一种基于二级队列调度的时间敏感网络帧抢占机制

作为工业以太网、无人驾驶、航空电子等网络应用场景的核心技术之一,基于以太网的时间敏感网络(Time Sensitive Network,TSN)能够提供低时延、低抖动的确定性传输服务,一直以来广为业界关注。TSN流量调度是解决帧传输的确定性和有界时延问题的关键技术,其中帧抢占技术通过对不同实时性要求的数据进行划分且允许高优先级实时数据打断低优先级非实时数据的传输,来保证TSN网络中高优先级实时数据的超低时延。然而,帧抢占机制设置“保护带”以隔离高低优先级两类数据的传输,导致在保护带内网络链路空闲。本文针对保护带引起的链路带宽损耗问题,对帧抢占机制进行改进,提出一种基于二级队列调度(Two-Level Queue Scheduling,TLQS)的帧抢占机制。该机制通过设置两组队列,将经过基于门控的时间感知整形机制(Time-Aware Shaper,TAS)调度的非实时数据进行分流、存储与仲裁调度,并利用保护带闲置带宽进行传输选择。仿真结果表明,相较于使用标准帧抢占机制,基于TLQS的帧抢占机制在降低抢占产生的额外开销的基础上,能够有效提升网络带宽利用率。

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。

一种基于MES的二轮车VIN码识别方式研究

为了提高二轮车总装效率,解决车辆总装生产过程中获取VIN码的问题,结合现有二轮车生产工艺的特点,提出了一种基于MES软件进行识别车辆VIN码的方式。该方式利用现有MES系统功能,增加相应的防错算法,可以在不对总装板链线进行硬件改造、不增加生产作业人员操作工作量的情况下,自动识别二轮车VIN码,达到了较好的效果。

具有两类平行顾客的M/M/1重试排队系统均衡策略研究

本文研究具有两类平行顾客且服务台可靠的M/M/1重试排队系统的均衡策略.在该排队系统中,两类顾客平行到达,并服从不同参数的负指数分布.当顾客进入系统时,若观察到服务台为空,将立刻开始服务;若观察到服务台处于忙期,则进入重试空间等待重试.在完全可见和几乎可见两种情形下,基于“收益-成本”理论提出合理的效用函数并对两类平行顾客进行均衡分析.此外,建立单位时间的社会收益函数,给出最优社会效益分析.最后运用数值分析直观地表示出随着系统参数的改变,顾客行为策略的变化情况.

双阶段休假M/PH/1排队驱动的流体模型性能分析

本文研究双阶段休假的M/PH/1排队系统驱动的流体模型.首先运用矩阵几何解法计算外部驱动系统的平稳队长.然后建立流排队模型,通过构造有效输入率函数得到流体模型满足的矩阵微分方程,结合矩阵几何解法、矢量化方法和迭代算法对其求解,可推导出缓冲器的平均库存量.最后通过数值实验分析了系统参数对其主要性能指标的影响.

基于二流理论的拥挤交通流当量排队长度模型

为描述拥挤交通流中的排队现象,根据二流理论,提出了将交通流实际运行状态转化为二流运行状态的思想.利用流量守恒方程,建立了单车道路段当量排队长度模型,并在此基础上,推导出多车道路段平均当量排队长度模型.为验证模型的有效性,采用VISSIM软件设计了拥挤交通流的模拟方案.对比模型计算的当量排队长度与软件统计的实际排队长度发现:当量排队长度均大于实际排队长度;当量排队长度比较稳定,而实际排队长度有所波动.结果表明,当量排队长度模型能够定量地、更好地描述拥挤路段的交通流拥挤程度.该模型计算方法简单,便于工程实践,可以为城市交通控制系统优化等提供理论依据.

芯片封装系统两环闭型排队网络模型性能解析

研究了芯片制造封装生产线上由于存在多种运输车辆而形成的两环闭型排队网络模型,在考虑制造系统随机特性的基础上,构建了问题的数学模型,并提出一种重叠式分解迭代解析算法,获得了系统的产率解析结果.仿真实验和生产应用表明,该算法是有效的.

多队列双向循环移动服务系统的研究

本文提出了在生产、交通、通信及计算机网络等领域中广泛存在着的一类随机服务系统——多队列双向循环移动服务系统,并求出了此类系统在平稳状态下的若干主要工作特性参量。

双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型

面向设置双停车线和预信号的交叉口进口道,以实现主、预信号配时最优化及其最佳协调为目标,建立了主信号配时参数、预信号配时参数和主、预信号相位差3类变量的集成优化模型。考虑了主、预信号前不同方向车道数、饱和流量、信号周期、各流向的流量和待行区域长度等要素和约束,并刻画了主、预信号共同作用下待行区域内不同流向(左转、直行)车辆排队状态及其演化过程。最后结合一个实际案例进行分析,结果表明:相同的交通需求条件下,本文模型相对于传统模型可以大幅度地减少满足相同饱和度约束所需要的最小绿灯时间,有效地改善了交叉口运行效率。

具有二次多选择服务的M/G/1可修重试排队系统

研究了一个具有二次多选择服务和不可靠服务台的M/G/1重试排队系统.所有到达系统的顾客都需要接受首次主要服务,而只有部分顾客选择接受由同一服务台提供的二次服务.假设两个服务阶段的服务时间和服务台维修时间均服从一般分布,应用补充变量法,得到了各种稳态排队指标和可靠性指标.

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。

软切换中基于双队列模型的排队算法研究

根据真正的软切换请求和虚假的软切换请求建立的主队列和从队列的双队列模型虽然在一定程度上降低了掉话率。但根据请求到达的先后顺序排队以确定优先级的排队算法没有考虑到移动台的速度、离基站的距离和信号的衰落程度等。这在一定程度上又增加了掉话率。所以，为了更好地降低掉话率，对主队列和从队列的排队算法进行了重新的设计。把信号预测优先级排队方案SPPQ和最小逗留时间方案MDT相结合应用于主队列，从队列则采用设置门限值的方法，使得系统性能得到更大的提高。

两服务台串联排队系统的逗留时间的强逼近

本文考虑了两服务台串联排队,证明了重话务条件(即服务强度ρ1=ρ2=1)下逗留时间的强逼近,此处的逗留时间指的是一个顾客从到达系统到离开系统的这段时间,其强逼近是一个布朗运动的过程.

交通事故影响下路段排队长度模型

为描述交通事故引起的多车道路段排队现象,以及它与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量之间的关系,提出一种新的模型。此模型利用流量守恒方程,根据二流理论和三检测器原理将事故上游交通流实际运行状态转化为二流运行状态,同时转换变量,建立多车道路段的平均当量排队模型。在此基础上,推导出多车道路段平均当量排队长度的变化率公式。为验证模型的有效性,采用Matlab软件设计了交通事故占2/3车道的排队模拟方案。仿真结果表明:当量排队长度模型能够定量地描述交通事故引起的多车道路段拥挤程度,与实际排队长度变化趋势一致。

单交叉口交通信号灯的实时自适应控制策略

针对两相单交叉路口信号灯的放行时间等控制规律,以及交叉路口的现有硬件设施等条件,一种新的交通信号配时优化方法被提出。通过视频图像实时获取交叉路口的交通流等信息,提取南北方向与东西风向车辆排队长度,进而确定南北方向与东西方向的红灯与绿灯的时间关系,实现信号灯的自适应实时控制。模拟实验表明该方法应用方便可靠,可实时根据车流量信息自适应改变信号灯的时间,是一种科学有效的信号灯自动管理机制。

基于先到先服务的二维动态优先级信令排队算法

针对信令寻径式交换机的特征,提出对交换机的信令实施一种以先到先服务排队策略为基础,基于信令固定优先级和交换机端口轮转优先级的二维动态优先级排队算法,该算法将不同时刻到达交换机的信令请求按照到达的先后次序进行排队,同一时刻到达交换机的信令请求先按照信令固定优先级进行排队,优先级相同的信令请求按照交换机端口的轮转优先级进行排队,因此这种排队算法称为基于先到先服务的二维动态优先级排队算法,简称TDDP-FCFS(Two Dimensional Dynamic Priority-based First Come First Serve)。然后,使用强占型M/M/1/∞队列对其进行建模,讨论了TDDP-FCFS算法的性能指标以及计算方法,并给出了实际的计算结果。结果表明,TDDP-FCFS排队算法兼顾了信令优先级和交换机的端口优先级,实现简单,且能够很好地满足信令寻径式交换机的调度要求,具有较高的调度效率。

重话务下两个队列一个服务台优先服务较长队列的排队模型

在重话务的条件下,对两个队列一个服务台优先服务较长队列的排队模型进行了分析,获得了其系统中队长过程的收敛极限.

具有二阶段服务的M^([X])/G/1可修排队系统

研究了成批到达的具有二阶段服务的单服务员可修排队系统。文章通过采用补充充变量法,得到了系统瞬态和稳态的排队指标和可靠性指标。

同输入M/G/∞排队群相关性分析

本文研究了由一个订单到达过程驱动的两个队列的排队群,即每个订单到达都需要两种不同类型的部件。订单按照Poisson过程到达。本文证明了在时刻t到达n个顾客(即订单)的条件下,两个队列的条件联合分布为相依的二维Bernoulli过程,条件边缘分布为二项分布。给出了时刻t联合分布的母函数及相关性分析。对稳态联合队长过程,本文给出了二元母函数的解析表达式,证明它为二维相依的Poisson过程。证明了稳态下两个队列的输出过程为二维相依的Poisson过程。

基于LLF算法的双队列TinyOS调度策略

无线传感器网络操作系统TinyOS的任务调度机制采用先来先服务调度策略,针对硬实时任务频繁,某些紧急任务不能及时得到响应这一问题,文章提出一种基于最低松弛度优先(LLF)的双队列调度策略,即设置抢占权的高优先级就绪队列和低优先级就绪队列。就绪在高级优先级队列中硬实时任务采用LLF调度算法,以满足系统对实时任务的响应;为了不增加系统的额外开销,就绪在低优先级队列的软实时任务采用先来先服务(FCFS)调度策略。在TinyOS上测试表明基于LLF算法的双队列TinyOS调度策略在增加较小的内存和能耗开销下,提高了TinyOS对实时性任务的响应能力。