离散时间并行优化门限服务轮询系统排队特性解析

针对周期式查询门限服务中流水线式调度效率低的问题,本文提出了一种并行优化门限服务轮询控制的系统服务资源调度策略.论文构建了轮询排队系统及其数学模型,先对系统状态变量的概率母函数求偏导得到一阶和二阶特性参数方程组,联立求解后推导出各个系统参数的完整数学解析表达式.仿真实验结果和理论计算值相一致.系统性能分析表明,该系统的队长和时延特性均得到了较大的提高,能够更好的适应密集数据环境下时延敏感性数据的服务需求.

离散时间闸门式多级门限服务的两级优先级轮询排队系统分析

本文提出了一种基于闸门式多级门限服务的两级优先级轮询系统.论文先构建了系统的排队分析模型,然后把模型中各个站点内的等待顾客数合起来设定为系统状态变量,对系统状态变量的概率母函数求二阶偏导后组成迭代方程组,联立求解后得到了站点的平均排队队长、顾客平均等待时间以及服务器查询周期等关键指标的完整数学解析表达式.最后,对该模型进行了仿真实验分析,实验结果与理论结果相一致.系统性能分析表明该轮询系统满足了周期性系统服务资源分配过程中业务多样性和弹性服务的发展需求,使得轮询控制策略应用方面更为广泛.

连续时间完全-限定(K=2)两级轮询系统性能分析

为了实现区分网络优先级、保证公平性、提高普通站点的性能和效率,在完全-限定(K=1)两级轮询控制系统模型的基础上,提出连续时间完全-限定(K=2)两级轮询控制系统模型。在该模型中,使用限定(K=2)服务和完全服务分别对普通站点和中心站点进行服务。中心站点转换到普通站点进行服务时,使用捎带查询方式。在此基础上,采用马尔可夫链和概率母函数的数学方法建立该轮询系统模型,并推导平均排队队长和时延。利用MATLAB进行仿真实验,结果表明:理论值与仿真值误差较小,验证了理论分析的正确性;与门限-完全服务模型相比,该模型中心站点的队长和时延均小于门限-完全服务中心站点的队长和时延,具有更高的优先级;与一级完全服务和一级限定(K=2)服务模型相比,区分了优先级,性能分别提升11.7%和14.5%,说明两级服务远好于一级服务;与完全-限定(K=1)两级服务模型相比,增加了发送的数据,减少了等待时间,性能提升13.04%左右,进一步优化了普通站点的性能。

基于MEC服务器优先服务的路侧单元MAC层调度策略

针对多接入边缘计算(MEC)服务器高可靠、低时延和大数据量的数据传输要求,基于无冲突接入、优先级架构和弹性服务技术,提出一种适用于车辆边缘计算场景下的媒体访问控制(MAC)调度策略。所提策略由车联网(IoV)路侧单元(RSU)集中协调信道接入权,优先确保车载网络中车载通信单元(OBU)与MEC服务器之间的链路传输质量,以及时传输车辆到网络(V2N)业务数据;同时,对本地OBU之间的业务采取弹性服务方式,增强密集车辆接入时应急消息传输的可靠性。首先,构建调度策略的排队分析模型;其次,根据各时刻系统状态变量的无后效性特点建立嵌入式马尔可夫链,并通过概率母函数的分析方法对系统进行理论分析,得到MEC服务器通信单元和OBU的平均排队队长、平均等待时延和RSU查询周期等关键指标的精确解析表达式。计算机仿真实验结果表明,统计分析结果与理论计算结果一致,所提调度策略在高负载情况下能够提高IoV的稳定性和灵活性。

连续时间门限完全服务两级轮询系统性能分析

为区分业务优先级以及提高系统公平性与稳定性,在简化求解过程的基础上,提出一种连续时间门限完全服务两级轮询系统。系统状态由马尔科夫链得出并根据其建立数学模型,系统的平均循环周期、平均排队队长等性能参数由对数学模型的概率母函数进行求导所得,将求导结果与仿真实验进行对比,验证理论分析的准确性。将该系统与单级系统、其它两级系统进行对比,验证了该系统在保证业务优先级的同时更具公平性与稳定性。

连续时间完全服务与门限服务两级轮询系统性能研究

在信息分组以连续时间规律到达系统的基础上,对于轮询系统中不同优先级的业务问题,提出区分优先级的两级轮询服务模型。首先,在该模型中,低优先级站点采用门限服务,高优先级站点采用完全服务;然后,在高优先级转低优先级时,将传输服务与转移查询并行处理来降低服务器在查询转换期间所耗费的时间,提高轮询系统的效率;最后,运用马尔可夫链和概率母函数的方法建立了系统的数学模型,通过对数学模型精确解析,得到了连续时间两级服务系统每个站点的平均排队队长和平均等待时间的表达式,精确解析出平均排队队长和平均等待时间的值。仿真实验结果表明:理论计算值与实验仿真值近似相等,说明理论分析正确合理。该模型既能保障低优先级站点服务质量,又能为高优先级站点提供优质服务。

战术数据链网络的介质访问控制层优化控制及性能分析

为解决战术数据链中优先级问题,提出一种基于完全接入策略和非对称门限接入策略的区分优先级两级轮询控制策略,用于战术数据链网络的媒体接入控制中。在该轮询控制策略中,对战术数据链中的低优先级前哨站点采用非对称门限接入策略,对高优先级前哨站点采用完全接入策略;在网络控制站点由高优先级前哨站点转低优先级前哨站点时,将传输服务与转移查询并行处理来降低查询转换期间所耗费的时间,提高轮询系统的效率。运用马尔可夫链和概率母函数方法建立了系统的数学模型,精确解析出各个前哨站点内等待发送的平均信息分组数表达式。结合循环周期2阶特性量近似方法,解析出前哨站点内信息分组平均等待发送时间的近似表达式。仿真实验结果表明,实验值与理论值大致相等且高优先级前哨站点的服务质量优于其他站点,证明理论分析正确,该模型达到了区分优先级的目的。

基于轮询控制的无线传感器网络MAC协议性能分析

为解决网络性能均衡问题,提出一种一队列两服务的轮询控制策略,用于无线传感器网络的媒体接入控制中.首先,在该轮询控制策略中,一个队列根据系统总负载率按概率采取门限和完全两种服务,采取完全服务的概率与采取门限服务的概率相加等于1;其次,对控制策略模型进行了系统分析,用控制流程的方法对模型进行了描述;然后,通过Matlab实现了控制策略模型仿真,并将其与完全服务和门限服务进行了对比,实验结果表明,该控制策略可以达到均衡网络性能的效果;最后,对现有MAC帧结构进行了分析,提出将现有帧结构重新设计以实现该轮训控制策略,说明了该控制策略在实际网络中的可行性.

基于优先级服务的两级轮询系统性能分析

针对宽带无线接入网络系统中信息分组传输控制实时性和公平性要求,提出了由1个中心站点和N个普通站点构建一种新的基于优先级服务的两级轮询系统模型,采用完全和限定(K=1)相组合的混合服务策略,利用嵌入Markov链和概率母函数方法,在离散时间状态下建立系统分析模型,精确解析系统特性参数,并通过计算机仿真实验进行验证。结果表明,该模型在信息分组传输控制实时性和公平性要求等方面具有较好的控制性能。

基于长短期记忆网络的轮询系统性能预测

为解决轮询系统性能参数计算复杂的问题,提出一种基于长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络的轮询系统性能预测方法.通过对已有实验数据进行建模和分析,构建LSTM模型,预测不同信息分组到达率下的轮询系统性能.首先对实验数据进行处理,以不同信息分组到达率下的平均排队队长构成一个序列;然后建立包括输入层、隐藏层、全连接层和输出层的LSTM网络来执行预测;最后采用循环将网络的输出重新输入,以此来预测未知到达率下的平均排队队长.实验结果显示预测值曲线与真实值曲线表现出了相同的趋势,表明该方法能够有效预测不同轮询系统的性能.与传统的数学分析方法相比,该方法计算效率较高.

基于区块链的轮询系统MAC协议研究

针对网络信息传输量扩大、数据传输效率降低的问题,提出将区块链与轮询系统结合的MAC协议.首先,研究了基于区块链的轮询系统模型,并对其数据分发方式进行分析;然后,推导了门限、完全和限定K=1服务系统的平均排队队长、平均等待时间和平均循环周期的理论表达式;最后,通过Matlab将期望值与实验值进行对比分析.结果表明,随着到达率的增加,加入轮询MAC协议后的区块链系统信息传输效率明显提高.综合对比实验结果,在保证公平性的基础上,门限服务系统在加快信息处理速度,改善系统性能方面比另外两种服务策略更为稳定.

轮询控制交通信号自适应控制模型仿真研究

当轮询系统用于交通信号控制时,采用完全服务策略会造成车流高饱和度时绿灯长时间保持在某一相位,导致其它相位的车辆无法通过路口,而在饱和度较低时使信号灯频繁切换。为此,提出自适应双门限完全服务控制策略,该控制策略一方面基于完全服务规则根据车流量动态设定绿灯配时保证通行效率,另一方面,根据实际道路情况设置每个相位的绿灯时间上、下限时间以保证各相位间的公平性和混合交通环境下行人等非机动车通行者的需求;基于时间限定完全服务轮询模型,采用马尔科夫链和概率母函数的方法分析了车辆平均排队队长并给出绿灯配时方案;通过仿真实验结果验证了本方法的有效性。

光载无线网络的MAC层优化控制及性能分析

同播光载无线分布式天线系统(Radio-over-Fiber based Distributed Antenna Systems,RoF-DAS)中,基站在下行链路采用同播方式向多个远程天线单元(Remote Antenna Units,RAUs)传输无线信号,而不同RAUs覆盖的用户站点在上行方向通过不同长度的光纤链路接入位于基站的无线网络接入点。文中提出一种并行调度门限服务方式下的IEEE 802.11PCF接入控制策略,通过捎带技术实现数据传输和数据请求过程的并行处理,同时利用门限服务方式进行数据传输,以提高信道资源利用率,减小光纤引入时延对网络性能的影响;建立数学模型,分析得出系统平均排队队长和吞吐量的闭式解析式,弥补了在研究光载无线网络性能时仅依靠实验进行性能分析的不足。通过仿真实验和理论分析验证了所提策略对提高网络吞吐量和缩短数据排队等待长度的有效性。

一种应用于AdHoc无线局域网的预约多址协议

本文通过对AdHoc无线局域网的预约多址(PRMA)控制方式进行了分析,即通过一个中央站点依次轮询各站点传输信息,采用嵌入Markov链和概率母函数的分析方法,给出了轮询系统的数学模型。然后给出一种轮询调度策略的改进方法,将传输服务与转移查询做了并行处理,给出系统平均排队队长的精确解析,通过仿真实验讨论了改进方法对网络性能的提高。

基于多服务器的轮询接入控制协议分析

为解决现有轮询接入控制协议网络时延高、系统性能差的问题,提出一种同步方式的多服务器轮询接入协议。使用多服务器并发处理的方式实现负载均衡,多个服务器调度时,利用同步控制策略解决多服务器在各个站点之间的轮询问题;在单服务器分析的基础上,运用轮询系统的基本理论和随机过程对系统的平均时延等参数进行解析。通过仿真实验,对理论分析进行验证并对该协议的运行状况进行分析,实验结果表明,该协议比传统的轮询协议性能更好,平均时延更低,网络效率更高。

并行调度两级轮询控制系统分析研究

为了保证系统公平性不受损害,文中提出中心站点采用门限服务,普通站点采用并行调度完全服务的两级优先级轮询控制系统模型。通过马尔科夫链与概率母函数相结合的方法对模型的平均排队队长、平均等待时间等重要参数进行解析。经仿真得出,模拟仿真值与理论值误差较小,近似相等,表明模型理论分析合理正确。数值结果对比表明,模型区分网络业务高低优先级的性能优良,且普通站点工作效率得以提高,从而保证了系统公平性。

基于BiLSTM神经网络的多服务器门限服务系统性能分析

为了满足运行速度快、时延低、性能好、公平性好等特点,提出了多服务器门限服务系统,并利用BiLSTM(Bi-direc-tional Long Short-Term Memory)神经网络对其进行预测分析,使用多服务器接入方式来降低网络时延,改善系统性能。多个服务器调度时,可以采用同步和异步两种方式。首先,研究多服务器门限服务的系统模型。其次,在单服务器的基础上,利用嵌入马尔可夫链和概率母函数的分析方法对多服务器门限服务的平均排队队长、平均循环周期和平均时延进行求解;同时,利用Matlab进行仿真实验,分别将单服务器系统与多服务器系统的理论值与仿真值进行系统分析,对比多服务器同步和异步两种方式。最后,构建BiLSTM神经网络来预测多服务器系统的性能。实验结果表明,该多服务器系统异步方式优于同步和单服务器系统,多服务器异步系统的性能更好,时延更低,效率更高。综合对比多服务器的3种基本服务系统,在保证公平性的情况下,门限服务系统更加稳定。并且使用BiLSTM神经网络预测算法能够准确预测系统的性能,提高计算效率,对轮询系统的性能评价具有指导意义。

基于限定服务的双服务器轮询控制性能研究

为解决网络并发量增加而导致网络时延高,服务质量差的问题,提出一种基于限定服务的多队列双服务器轮询控制系统。该系统由两个服务器和N个站点组成,两个服务器调度时,采用同步和异步方式进行控制;站点发送信息分组时,使用限定K=1和K=2的策略。分析过程中,引入概率母函数的方法对同步方式的平均排队队长和平均等待时间等特性进行分析,并通过仿真进行验证;对于异步方式,由于服务器相对运动较为复杂,则采用计算机仿真进行研究。实验结果表明,双服务器轮询接入机制受负载影响较小,信息分组数的平均时延和平均排队队长较小,在相同负载下,其性能远远优于单服务器模型。

限定K=1非对称轮询系统的FPGA实现

信息技术的飞速发展使得多样性业务服务质量的要求不断提高,非对称轮询系统相比于单一服务类型的对称式轮询系统具有更好的普适性。为更好地满足无线传感器网络多业务数据传输的工作特性,该文提出一种基于FPGA非对称限定K=1服务轮询系统的硬件设计。采用泊松信源、基于QUARTUSⅡ对系统进行功能测试并使用Matlab进行软件仿真,通过平均排队对长、平均时延等关键指标对系统进行性能评估,测试统计结果与理论分析值拟合度高,验证了设计的可行性与正确性。实验结果表明,基于FPGA限定K=1非对称轮询系统具有良好的时延和公平特性,适用于多业务传感器网络的应用。

基于Web2K服务器的QoS调度策略分析

现在的Internet服务模式已经进入以电子交易和多媒体业务为主体服务的时代,为了在Internet上提供端到端的QoS保障,服务器的工作效率以及对各种不同的HTTP请求的响应时间已成为WebQoS问题的研究核心。论文对WebQoS控制组件中分类策略以及工作进程调度策略以离散时间型轮询的方式对其进行了数学上的分析,得出系统各优先级队列的平均排队对长,以及系统中HTTP请求的平均等待时间。