲侦听能量浪费。THOMAC协议在发送节点两跳转发节点集中选择使报文两跳转发延迟最小的转发节点,从而降低报文传输延迟。使用NS2模拟器对THO-MAC协议进行了详细模拟。模拟结果显示,与RI-MAC和Any-MAC协议相比,THOMAC协议可以减少35.5%和18%的报文传输延迟,同时节省23.5%和15.5%的节点功耗。

低延迟体积模式液相色谱-串联质谱法检测猪肉中盐酸克伦特罗残留量

应用高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS),在液相部分采用低延迟体积模式,以盐酸克伦特罗-D9为内标,建立了快速测定猪肉中盐酸克伦特罗残留的检测方法。样品经过提取纯化后,采用C18色谱小柱进行梯度洗脱分离,电喷雾正离子MRM质谱检测。低延迟体积模式可实现洗脱液的快速梯度变换,仪器检测时间为2.0min;盐酸克伦特罗的保留时间为0.82min,其保留时间重现性好,所建立的标准曲线线性较好(R2=0.9993)。该方法的定量限(LOQ)为0.5μg/kg;当加标量为0.5、5、10μg/kg时,其回收率为81.2%～114.2%,相对标准偏差为6.4%～11.1%(n=6)。该方法检测速度快、灵敏度高、结果准确,可以满足实验室对猪肉中盐酸克伦特罗残留的高通量测试。

支持低延迟通信与容错的计算资源共享环境构建

提出与描述了支持低延迟通信与容错的计算资源共享环境LF-CRSE(low latency and fault tolerance CRSE),LF-CRSE提出了节点功能角色的观点,由客户端功能节点、任务服务器、工作机服务提供器、工作机节点组成,形成一个可扩展的分布式网络体系结构。采用了任务缓存、任务预获取和任务服务器端计算等策略保证了通信过程的低延迟开销。在应用上利用分支界限模式的任务划分,使LF-CRSE支持主-从模式和分-治模式的灵活编程模型。通过工作机端的心跳消息和面向子任务的容错方式保证了LF-CRSE的正确性。测试过程选择了具有数据依赖的分布式旅行商问题,实验结果表明,LF-CRSE的加速比随着工作机的增加稳定提高,在低延迟通信和容错特性上也具有良好的性能。

基于和声搜索的低延迟和低能耗无线传感器网络

应用和声搜索算法解决无线传感器网络中低延迟和低能耗两方面性能指标的双目标优化问题。首先分析网络中延迟和能耗模型,建立目标函数。其次在找寻最优路径时,采用基于优先级的路径编码方案,迭代更新和声记忆库。最后在Matlab仿真环境下对100个节点的网络进行仿真实验。结果表明:在无线传感器网络传输路径建立中,能耗与延迟因素相互制约,而根据用户对延迟与能耗需求不同,可以控制传感器网络数据传输路径的选择。

一种基于条带划分的低延迟帧内编码方法

现有编解码系统所产生的固有延迟比较大,例如对于标清视频,系统延迟要大于260ms,因此难以用于对延迟有严格要求的系统中。为此,研究了一种新的低延迟帧内编解码结构,在该结构中,将输入的视频划分成若干个条带,在采集端以条带为单位进行采集,以有效降低采集延迟;同时,给出了以条带为基本单位的I帧编码方法,对每一编码条带下采样,将其分成4个子图,以子图为单位进行预测,以提高预测的精度,进而降低编码延时。实验表明,新的编码结构在采集和编码过程中能有效降低帧内编码延迟,在保证恢复图像质量的同时,可以将延迟降低到150ms。

分层基于地理多样性的低延迟匿名通信架构

首先提出基于地理多样性和基于RTT的路由节点选择算法;然后,提出一种分层的基于地理多样性的低延迟匿名通信架构,并对此架构的安全性进行分析,提出了安全性评估算法;最后给出了模拟实验与结果分析。理论分析与模拟实验结果表明,采用该机制的HLLACF架构可以在降低通信延迟的基础上,有效地防范基于AS级别的被动攻击和各种常见攻击,并且具有很好的扩展性。

支持确定性/自适应路由的低延迟片上路由器设计

自适应路由可以有效地提高片上网络性能,却导致网络中的数据传输乱序.设计了一个两级流水虚拟通道虫孔交换路由器,通过修改数据包的标记位和路由计算单元,使路由器支持确定性和自适应路由算法,简化了数据传输乱序问题;同时,将流经路由器的数据流分为东西和南北2个部分;在此基础上从经典的部分自适应路由出发,增加虚拟通道允许原本禁止的转向,实现了无死锁的自适应路由,并降低了网络延迟与硬件开销.

一种面向低延迟的内存HDFS数据存储策略

从底层存储介质的选择和上层分布式文件系统效率的角度出发,提出基于HDFS的内存分布式文件系统架构Mem-HDFS,同时利用集群DataNode的内存和磁盘存储数据,以提高基于HDFS应用的读取性能.并对其进行性能优化,提出一种适应的同分布数据存储策略以及并行读取访问算法.对比实验表明:提出的算法能够较好地降低读取访问延迟.

面向HPC互连网络的低延迟前向纠错编码研究与实现

当前主流高性能互连网络的端口速率已达到100~400 Gbps,其单通道速率已达到25~50 Gbps。在这种高速率的网络上传输数据,前向纠错编码是提高其可靠性的必要技术。以太网国际规范IEEE 802.3采用的前向纠错编码为RS(528,514)和RS(544,514),但是这2种码型难以满足高性能互连网络在低延迟方面的性能需求。首先,分析了RS的编码和译码结构,并定量研究了RS码型参数与编解码延迟之间的关系。接着,提出了一种面向当前高性能互连网络的新型低延迟编码—RS(271,257),并比较了该码型在占用带宽和纠错能力等方面的优缺点。最后,实现了基于RS(271,257)的低延迟网络编码子层,并对其进行了资源消耗评估和延迟性能模拟。综合考虑资源消耗、纠错能力和延迟性能3方面因素,RS(271,257)是一种理想的低延迟前向纠错码型,可满足当前面向HPC的低延迟高性能互连网络的编码子层的设计需求。