Dynamic wavelength and bandwidth allocation using adaptive linear prediction in WDM/TDM ethernet passive optical networks

Hybrid wavelength-division-multiplexing (WDM)/time-division-multiplexing (TDM) ethernet passive optical networks (EPONs) can achieve low per-subscriber cost and scalability to increase the number of subscribers. This paper discusses dynamic wavelength and bandwidth allocation (DWBA) algorithm in hybrid WDM/TDM EPONs. Based on the correlation structure of the variable bit rate (VBR) video traffic, we propose a quality-of-service (QoS) supported DWBA using adaptive linear traffic prediction. Wavelength and timeslot are allocated dynamically by optical line terminal (OLT) to all optical network units (ONUs) based on the bandwidth requests and the guaranteed service level agreements (SLA) of all ONUs. Mean square error of the predicted average arriv-ing rate of compound video traffic during waiting period is minimized through Wiener-Hopf equation. Simulation results show that the DWBA-adaptive-linear-prediction (DWBA-ALP) algorithm can significantly improve the QoS performances in terms of low delay and high bandwidth utilization.     

基于交换式以太网的列车通信网络的交换机排队时延分析

传统列车通信网络的带宽难以满足现代列车数据传输的要求.本文提出了一种基于交换式以太网的列车通信网络解决方案,为了降低列车实时数据的传输时延,为交换机设计了具有优先级的队列调度策略,并采用G/D/1排队论分析了列车实时数据和非实时数据的排队时延,计算证实了该策略可以将实时数据在交换机的平均排队时延降低到70 μs以下.最后,通过网络仿真研究证实了实时周期数据的平均排队时延从无优先级时的91 μs降低到了有优先级时的61 μs.     

Two Bandwidth Packing Algorithms for the Centralized Wireless Network and Their Average-case Analysis

This paper presents a detail analysis of two bandwidth packing algorithms, used for processing connection requests in the centralized wireless network. Each call comes with a specific bandwidth request. A request can be satisfied only if there is sufficient bandwidth available during resource scheduling and allocation. Unsatisfied requests were held in a queue. The metric of bandwidth utilization ratio was used to quantify the performance of our algorithms. By theoretical analysis, our algorithms can improve the average bandwidth usage ratio significantly, about 8%~10% without adding much computation complexity. Moreover, our algorithms outperform next fit with fragmentation (NFF) algorithm when the bandwidth resource is scarce. In this paper, the contributions follows: Introducing bandwidth packing problem into wireless network; Proposing two new bandwidth packing algorithms for wireless network where the complicate scheduling algorithms are prohibited; Studying the average performance of our algorithms mathematically, which agree well with the simulation results.     

A simple method to solve the network congestion for spitial architcture

Scheduling algorithm always plays an important role in the spatial architecture for the contradiction between the finite network bandwidth and the abundant execution resources. This article provides a simple method to solve the contention for network resource in one of the spatial architecture, i.e. the tera-op, reliable, intelligently adaptive processing system (TRIPS) processor. The method improves the performance of network by increasing the bypass bandwidth which can transmit the data in the internal of every execution unit, and converting the proportion of remote communication by the deep scheduling algorithm. The deeply optimized algorithm is realized to verify the validity of the method, and the performance increase 9% for floating point spec2000 benchmark is got.     

分布式实时控制系统的网络调度研究

基于实时网络分布式控制系统的性能不仅取决于控制算法，而且取决于网络信息调度的特点，以具有确定时间性与可靠性的TDMA（时分多路访问）网络作为控制网络，对网络中的控制信息进行调度，建立了分布控制系统的任务调度模型。并采用遗传算法求解网络调度问题，以提高控制系统性能和网络利用率，寻求最优的通信时序．仿真结果表明，经过优化调度后，控制回路的任务周期最短；与常规非优化状态下的系统性能相比，控制系统的总体性能指标减小，网络利用率提高．     

基于定长帧的组播QoS路由技术

为高效利用网络资源且平衡负载,结合物理帧时槽交换技术,提出了基于定长帧的组播机制和QoS路由算法MRBP.该算法在满足带宽和时延要求的基础上,最小化时延和平衡节点负载,达到组播树总体时延较小并优化利用网络资源的目的.仿真结果表明,基于该算法建立的组播树具有较好的网络负载平衡性,并能够对服务质量提供较好的保证.     

斐波那契数列在静态数据调度算法中的应用

数据调度算法在视频点播系统中扮演举足轻重的作用,本文在经典递归函数（俗称摩天大楼算法）的基础上提出了一种新的视频分段算法,并在100～600 Mbit/s服务器网卡带宽模式下,对新算法、摩天大楼算法和金字塔算法及近年的广义沟槽斐波那契算法进行了仿真.通过分析实验数据中对各个算法的启动时延和磁盘存储需求,对代理服务器中热点视频分段的命中率进行了比较,获得了更好的网络传输效果.     

轨道交通中异构智融车载网络发展综述

从蜂窝无线接入技术、非蜂窝无线接入技术、异构智融车载网络接入技术三方面，分析了国内外轨道交通车载网络的研究现状；针对非蜂窝无线接入技术和蜂窝无线接入技术的问题，阐述了协同利用轨道交通周边异构无线资源进行网络融合、协同通信的优越性；从网络模型、网络架构两方面论述了异构智融车载网络的融合方案；结合智能轨道交通业务需求，从可靠性和资源利用率两方面对现有的异构智融车载网络研究进行了系统性的归类梳理；从人工智能、安全性和云边结合三方面提出未来异构智融车载网络的发展趋势。研究结果表明:异构智融车载网络可靠性分为网络架构的可靠性和数据传输的可靠性，其中在网络架构可靠性方面，主要研究了通过冗余网络架构、车云传输架构、软件定义网络构架和智慧协同网络架构4种方式提升可靠性，在数据传输可靠性方面，主要研究了通过多路径传输、网络编码和切换算法降低传输过程中的丢包率；异构智融车载网络资源利用率分为无线接入的资源利用率和链路调度的资源利用率，其中在无线接入资源利用率方面，主要通过信道状态预测、频谱划分、频移补偿3种方式增加网络吞吐量，提高资源利用率，在链路调度的资源利用率方面，主要通过调度算法、接收缓存算法和拥塞控制算法来减少异构链路对数据传输的影响，降低数据重传次数，提高网络资源利用率。      

无线传感器网络多路径路由算法的研究

在多路径路由算法的研究中,仍然存在着一定的局限性,如没有充分考虑网络中链路的多重特性.因此,文中在定向扩散路由算法的基础上提出了一种多路径路由算法(EDB-MRA).该算法在源节点和目的节点之间建立多条路径,根据网络链路中的3个特征值--能量消耗、延时和带宽,给每条路径赋予一定的选择概率,使得数据总能在链路性能较优的多路径中传输,从而延长了网络的生存周期,提高了传输的可靠性.     

网络控制系统的模糊动态调度算法研究

针对多回路的网络控制系统,本文同时考虑系统误差和误差变化率,设计了一种基于神经网络的模糊动态调度算法.该算法根据系统中各回路的误差和误差变化率,利用神经网络模糊控制的方法实时调整各回路的优先级,从而实现对网络控制系统的调度.最后,利用TrueTime工具箱建立了包含模糊动态调度器的网络控制系统仿真模型,并将其与RM和EDF调度算法进行对比.仿真结果表明,在相同的网络带宽占用条件下,本文所设计的模糊动态调度算法相比于RM和EDF调度算法,产生的网络诱导时延更小,且具有较好的控制性能.     

基于延误传播的飞机排班一体化鲁棒优化模型

为了减少航班延误对航班运行计划的影响,在分析航班延误传播特性及其分布的基础上,以总波及延误时间最少和航空公司运营成本最小为优化目标,建立了双目标飞机排班一体化网络流鲁棒优化模型.将该模型应用于国内某航空公司的实际运营数据进行实例分析,利用列生成和分枝定价法求解,结果表明:用本文模型优化后的航班计划使航班延误传播减少了41%;运营总成本比航空公司实际成本减少了11.33%,比没有考虑鲁棒性的飞机排班一体化模型的成本减少了9.93%.      

A New Wireless Packet Scheduling Algorithm Based on EDF and Its Application in Multi-bottleneck Networks

Most of current wireless packet scheduling algorithms aim at resource allocation as fairly as possible or maximizing throughput. This paper proposed a new packet scheduling algorithm that aims at satisfying delay requirement and is the improvement of earliest due first (EDF) algorithm in wired networks. The main idea is to classify the packets based on their delay bound, scheduling the most "urgent" class of user and the users that have the best channel condition with higher priority. This algorithm can easily integrate with common buffer management algorithms, when buffer management algorithm cannot accept new arrival packets, try to modify scheduling policy. Packet scheduling algorithms in multiple bottleneck wireless networks were also discussed. A new variable multi-hop factor was defined to estimate the congestion situation (including channel condition) of future hops. Multi-hop factor can be integrated into packet scheduling algorithms as assistant and supplement to improve its performance in multi-bottleneck wireless networks.     

基于移动Agent的MANET多约束QoS路由算法

针对节点能量和可用带宽2个约束条件的问题,提出了一种基于移动Agent的QoS路由算法.该算法利用移动Agent采集网络中各节点的详细信息,以最大链路的生存时间作为选择路由的基础,增强了路径的稳定性;采用多路径策略,以缩短路由重构的时间;优先选择剩余能量多的节点,延长了网络的生存时间.利用网络仿真工具NS2进行的仿真实验结果证明,与AODV协议相比,该算法具有较高的包传输率和较低的端到端平均延时.     

IEEE802.11e无线局域网中一种提高QoS的算法

随着无线网络的迅速发展,网络上的业务流量与日俱增,如何保证无线局域网实时业务服务质量的问题也越来越突出.在分析IEEE802.11e的MAC接入机制及其在提供QoS方面存在局限性的基础上,提出了一种增强无线局域网服务质量的新算法--PCWA算法.该算法与EDCA机制相比,明显降低实时业务平均时延,显著提高网络吞吐量.     

物理帧时槽交换中改进的DWRR调度算法

传统的DWRR(defic itwe ighted round rob in)调度算法不能满足变速率实时多媒体业务时延要求.为此,提出了改进的DWRR调度算法(improved DWRR).该算法在DWRR的轮询过程中插入1个新的服务优先等级,从而有效地保证变速率实时多媒体业务的时延要求,并且也可有效地调度非实时业务.仿真结果表明,对变速率多媒体实时业务,改进的DWRR算法的平均队列时延为3.4 m s,比传统DWRR算法的平均队列时延(4.9 m s)降低了30.6%.     

无线传感网络中QoS约束多播路由算法

分析了无线传感网络中具有时延、带宽和剩余能量等多QoS约束的多播路由问题.描述了一种适应于研究QoS多播路由的网络模型.提出了一种具有多QoS约束的能量有效的多播路由算法(EMRA),该算法成功地解决了无线传感网络中多播节点动态变化时的QoS路由选择问题.仿真实验证明了EMRA的有效性和优越性.     

一种无线通信网中的跨层分组调度方案

提出了基于未来无线多媒体通信标准下的一种跨层分组调度方案,在调度时,首先对多媒体混合业务进行了合理分类,即实时性业务和非实时性业务;在调度优先级的确定过程中,利用跨层优化的思想估算优先级公式中的相关参数,由此给出了跨层分组调度方案的具体算法流程.仿真结果表明,与传统经典的比例公平调度算法（PFS）相比,该方案在实时性、数据吞吐量、信道利用率等方面具有更好的性能.     

列车通信以太网周期数据时态约束调度方法

针对工业以太网调度方法以报文截止期为唯一约束的局限,提出了一种基于时态约束的列车通信网络周期数据调度表生成方法.首先基于时间触发机制改造列车以太网的通信与消息模型;其次利用网络设备通信参数与数据报文参数,提出周期数据通信的时态约束有向图量化模型;最后设计了基于可满足性模理论的调度表生成算法,求解单播及广播业务的周期数据调度表以验证算法有效性,并在实际列车通信网络的拓扑条件下进行调度性能测试及分析.实验结果表明:该调度算法能够解决部分传统算法不能调度的通信任务,满足更细化的周期数据调度需求并提升调度灵活性;调度性能测试中最大链路负载超过80%,可调度周期数据业务量达到1 000项.      

过站保障车辆集中式调度的单亲遗传算法

针对飞机过站保障车辆集中式调度问题,提出递阶式编码结构单亲遗传算法.该算法采用保障作业编号构成控制基因染色体、车辆编号构成参数基因染色体,分别体现过站保障作业时序约束和车辆指派规则约束,使算法对问题具有良好的适用性;设计控制基因染色体片段段内换位变异和参数基因染色体片段段间换位变异相结合的遗传算子,并引入车辆可调度能力空间概念提出解码算法,实现对解空间搜索能力优化;以过站保障造成的航班延误惩罚费用和车辆行驶费用之和最小为优化目标,建立算法适应度函数,可衡量过站保障和车辆使用综合效率.采集某机场过站航班数据验证所给算法有效性并对比分析车辆就近指派和使用率均衡两种调度策略,结果表明,算法收敛性良好,且就近指派策略相对于使用率均衡策略,在过站保障延误方面改进较小,但在车辆行驶时间方面改进达40%.      

基于最小延误成本的进港航班公平排序

进港航班排序优化是提高航空公司的经济效益和空中交通流量管理的主要手段。作者在一定假设的条件下,以所有到达航班在机场终端总延误成本最小为目标函数,并在该函数中引进公平性惩罚因子,得到一个带有公平性惩罚因子的航班总延误成本最小进港排序模型。该模型用粒子群算法求解,作者给出了解法步骤。文中列出了两个实例。实例结果表明：在自然状况下,本文模型的总延迟成本显著地下降;与遗传算法的结果比较,两个方法都有效地降低了总延误成本,但是,本文方法的最大延迟顺序小于遗传算法的相应值,结果比较公平;此外,本文方法的计算量相对较小。