基于多优先级排队论的配电物联网带宽分配方法

针对数据量剧增的配电物联网中存在的带宽利用率低和业务数据服务质量(quality of service,QoS)难以满足通信需求等问题,提出一种多优先级排队论的带宽分配方法。首先,对感知终端到边缘物联网关的业务数据传输过程进行改进,改进后的传输过程可根据不同业务数据对QoS的不同要求进行数据优先级的划分,对不同优先级数据设置不同的服务机制;然后,对业务数据传输中的马尔科夫过程进行分析,基于改进后的数据传输过程建立以带宽利用率为目标,丢包率和延时时间为约束的多优先级排队论带宽分配模型;并将所提出的带宽分配方法与传统方法进行对比。结果表明:QoS指标有所改善,而且带宽利用率比传统不分优先级带宽分配方法高9.73%,比弹性系数法高31.17%。最后,探究多优先级排队论带宽分配方法的动态性能,结果表明适当地提高带宽可以改善QoS指标,但要注意带宽增大时所带来的带宽利用率减小问题。合理的带宽分配可以避免资源的浪费。

智能制造车间数据通信传输带宽分配方法

当前车间数据通信传输带宽分配模型多为单一分配结构,分配效率较低,导致时延增加。为此,文章提出智能制造车间数据通信传输带宽分配方法。根据当前带宽分配需求,先进行数据传输需求分析,计算出链路带宽配置。以此为基础,采用多阶段的方式,设计传输带宽多目标分配模型,提升分配效率。采用最优平衡修正的方式进一步修正分配结果,实现最终分配。测试选定3条制造车间生产线所形成的数据,与初始的带宽时延标准比对可知:此次所得出的时延被控制在0.5s以下。说明此次所设计的数据通信传输带宽分配方法更为高效、精准,针对性较强,具有实际的应用价值。

TSN中基于链路负载均衡的AVB流量带宽分配方法

时间敏感网络(TSN)作为新一代以太网技术,因其能够保障时间敏感流量的低延迟和低抖动传输而在工业控制、车载网等领域发挥着越来越重要的作用。基于信用的整形(CBS)技术作为TSN关键整形技术之一,通过预留带宽保障了音视频桥接(AVB)流量的确定性传输。现有基于网络演算的带宽分配方法基本上未考虑路由对AVB流量可调度性的影响,并且在网络规模较大时带宽分配结果差且求解时间长,因此,文中提出了一种基于链路负载均衡的AVB流量带宽分配方法:首先采用链路负载均衡的路由算法为每一条AVB流量计算最优路径;然后基于流量路径和网络演算分析了各交换机出端口流量的到达曲线和服务曲线,从而获得各端口流量的最坏转发时延;最后建立了带宽分配的优化目标及约束,采用启发式算法对带宽分配进行求解,并在求解过程中对带宽参数配置进行了优化。实验结果表明,与现有基于网络演算的带宽分配方法相比,基于链路负载均衡的AVB流量带宽分配方法可以使AVB流量的可调度性提升15~45个百分点,优化参数配置可以使带宽求解速度提升1倍以上且得到更优的带宽分配结果,能够很好地应对大规模动态变化的TSN网络。

无人机辅助移动边缘计算网络中轨迹设计和带宽分配策略

研究了在无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)辅助移动边缘计算(MEC,mobile edge computing)网络中,单个UAV可以作为移动基站接收网络中多个用户设备卸载的数据场景。由于需要满足UAV的机动性、系统的计算时延和通信时延等要求,以最小化网络能耗为目标,提出了联合优化UAV三维飞行轨迹和用户设备带宽分配的方法。对应的非凸不易求解的优化问题转换为两个子优化问题,即在给定带宽的条件下UAV三维飞行轨迹优化的问题以及给定UAV三维飞行轨迹的条件下用户设备带宽分配策略的优化问题。仿真结果表明,所提算法的能耗明显低于另外两种典型算法。更进一步,本文为解决UAV辅助MEC网络中资源和能耗受限的问题提供了有力的理论依据。

基于效用函数的无源光网络动态带宽分配算法

为解决无源光网络由于传播距离较远而导致传播时延较长、信道利用率较低的问题,提出一种基于效用函数的无源光网络动态带宽分配算法。在无源光网络上行数据传输方向上,凭借光线路终端规律性地轮询各光分配网,获取上行带宽的请求信息。在无源光网络下行数据传输方向上,光线路终端把光网络的下行业务分组装入帧,并以广播的形式进行数据传输,结合此特点,利用带宽分配与微观经济学之间的相似度。以传输功率和传输信号增益,建立基于效用函数的分配问题优化模型,并通过路由器矩阵及其逆矩阵对该问题模型进行求解,得出各链路的最优传输速率,实现无源光网络动态带宽分配。实验结果表明,所提算法的信道利用率较高且时延抖动较低,能够有效提升网络动态实时性。

多智能体系统带宽分配及预测云控制

针对具有未知扰动的多智能体系统,设计扩张状态观测器,估计每个智能体的状态和受到的扰动,并通过无线网络发送给邻居智能体.利用Stackelberg博弈描述多智能体系统的带宽分配问题,设计了可以补偿网络时延的预测云控制方案,给出了Stackelberg博弈的纳什均衡解和多智能体系统一致性和稳定性条件,通过仿真算例验证了方法的有效性.

基于收入值的IP网络带宽分配研究

现有IP网络采用尽力而为的方式传送数据,存在可运营性和可管理性差的问题.未来的IP网络必须能够对带宽进行有效的分配,保证对用户的服务质量,并实现运营商利益的最大化.本文提出一种基于收入值的通用带宽分配模型,将基于收入值的带宽分配问题分为完全满足带宽需求的严格带宽分配问题和部分满足带宽需求的灵活带宽分配问题,并证明其等效于背包问题.由于现有算法无法应用于实际的嵌入式系统,本文提出了一种改进贪婪算法(EGA)对基于收入值的带宽分配问题进行求解.在交换容量为128Gbps的分布式路由器上的实验结果表明,EGA是一种兼顾公平性和有效性的算法,能够在确定性时间内执行完毕.采用EGA的网络设备已运行于实际的运营商网络中.

基于效用函数的网络带宽分配算法

基于效用函数的网络带宽资源分配可保证系统吞吐量、用户需求的公平性和稳定性。仿真结果表明,该方案在实际应用中对以往存在的问题有一定的改善和重要意义。

一种基于市场模型的网络带宽分配方法

价格手段最近被用来控制网络拥塞和管理网络资源的分配，而价格手段的一个重要特点是可以促进资源的合理分配和利用．本文提出一种基于市场模型的网络带宽分配方法．该方法根据用户的带宽需求和网络系统带宽的使用状况，计算出网络带宽的市场价格，并通过用户的价格参数进行带宽资源的协商与分配．分析表明，该方法可以达到优化系统效率和提高用户满意度的目标．

面向业务特征的自适应虚拟机迁移带宽分配算法

虚拟机动态迁移是支持绿色云计算环境的重要技术,迭代时间和宕机时间是迁移性能的衡量指标,而虚拟机迁移时使用的网络带宽和业务运行产生的内存脏页是影响迁移性能的重要因素,因此合理分配迁移带宽和减少脏页率能够有效缩短迭代时间和宕机时间.该文提出了一种面向业务特征的自适应虚拟机迁移带宽分配算法,通过对迁移过程中脏页率的分析,预测运行业务的网络带宽使用量,自适应分配虚拟机迁移带宽;引入带宽调整系数,有效处理迁移过程中的业务数据抖动现象,从而确保预测的合理性.这一算法能够在保证迁移性能和系统可靠性的同时,减少迭代时间和宕机时间.实验表明在带宽资源有限的前提下,该方法能够合理利用空闲带宽资源,提高迁移性能,确保业务服务质量.

多业务EPON动态带宽分配算法

提出一种适用于多业务以太网无源光网络(EPON)的上行带宽分配算法——周期和准周期结合的动态带宽分配算法.算法针对以太网业务和话音业务(TDM)的特性,分别采取准周期同步轮询动态带宽分配和周期固定带宽分配机制.仿真结果表明:该算法不仅满足话音业务严格的实时性要求和以太网业务的时延、丢包率等各项指标要求,且系统带宽利用率高、带宽分配公平性好.

自适应门限的EPON动态带宽分配实现

EPON(Ethernet passive optical network)是解决宽带接入中瓶颈问题的关键技术.为了实现EPON中共享上行带宽的公平和有效分配,以及不同分类业务的QoS保证,提出了基于门限的动态带宽分配算法.该算法根据ONU(optical network unit)的带宽请求和门限值授权分配带宽,实现了3种基于反馈控制理论的自适应调整门限方法并分析了其优缺点.模拟实验结果表明,与其他算法相比,该算法能够减少平均包时延,提高网络吞吐量.

EPON MAC控制层实现动态带宽分配策略的研究

针对EPON系统上行链路多个ONU共享带宽的拓扑结构 ,本文分析了制定带宽分配策略所需考虑的基本因素 ,在此基础上提出了一种新的动态带宽分配方案 ,通过动态请求分配机制 ,实现上行链路的高效利用。最后 ,通过建模仿真 ,分析了该方案的时延及丢包率特性。

一种支持多用户SLA的EPON上行带宽分配算法设计

在接入网服务等级协定的基础上,分析了以IPACT和CyclicDBA为代表的EPON上行动态带宽分配算法,讨论了其对EPON上多用户SLA支持所存在的固有缺陷。提出了适合SLA应用的EPON控制帧结构:授权帧和请求帧。根据这两种控制帧,设计了一种新型的支持多用户SLA的EPON上行信道带宽分配算法,等级轮询固定周期算法。通过理论分析和计算机仿真测试表明该算法针对EPON不同类型的接入用户均达到了较理想的性能指标,高优先级业务良好的时延和时延抖动特性,各种业务队列的尺度平稳,同时HPFCT还解决了传统轮询算法中低负载时下行带宽浪费明显的问题。

基于EPON的配电通信网的动态带宽分配方案

结合以太无源光网络(EPON)的技术特点及智能配电网对通信系统的需求,设计了一种可用于配电通信网的EPON带宽分配方案。利用高阶移动平均模型,对高优先级业务在等待时隙中额外收到的流量进行预测并分配授权带宽,保证了高优先级业务性能,杜绝了较低优先级业务分配的时隙被挤占的现象。采用Round-Robin调度算法对处于高负载下的ONU进行提前发送,显著提高了系统整体性能并兼顾了分配的公平性。理论分析和仿真结果表明,所提出的动态带宽分配方案能够显著提高业务延时性能,增加网络吞吐量,并降低网络丢包率。

GPON在智能配电网络中的应用及其带宽分配

从智能配电网络的承载系统出发,研究了基于千兆位无源光网络(GPON)的智能配电监测网络架构及标准体系。结合目前的配电自动化系统分析了配电采集终端的业务特性,并通过附带业务解析功能的带宽分配方案,实现了多种业务等级的配电业务接入。此外,针对配网终端数量众多的特点,设计了分级业务调度的方案,通过光网络单元(ONU)间与ONU内部数据调度相结合的方式,实现不同类型的业务接入控制,以适应未来大规模智能配网的新业务应用。

基于效用最大化的IEEE802.16带宽分配算法

由于IEEE802.16无线城域网协议并未给出网络带宽分配算法或建议,该文提出将802.16服务流带宽分配纳入统一的对数效用函数模型,使问题转化为效用最优化下的非线性规划(NP)求解。同时针对实际应用的实时性要求,提出了适用于对数效用函数的快速解法,使NP问题可以用线性运算解决,大大降低了计算复杂度。仿真结果表明,效用最优化算法比max-min公平算法在吞吐量和效用上均具有明显的优势,还可以灵活地改变效用函数参数,在不同服务质量(QoS)要求下高效地做出分配。

Internet带宽分配的公平性研究

依据带宽分配的公平性原则可以实现网络资源的合理分配和利用,从而提高网络的服务质量。根据一广域网模型,介绍了带宽分配的最大—最小公平性和比例公平性,并采用效用函数方法设计了一种带宽分配的最优速率迭代算法。

智能配电网EPON系统改进加权动态带宽分配算法及时延特性研究

以太网无源光网络(Ethernet passive optical network,EPON)是构建智能配电网接入层通信系统的重要发展方向。根据智能配电网各业务的服务质量要求,特别是基于网络通信的新型保护与控制技术的发展需要,提出一种基于业务缓存速率的改进加权间插轮询动态带宽分配算法。该算法根据光网络单元(optical network unit,ONU)终端业务流的类型和产生速率,对轮询周期内的通信需求建立虚拟加权缓存队列,在保证EPON轮询速率的基础上,光线路终端对各ONU终端的带宽进行动态分配,以更好满足不同业务的通信要求。此外,针对所提出的动态带宽调度算法,通过网络演算理论建立EPON系统各业务的时延上界计算模型,以为通信系统的实时响应特性分析和评估提供依据。OPNET仿真结果表明:所提预测负载调度算法可有效提高通信效率,较好兼顾基础通信业务和继电保护高实时性通信业务的不同需要;同时,也验证了推导出的EPON系统业务时延上界的正确性。

宽带卫星网络中基于跨层设计的带宽分配研究

传统的带宽分配策略按照分层结构进行设计,集中在链路层解决问题,没有考虑动态变化的信道状态和所承载的数据流的QoS性能。基于跨层设计的思想,针对支持话音业务和Internet数据业务的卫星网络提出了一种基于跨层设计的带宽分配算法。该策略将应用层的业务特性和数据链路层的带宽分配策略以及物理层的信道状态进行跨层优化。主控站通过建立代价函数的方法将所有相关参数综合考虑,利用动态规划算法得到了最佳的带宽分配方案。数值结果表明:跨层设计方式可以适应变化的信道状态,并且同传统带宽分配算法比较,提高了Internet数据的有效吞吐量并且保持了话音业务的QoS要求。