交换式以太网中周期性固定优先级消息的可调度性分析

为使交换式以太网能满足工业数据通信的实时性要求,首先提出了一种基于固定优先级调度(FixPriority Scheduling,FPS)的实时消息调度模型,由源站点和消息接纳控制服务器对消息进行可调度性判定.另外,通过将消息集在交换式以太网上的可调度性判定转化为对在接收链路上具有释放抖动消息集的可调度性分析问题,给出了实时消息在发送和接收链路最坏传输完成时间的计算公式,进而提出了消息可调度性判定方法,并对相关结论进行了理论证明.

FTT调度模型中面向性能优化的消息周期指定算法

针对周期可变的实时消息集,建立柔性时间触发调度模型下消息周期与系统性能的优化模型,并给出解析取整和贪心选择2种消息周期近似最优指定算法。在此基础上,提出结合OptInt与Greed 2种算法的Comb算法。Comb算法通过利用OptInt算法获得较好的初始解,运用Greed算法对初始解进行二次优化,实现OptInt与Greed2种算法的有效组合。理论分析与仿真实验结果表明,Comb算法具有Greed算法步骤简单、算法复杂度低的优点,在保证消息集可调度前提下,能有效地优化系统的整体性能。

1553B总线消息传输优化设计在武器装备系统中的应用

为了提高武器装备系统1553B总线消息传输的实时性,降低总线的通信延迟率,本文提出了一种1553B总线消息传输优化算法。该算法基于最大分配距离对非周期性消息传输进行优化设计。仿真实验结果表明,利用改进后的算法对1553B总线周期性消息和非周期性消息混合传输进行优化,能够在满足每条消息最大延迟时间要求的前提下,合理确定每条消息的相位,使得总线各条消息的延迟时间率达到均衡,有效地缓解了总线消息拥塞和饱和现象,解决了总线负载均衡的难题,提高了总线处理异步消息的能力。

车联网中交通安全消息动态优先调度机制

车联网中两类交通安全消息共享有限控制信道带宽,在消息突发状态下无法保证事件触发消息的传播性能,导致预警失效。基于差异化的消息传播性能需求提出了一种动态优先级区分的调度机制,按事件优先级分别进行队列管理,赋予事件触发消息优先权,通过设置优先级调度阈值实现对事件触发消息的动态调度。当优先队列长度高于阈值时,其抢占调度时隙。当队列长度低于阈值一半,退出抢占过程,恢复非抢占优先调度方法。仿真显示,所提调度机制能够减小事件触发消息的端到端时延约1.3 ms,提高周期性消息的公平性约0.22。

VANET中一种安全消息拥塞控制机制

针对车辆无线自组织网络在车流量密度大的情况下,周期性安全消息产生的Beacons可能占据整个信道带宽,从而导致信道拥塞的问题,提出了一种基于调整Beacon频率和车辆通信半径的拥塞控制机制。该机制首先为周期性安全消息和突发事件安全消息提出了一个信道分配算法,将周期性安全消息在信道中占用的带宽资源限定在一定的门限以下,保证有足够的信道资源传输突发事件安全消息。然后,在保证车辆用户安全的条件下,根据精确性要求和成功接收率,动态地调整Beacon频率和车辆通信半径,来控制信道中能够容纳的用户数,避免信道拥塞。

交换以太网中实时消息截止期划分算法研究

为解决交换式以太网中实时消息在发送及接收链路上的截止期划分问题,首先给出了非抢占式EDF调度算法的可调度性分析方法,并分析了消息的提前释放对非抢占式EDF调度算法可调度性的影响,在此基础上提出了新的截止期划分算法(MDPS)。算法通过计算可满足调度条件时消息在发送链路及接收链路截止期应该划分的下限,并结合截止期的松驰量实现实时消息在发送及接收链路上的截止期划分。算法实验比较和分析表明,该算法在提高网络聚合带宽、减小消息的错失率方面明显优于现有的ADPS算法。

主从结构交换式以太网中实时消息调度研究

为使交换式以太网能满足实时通信的要求,针对FTT-SE网络调度模型,提出了一种同时适用于周期性和非周期性实时消息的链路可调度性判定方法。在证明了消息链路调度优化问题MLSOP为NP-complete的同时,针对周期性实时消息的链路调度优化给出了启发式算法LSHA。最后,对于周期性和非周期性实时消息分别设计了基于EDF的调度算法。仿真实验表明,在提高网络链路带宽利用率和减小消息平均延时方面,该算法均较FTT-SE有明显的优势。

主从交换式以太网中跨多Switch传输消息实时调度研究

针对FTT-SE协议在单Master多交换机的网络扩展结构中存在的消息跨多Switch传输调度问题,给出了消息在每个基本调度周期内到达各交换机输出端口时间的计算方法,提出了单EC内的消息可调度性判定算法,并对算法的可行性进行了证明。在此基础上,设计了基于EDF的消息实时调度算法和准入控制算法。通过确定消息在每个基本调度周期内到达各交换机输出端口时间,所提出的调度算法能针对COTS交换机输出端口的FCFS消息传输机制,实现对单EC内消息传输的精确控制和调度。相对已有的调度算法,仿真实验表明,所提出的算法能更有效地利用网络带宽,提高了主从交换式以太网通信的实时性。

交换式以太网实时消息可调度性分析

针对交换式以太网不能满足工业数据通信的实时性要求问题,首先提出了一种改进的,在站点和交换机端均使用EDF算法的消息调度模型,并由源站点和目标站点以分布式方式对实时消息在链路的可调度性进行判定,从而简化了交换机的设计.另外,为保证实时消息在交换式以太网传输的实时性,分别给出了实时消息在发送和接收链路的可调度性判定条件,并进行了相应的理论证明.

COTS Switch工业以太网实时调度算法

针对基于商用现成组件技术(Commercial Off-The-Shelf,COTS)的交换式以太网不能满足工业数据通信的实时性要求问题,给出了改进的FTT(Flexible Time-Triggered communication paradigm)网络调度模型,提出了新的周期性实时消息链路可调度性优化判定方法,在此基础上设计了一种基于EDF(Earliest Deadline First)的实时调度算法。算法通过对网络消息流量进行有效控制防止交换机缓冲区溢出,同时充分发挥网络在同一时间存在多个并行传输链路的优势,提高了网络实时性。仿真实验表明该算法在提高网络的聚合带宽、减小消息的平均等待延时和丢失率方面均有明显的优势。

EDF调度算法在直通式交换以太网上的实现

提出了一种FTT(Flexible Time-Triggered communication paradigm)的改进调度模型.实现了周期性硬实时消息在基于成熟商用组件技术(COTS)的交换式以太网上的实时传输.并针对周期性实时消息在直通式交换以太网上传输提出了一种基于EDF的实时性调度算法.仿真实验表明该算法在提高网络的聚合带宽方面具有明显的优点.