网络时间同步算法研究与实现

时间同步的应用日益广泛,对于广域网的计算机应用也显得越来越重要。文中主要研究了广域网的时间同步算法,讨论了影响时间同步精度的主要技术问题,给出了基于网络时间服务协议实现的结果及其分析。

基于NTP的时间同步技术与应用研究

目的 :解决应用服务器出现时间偏差会导致住院患者每日汇总报表数据不一致、护士看不到医生医嘱及患者的次日用药无法领取等隐患问题。方法:通过深入分析和大量模拟实验,提出一种基于网络时间协议(network time protocol,NTP)的时间同步改进技术,即定时更新NTP服务器硬件时间,以防止NTP服务器因故存在的硬件时钟累积误差问题;同时,采用自动校正NTP服务器冷启动后的系统时间,避免线上的客户机与不正确的时间进行同步。结果:在时间同步微调模式下,采用脚本后的改进技术大大缩短了时间同步。观察10 s的偏差同步时间可节省7 h以上,若时间更长(<600 s),则节省时间更多。结论:缩短了在线设备与NTP服务器的同步时间,解决了极端情况下的时间偏差问题。

CAN协议与TTP协议性能比较分析

综合典型的CAN与TTP总线的应用经验,提出了适用AUV的总线框架以及未来AUV的总线互连、数据传输方法的几点建议,并针对AUV的应用比较分析了基于CAN协议和TTP协议的分布式实时系统的操作原理、可靠性机制、可扩展性、错误处理策略以及系统层面上的一些特性,表明,CAN协议适用于对灵活性要求较高的软实时系统,而TTP协议适用于可靠性要求较高的集成硬实时系统。

采用有限时间平均一致性协议的电力系统分布式状态估计

随着基于相量量测单元的广域量测系统在技术上的成熟与推广应用,利用WAMS量测可实现电力系统线性状态估计.本文基于广域量测系统提出一种全分布式状态估计算法.首先根据拉格朗日乘子法推导了多区域约束加权最小二乘估计模型,然后引入有限时间平均一致性协议,得到系统量测正常情况下的分布式状态估计算法.考虑了系统量测存在异常数据情况,根据最小二乘估计的几何意义扩展推导出修正算法,使其在各区域剔除异常量测后,无需改变信息矩阵,只需执行若干次有限时间平均一致性协议能收敛至信息矩阵修正后的集中式估计值.最后,理论分析和实验结果证明了算法的有效性.

变电站通信网络实时性能仿真分析

采用动态仿真建模技术对变电站层嵌入式以太网的实时性能进行了详细分析。首先分析了 报文端对端传递时延的构成,揭示了报文传输的本质;其次系统地分析了变电站中数据流的分布, 根据统计特征建立了各类数据流的数学模型。考虑变电站通信网络数据流的分布特点和信息到达 规律,采用动态仿真方法具体研究了变电站层嵌入式以太网的平均时延、最大时延等链路时延指 标。最后进一步分析了TCP/IP协议的开销对报文端对端传递时延的影响。

新型园区大规模公共时钟系统研究

针对当前众创空间、信息化教室等新兴场所的供时服务问题,提出一种适用于园区范围内的公共时钟系统。该系统通过主控制器横向扩展和扩展器纵向扩展的方法,可实现大规模时钟网络的构建,具有对计时终端集中控制和远程供电一体化的能力。在时钟系统的管理上,提出一种新的时控信令——园区时间协议(ATP),并对协议的报文格式、报文类型和工作原理进行了详细分析。不同于现有的网络时间协议(NTP),ATP通过广播、组播和点对点式等三种时控方式,实现了对计时进行定时、倒计时等人性化和个性化的时控操作,可以为时钟系统发展提供新的途径。

无线局域网关键技术与发展综述

基于IEEE80 2 .11标准全面介绍了无线局域网 ,包括其概念、发展历史、特点、构件及体系结构、发展前景 ,详细讲述了IEEE80 2 .11协议的帧格式以及实现IEEE80 2 .

交换式以太网中连续实时流媒体的可靠组播

对目前局域网中连续实时流媒体的可靠组播进行了研究.首先分析了局域网影响可靠组播的几个特性,然后设计了局域网内针对连续实时流媒体的基于重传的可靠组播传输协议.协议中的错误恢复首先利用接收者检测包丢失,同时采用NAK(negative acknowledgment)抑制减少产生的反馈包;然后发送者根据NAK请求重传已经丢失的数据包;接收者根据本地播放时间限制决定接收或者丢弃迟到的重传包.实验结果和性能分析证明了该可靠组播协议的可靠性和有效性.

公平低时延的太赫兹无线个域网定向MAC协议

太赫兹通信作为未来超高速无线通信的关键技术,能满足10Gbps以上的传输速率,太赫兹无线个域网定向MAC协议为太赫兹无线个域网的关键技术之一,该文章针对现有的相关MAC协议以及802.15.3c标准存在的缺点提出了一种公平低时延的太赫兹无线个域网定向MAC协议——FLL-MAC协议.文章内提出了3种新机制,分别是新的时隙分配机制、聚合帧子标头重传机制和入网时隙请求结合机制,解决了时隙分配不公平问题、减小了波束赋形开销、降低了入网碰撞概率.

一种改进的无线体域网MAC协议

近年来,伴随着传感器技术和通信技术的不断革新,无线体域网(WBAN)在医疗健康领域中的作用愈发明显。WBAN的特点与无线传感网(WSN)有很大的区别,它每个传感器都拥有独特的用途。WBAN在远程诊断、特殊人群实时监测和社区医疗等领域存在巨大的潜能和应用前景。但是,WBAN的供电方式一般为电池供电,其能量有限,计算存储、无线通信的能力不高,特别是对于植入节点,不可频繁更换电池。针对WBAN中业务种类的异构性,通过分析无线个域网IEEE802.15.4标准,设计了一种基于时隙ALOHA的新MAC协议。它能够在紧急情况下区分和首选各种类型的业务,保证紧急业务的优先传输。通过仿真进行了性能分析,结果表明,与现有的MAC协议相比,该协议在能耗、丢包数、吞吐量等方面有显著提升。

3Com Ether网络的语音/数据综合传输研究和实现

本文论证3Com Ether网络的语音/数据综合传输的可行性,给出了网络汉语语音传输容量与数据业务率的关系曲线。介绍双微处理机(CPU)语音接口电路设计和实时通信软件设计。实验研究表明:方案是可行的,并具有与原网络硬件与软件兼容的优点。

基于CAN总线的实时DSP应用算法

根据控制局域网络(CAN)的特点及应用要求,提出一种新的动态调度协议(DSP),通过动态选择时间间隙调度信息,同时考虑实时数据的重传机制,并在此基础上介绍基于CAN总线的实时DSP应用算法,该算法不仅能满足CAN网络中实时应用系统的性能要求,还能充分利用CAN网络带宽。实验结果表明,该算法降低了传输请求程序的平均信号延迟,同时提高了网络利用率。

一种保证TCP上下行时间公平的新调度算法

针对无线局域网中传输控制协议(TCP)闭环拥塞控制的贪婪性、媒体接入控制(MAC)协议节点接入的公平性和无线信道的异构性导致TCP出现的上下行不公平和时间不公平问题,提出了一种在接入点上实现上下行时间公平的UDTFLAS(Up/Down Time FairLAS)调度算法。UDTFLAS算法依据信道数据发送速率,给无线信道速率较高的TCP流提供更大的发送概率,以保证上下行各TCP流占用相等的无线信道时间。实验结果表明,UDTFLAS算法可以保护单流的吞吐率,实现上下行流的时间公平,能有效提高网络总吞吐量。

基于一次性密码本的车内网身份认证协议

针对车内网控制器局域网(CAN)总线中电子控制单元(ECU)易被篡改、假冒等安全问题,提出一种基于一次性密码本的身份认证协议。该协议利用网关ECU(GECU)中的安全存储模块TA验证ECU的合法身份,根据车载电源电压变化得到随机数,生成会话密钥并且使ECU节点间共享会话密钥,简化TA对ECU的密钥管理,周期性地更新连接和释放外部设备时的会话密钥,以防止重放攻击。仿真结果表明,该协议可有效减少总线负载,提高通信效率。

测量控制系统平台架构设计与应用

介绍了测量控制系统的特点。针对这些特点,从系统核心处理、网络、系统存储以及系统对时等方面提出了平台架构设计思路及具体系统应用,解决了测量控制系统中的技术难题。实例证明了该系统平台架构的有效性。

地铁综合监控自动化系统中关键技术的解决方案

对地铁综合监控自动化系统中一些关键技术的解决方案进行了探讨。在系统软件平台的设计中,采用了基于中间件组件技术的软件架构和实时分布式数据库技术;在通信控制站(输入/输出)设计中,强调内核和应用的相对独立性,并在此基础上实现接口编程模式的统一;数据订阅采用动态订阅-发布机制,提高骨干网数据传输的实时性和可靠性。基于以上关键技术的系统平台在北京地铁13号线得到了现场验证。