弹性分组环网的分组延时性能研究

本文采用了M/G/ 1/K排队模型对Darwin标准草案中建议的弹性分组环网的分组传输延时进行了性能分析 ,结果表明不同优先级的业务等待延时不同 ,高优先级分组在网络中传输延时最低 ,中优先级分组的延时仅略低于低优先级分组 ,当网络规模增加时 ,这种差距逐渐减小甚至可以忽略 ;并且从理论上推导出网络最大吞吐量 ,这对于制定相关标准。

一种分析缓存优化下mesh延时与吞吐量性能的数学方法

片上网络被广泛讨论用于解决大规模片上系统的互连问题。为了满足一定的应用,分析片上网络的性能是必需的。对片上网络的性能分析需要高效而精确的数学分析方法,从而弥补利用系统仿真进行性能分析的低效率。因此本文针对缓存优化下单虚通道的mesh结构提出了一种基于概率分析的数学方法来求其在XY路由下的平均延时及最大吞吐量性能,最后利用系统仿真验证了此方法的准确性。

最早截止期优先调度算法的改进

在基于IEEE802.16d协议的服务流调度过程中,为了保证优先级较高的任务优先得到服务,并尽量将调度过程对系统资源的消耗控制在可承受的范围内,在分析已有的非抢占式及抢占式两种方案的最早截止期优先(EDF)算法优缺点的基础上,重点考虑时间特性、重要性特性、顺序参考三方面作为调节参数,同时兼顾传输距离,对已有的EDF算法进行改进。提出了基于重要性因素抢占的半抢占式EDF算法。通过仿真实验,把改进后的EDF算法应用到IEEE802.16d协议的实时轮询业务(RTPS)服务流调度中。结果表明,改进后的EDF算法较好地平衡了抢占及非抢占式EDF算法的优缺点,具备较前两者更小且更稳定的延时。

基于PA的卫星网络动态带宽分配在线算法及仿真

为解决卫星网络带宽分配问题,基于离散事件动态系统理论中的PA方法,提出了一种在线算法。该算法把动态带宽分配问题描述为约束优化问题,以一次计算机仿真的数据为基础,通过PA方法求出网络平均延时相对于分配带宽的梯度,以优化网络平均延时为目标,构造带宽约束条件下的迭代公式,在线地分配带宽,有效解决了一般计算机仿真中需要进行多次重复仿真而导致的大量机时问题,克服了一般算法须假定信息流的统计特性的限制。仿真结果表明,该算法能明显改善网络的平均延时性能。

一种适配数据速率的IEEE 802.16e休眠机制算法

研究了IEEE 802.16e休眠模式机制的能量效率。通过设立时间门限建立的休眠模式的马尔可夫链分析模型,分析了能量效率和数据包延时,提出了一种适配实时网络负载的启发式的时间门限设置算法。NS2仿真结果表明,本文提出的算法比标准中的能量效率获得了明显的提高,并且其数据包的延时也获得了小幅的改善。

一种用于片上网络的异步共享FIFO设计

针对片上网络(NoC),本文提出一种能被多个输入端口共享的新型异步FIFO结构.与传统FIFO结构相比,共享FIFO能提高片上网络FIFO单元的利用率.实验结果表明,采用共享FIFO结构片上网络吞吐量和平均延时较传统FIFO结构片上网络有着明显改善.

分层分组无线网络性能分析

在考虑大规模分布式分组无线网络 (PRN)前提下 ,对能够减小网络控制业务量的一种分层网络组织协议进行了分析 ,并与分布式分组无线网络的性能进行了比较 .在分析分组无线网络采用TDMA延时传输协议的网络平均延时特性时 ,提出了网络节点平均传输概率的指标 ,并且提出了一种改善分层分组无线网络平均延时性能的方法 。

基于路径多样性的3D NoC流量均衡容错路由算法

针对三维片上网络中路由算法路径单一、容错机制不完善导致的网络性能受限的问题,提出一种具有路径多样性的容错路由算法。该算法首先分析路由路径,制定出最短路径下的路由策略;然后结合路径多样性,设计路由选择模型;最后对链路故障进行分类,设计更加均衡的容错绕行规则。实验结果表明:该算法相较于对比算法,在无链路故障时,吞吐量提升了2%,传输延时降低了17.1%;在5%链路故障时,吞吐量提升了20.9%,传输延时降低了5.8%。随着链路故障率的增加,该算法仍具有优势。

一种新颖的IEEE 802.16e休眠机制

为了提高电池供电的宽带无线接入设备的能量效率,采用马尔可夫分析模型的方法,研究IEEE 802.16e标准的休眠机制的工作行为,提出一种根据随机业务量的实时统计值而动态设置初始休眠窗口的新算法,分析功率损耗和数据包的平均时延与初始休眠窗口之间的关系,能够在整个休眠模式中节省较多的终端能量.仿真结果表明,新算法与标准比较能使终端功率损耗有明显的改善.

一种高效的光分组交换网络缓存结构

提出了一种新型的、用于光分组交换网络的光纤缓存结构。该结构针对光分组交换网络中解决输出端口竞争需要大量光纤延迟线,从而导致核心节点造价太高的缺陷,采用光纤分段式共享的机制,充分提高光纤延迟线的利用率。仿真和分析表明这种新型结构能有效降低丢包率,并可以取得令人满意的光分组平均延时参数;随着光纤延迟矩阵规模的增大,该结构仅需增加很少数目的光纤延迟线单元便可实现核心节点的扩展;在使用的总光纤延迟线单元数目上,该结构更能体现其优越性。

云平台下多终端自适应负载均衡算法仿真

针对当前方法在实现过程中由于云平台下终端设备较多导致网络资源负载不均衡,吞吐量较小、稳定性较差等问题,提出一种基于模糊循环迭代控制的多终端自适应负载均衡算法,通过构建多终端资源负载时间模型,对终端资源节点所完成终端任务的总时间进行计算,得到云平台下多终端资源负载均衡的目标函数;建立资源权重分配机制,控制多终端输出和输入之间的空间模糊距离,当正态分布概率迭代计算结果最小时,实现了多终端自适应负载均衡。仿真验证,采用方法能够提高平均吞吐量、降低平均延时、提高资源任务分配率和资源利用率,保证多终端自适应负载均衡的稳定性和灵活性。

基于WIMAX网络的IEEE802.16e PSC TypeⅡ休眠机制

针对宽带移动通信中移动站短时间休眠带来的能量效率下降问题,研究IEEE 802.16e休眠模式的节能机制.为了保证实时性的同时降低能量消耗,提出一种动态调整时间门限的方案,通过设立动态检测时间并启发式调整休眠时间建立的休眠模式的马尔可夫链分析模型,分析该方案对能量效率和数据包延时的影响.通过NS2仿真验证所提动态算法比标准中的能量效率获得明显提高.

基于交叉层设计的IEEE802.16e休眠机制

针对IEEE802.16e标准休眠模式中无线接入设备过多的监听下行信道问题,建议了一种交叉层设计方法,设置休眠参数的动态算法。将MAC层提取的休眠时间数值与物理层固定值相结合,形成休眠调度参数。通过建立马尔可夫链模型,分析了建议的算法能更多节省电池供电的移动台有限能量。NS2仿真实验验证了该算法比标准的节能性能最大可提高30%。

基于CSMA/CD/RR协议的有限缓存排队系统性能分析

提出了一种具有动态分配重传策略的 CSMA/ CD协议 ,并利用二维马尔可夫链分析了有限缓冲 CSMA/ CD/ RR协议的性能特性 .仿真实验表明 ,与 CSMA/ CD协议相比 ,CSMA/ CD/ RR协议很好地解决了高负载时的拥塞问题 .

GPRS网络中综合业务双速漏桶算法研究

提出了一种针对GPRS网络中综合业务流量控制方法——双速漏桶算法。并利用流体流法分析了双速漏桶监管的性能,得到实时业务和非实时业务分组丢失率和平均延时的理论公式,数值计算结果表明选用合适的漏桶参数可以进行有效的流量控制。

通信系统独立队列与相关队列的分析比较

经典排队模型采用独立性假设分析网络的性能 ,忽略通信系统中的某些相关性 ,它往往会得到较为苛刻的结论。而相关性排队模型则提出 ,相关性对系统性能的影响很重要 ,而且这种相关性会对系统性能起一种平滑作用。文中对 IP网中的一个具体模型进行分析 ,用两种排队模型进行数值计算并比较 。

异步组合电路网表优化的研究

根据异步组合电路的特点,本章在传统的工艺映射算法的分解和覆盖两个步骤之间引进了新的一步—“延时再优化”,采用NAND3-Rotation的方法实现,对分解后网表的平均延时进行优化。在标准测试电路上的测试结果表明引进延时再优化能给异步电路的平均延时带来6～25%的改进。

三维片上网络正四面体裂变拓扑结构研究

旨在研究新型三维片上网络正四面体裂变拓扑结构,给出了该拓扑结构的生成过程;对该拓扑结构进行了编码设计和路由设计。通过对gpNoCsim片上网络仿真器进行三维扩展,对正四面体裂变拓扑结构进行性能仿真实验。仿真结果表明,在均匀负载模式下,正四面体裂变拓扑结构的平均延时和平均跳数均低于Mesh结构,当注入率为0. 02时,平均延时比Mesh结构低16. 8%、平均跳数比Mesh结构少5. 5%;在局部负载模式下,当注入率大于0. 008时,正四面体裂变拓扑结构的平均延时和平均跳数与Mesh结构相比均有明显改善;当注入率为0. 014时,平均延时比Mesh结构降低18. 7%、平均跳数比Mesh结构减少9. 6%。这说明正四面体裂变拓扑结构可用于三维片上网络拓扑结构设计。

三维片上网络高维超立方裂变拓扑结构研究

三维片上网络是解决片上网络通讯瓶颈的重要途径,拓扑结构是三维片上网络研究中的关键问题之一。针对高维超立方拓扑结构节点度迅速增加,出现通讯瓶颈的问题,提出一种高维超立方裂变拓扑结构,该拓扑在同等网络规模下具有网络直径短、可扩展性强等优点。以五维超立方裂变拓扑结构为例进行了仿真实验,并与3D Mesh拓扑结构进行了对比分析:当两种拓扑结构在均匀负载状态下达到饱和时,五维超立方裂变拓扑结构的吞吐量比3D Mesh拓扑结构高300%,平均延时比3D Mesh拓扑结构低85.1%,平均跳数比3D Mesh拓扑结构少21.5%;在局部负载下,五维超立方裂变拓扑结构的平均延时比3D Mesh拓扑结构低79.1%,平均跳数比3D Mesh拓扑结构少13.3%。仿真实验表明提出的网络拓扑结构既保留了原有超立方体拓扑结构的优点,又解决了高维超立方体拓扑结构的通讯瓶颈问题。

2D Mesh结构中一种新的自适应路由模式

针对2D Mesh拓扑结构中的损坏节点会导致静态XY路由算法无法有效传输的问题,提出了一种新的路由算法——FTXY路由算法。首先对网络拓扑结构中的平均延时、理想平均吞吐量和能量消耗进行了理论评估,然后在NIRGAM仿真软平台上采用FTXY路由算法对上述三个参数进行验证,并与XY路由算法进行比较。实验结果显示,新的路由算法可以有效地绕过损坏节点,并且不会造成阻塞,提高了网络的传输性能。