计算机网络链路容量及流量分配的结合设计算法

本文提出了将计算机网络设计中链路容量分配算法和流量分配算法相结合的优化算法。所得结果优于现有分别采用两种单独算法的结果,而计算复杂性同阶。     

分布式计算机网络中链路容量的最优分配

本文简述了计算机网络中的容量分配问题及现有的各种解决方法,提出了离散容量分配问题的两个算法,并同现有算法进行了比较。结果表明:它们是有效的和适用的。本文还讨论了在多类报文情况下,网络链路时延的计算方法,并给出了实例。     

基于SDN的数据中心多路径负载均衡算法

为避免两点间某条链路失效而导致的网络拥塞问题,数据中心网络常采用具有多路径特性的胖树拓扑结构,传统路由算法通常只为收发端选择一条路径作为最终路径,没有考虑胖树拓扑的特性,容易造成数据中心网络中链路资源的巨大浪费.基于此,提出一种基于SDN的数据中心多路径负载均衡算法.该算法首先要获取数据中心的全局网络拓扑、链路带宽和时延信息;然后通过寻路算法计算出可用的转发路径;再根据获取的链路带宽及时延信息对可用转发路径进行链路权重评估;最后确定出最佳转发路径.仿真实验结果表明,多路径负载均衡算法在减少平均时延和丢包率方面均优于传统路由算法,能够实现有效的多路径负载均衡.     

计算机网络优化设计研究

由于计算机技术的进步和通信网的快速发展,已使计算机网络链路容量需求的优势设计成为计算机网络设计中的关键问题,为此,提出了一种计算机网络链路容量设计方法,可求得整体最优解。本优化方法适用于集中式和分布式计算机网络的链路容量优化设计,最后给出了一个设计示例。     

基于QoS的LTE下行链路调度算法

针对LTE下行资源调度算法中速率自适应优化问题,提出了一种基于服务质量(QoS)的下行链路调度算法,该算法由子载波调度和功率分配两部分构成.为了提高性能和降低算法复杂度,将子载波调度算法和功率分配算法分开讨论,对于基于QoS的子载波分配算法,根据用户的信道质量,合理地分配子载波.在功率分配算法中,根据用户当前时刻的信道状态信息设计各用户的注水线,也即注水因子,使基站动态地为各用户分配功率.最后,通过仿真分析对比改进算法在传输速率、公平性、小区吞吐量以及用户SINR方面的性能,结果表明:改进算法可以很好地降低复杂度,改善用户公平性,降低误码率.     

交通分配的粒子群优化算法

为了方便合理地分配交通量,提出了交通量多路径分配的粒子群优化算法。算法的求解方法是在粒子群算法中构造了路径条数维的粒子空间,每维对应一条可行性路线,其值为对应路径所分配的交通量;对粒子进行归一化处理,使交通量守恒,并进行交通量的多路径分配;根据目标函数评价与筛选粒子,直到满足终止条件。实例计算结果表明:利用粒子群算法得到的目标函数值最小,各路段分配的交通量没有超容量现象,模型求解过程具有方向性,对交通分配的网络规模无限制,因此,粒子群优化算法可行、合理。     

可变车道的城市路网备用容量模型

为了研究车道分配对路网容量的影响,通过分配道路的双向车道数和设置交叉口的信号配时参数,建立了双层规划的路网备用容量模型.上层模型用于路网车道分配和信号配时参数联合优化,以使路网容量最大;下层模型是用户均衡分配模型,可预测司机对于某种路网车道分配和信号设置的择路行为.用基于灵敏度的启发式算法进行了算例分析.结果表明,该模型可以合理调节路网路径的阻抗,使交通量的分布更均衡,路网备用容量比现有模型增大了32%.     

蚁群算法下容量限制分配的路网结构可靠度分析

为达到结合道路结构可靠度与道路网络可靠度的目的,分析了容量限制分配对道路网络结构可靠度产生的影响。容量可靠度采用交通统计的方法得出,并以容量可靠度0.4作为交通流量分配的标准。在蚁群优化算法的思想下,通过基于Ant-Cycle模型的容量限制分配方法,并对所测路网阻抗函数的参数重新进行了设定,从而对道路交通流量进行了分配。利用自编的基于软件MATLAB的蒙特卡罗程序求得容量限制分配前后的路面结构可靠度,进而求得对应的整个网络的结构可靠度。通过对上海市某一实际路网对比分析表明:路段拥堵时的容量限制分配尽管会提高相应路段的可靠度,但是被分配车流的道路可靠度会降低,进而最终的结果便是整个路网结构可靠度会降低。     

桁架结构拓扑优化的微粒群算法

为了解决有应力和位移约束的桁架结构的拓扑优化问题,将微粒群算法用于桁架结构拓扑优化.用罚函数法将应力和位移约束下的结构优化问题转化为无约束优化问题,用微粒群算法迭代计算.为了证明此方法的可行性,给出了2个具有应力和位移约束的桁架结构拓扑优化的算例.计算结果表明,微粒群算法与现有算法获得的桁架结构拓扑优化结果一致.     

车路协同网络中服务功能链可行时长优化映射算法

以车路协同网络为研究对象，针对物理链路间连通时长的差异性，本文提出优化可行时长的服务功能链映射算法。首先，建立车路协同的物理传输网络模型，并分别分析车车链路和车路链路的连通时长；其次，以映射可行时长为优化目标，以服务功能链的映射规则为约束，建立整数规划问题；最后，为求解该NP-hard问题，提出基于改进子图同构的映射算法，联合考虑车路协同环境中的节点属性、链路属性及链路间关联关系，设计剪枝策略，从而实现服务链路在物理链路上的组合优化映射。实验结果表明，通过考虑物理链路连通时长的差异性，并对其进行优化选择，提出算法在车间通信距离150m和最大车速60km·h-1 条件下，可将可行时长提升34.4%；同时，在车车通信范围、车辆数以及最大车辆速度这3项主要参数设置中均可验证发现，所提算法可有效提升映射可行时长。     

运输网络转运结点有容量限制的最大流分配算法

对运输网络转运结点有容量限制的最大流分配一般是用结点一分为二的方法,但在大型、复杂的运输网络中,当有容量限制的结点很多时,这种方法将会使运输网络变得更加庞大,流量分配的过程变得更加繁琐。通过分析容量限制结点的特点,基于寻找增流链的算法,构造了基于大型、复杂运输网络中结点有容量限制的最大流分配算法。利用此算法,可以解决大型、复杂运输网络中容量限制的结点很多时的最大流分配问题,此算法也为解决实际的运输问题提供了应用基础。     

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城市交通系统是一个复杂的大系统,针对交通流的不确定性,本文基于动态规划思想提出了交通流预测与分配的方法。考虑路段容量对交通分配的影响,建立了路网流量预测和分配模型。为了保持并充分利用传统网络模型的性质和特征,引入惩罚函数,将容量约束条件转换到目标函数中,使模型符合传统均衡网络流结构。将凸规划法作为一个子过程植入惩罚函数,得到模型的求解算法。控制策略上采取预测控制、反馈校正和滚动优化的方式。最后,通过算例分析,进一步阐述模型和算法的应用,验证算法的有效性。为交通流预测和分配提供一定的参考。     

基于城市交通网络均衡的共享停车容量优化

为研究共享停车容量优化分配对用户出行选择的影响，建立了双层规划模型，上层模型根据停车管理平台总收益与步行费用最小确定共享停车用地的最优停车容量，下层建立共享停车、普通停车与乘坐公交出行的多用户均衡分配模型，用于描述共享停车用户出行方式的选择，通过共享停车选择概率实现上、下层模型之间的联系；设计了相继平均算法求解下层模型，并内嵌于差分进化算法，进而求解上层模型. 对常州市金坛区CBD区域的部分路网进行模拟测试. 研究表明:在不同共享停车容量分配下，停车管理平台收益随着容量的增加呈先递增后减少的趋势，而用户的出行费用随着共享停车容量的增加呈先减少后上升的趋势，说明合理地分配共享停车容量可以实现停车管理平台收益与共享停车需求之间的均衡.      

基于改进Dijkstra算法的高速公路 应急疏散路径规划

为解决采用传统Dijkstra 算法在高速公路应急疏散规划路径中存在可用性差的缺陷,考虑 高速公路路网中有通行容量及条件限制的节点和路段特征,对其进行改进,提出容量限制节点的 表征方式及流量计算方法,并根据待疏散车辆特征对具有限高、限重属性的路段进行筛选,提出 分类路径规划方法。最后,以河南省高速公路局部路网疏散路径规划问题为基础设计算例,分别 采用传统算法和改进Dijkstra 算法对高速公路应急疏散路径进行求解。结果显示,传统算法得到 的路径规划及交通量分配结果中,容量限制节点上游路段的分配交通量高于节点容量,在节点处 形成疏散瓶颈,且对于规划路径中有限重条件的路段,案例中超重车辆无法使用该路段疏散;相 比而言,由改进算法得到的路径规划及交通量分配结果则不存在上述问题,从而使得疏散效率和 疏散路径的可用性得到了保证。     

基于TD-LTE技术的无线链路物理模型构建及其预算方案

为提升培养通信专业人才的综合能力及其社会对无线通信新技术人才的需求,要将TD-LTE技术引入高校无线通信网络实验室建设,必须做好前期的网络链路预算,这是无线通信网络实验室建设的关键,也是核心.它对后续的频率规划、容量规划以及系统组网设计等至关重要.为此,依据网络链路预算原理,在构建链路预算物理模型的基础上,绘制了链路预算软件流程图,引入LTE链路预算参数,设计出LTE链路预算方案,为实现该实验平台建设的目标提供了重要思路,同时,也为算法仿真及系统设计提供研究基础.     

一种优化的分布式光网络的动态带宽分配算法

在分析了EPON的拓扑结构及其调度机制的基础上,根据分布式计算的特点,提出了一种优化的可适用于分布式光网络的动态带宽分配算法CPDBA.该算法根据分布式计算任务的实时性和时序性,进行动态调度,并利用数据包的相关性,进行预测动态分配信用带宽.该算法能适用于分布式光网络,并减少了数据包的时延.     

基于多旅行商问题的应急设施服务区划分模型

基于多旅行商问题,增设集散中心需求及应急服务设施资源容量约束条件,以最小化遍历区域内全部集散中心的综合旅行时间成本为优化目标,构建一种应急设施服务区划分模型,确定各应急设施的服务区范围.设计一种复合算法求解模型,首先基于P-中值选址模型的优化理念,形成初始方案;继而加入禁忌搜索算法,结合LKH求解器对模型进行迭代优化求得最优解.基于宁波市北仑区实际拓扑网络进行案例分析,验证了模型和求解方法的有效性.     

基于OFDM的DF中继链路能效最优资源分配策略

针对DF模式的OFDM中继链路,将能效最大化资源分配问题转化为在用户最小速率需求和系统总发射功率受约束条的件下,子载波配对和功率分配的联合优化问题,提出一种低复杂度联合最优资源分配策略,并证明速率和功率约束条件下中继链路全局能效最优解的唯一性.仿真结果表明,与固定子载波配对策略相比,当中继节点位于源和目的节点连线中点位置,Rmin=1.5 Mbit/s时,排序子载波配对策略的链路可达速率和系统能效分别提高了2.3%和3.1%;与传统的等功率分配、速率最大化和功率最小化注水算法相比,本文方案能够在保证用户最小速率需求和系统功率约束的同时,自适应分配资源以实现系统能效最优.      

OFDMA无线多跳蜂窝网中的节能型资源分配策略

为在基于正交频分多址接入技术的无线多跳蜂窝网中实现节能型资源分配,将无线多跳蜂窝网描述为树形分层拓扑结构,规定了该结构中的奇数层和偶数层节点在系统奇时隙和偶时隙中的发送-接收关系,建立了可同时适用于奇时隙和偶时隙的基于系统总发射功率的优化目标函数,并确定了包括链路比例公平因子等限制条件.考虑到难以得到实际系统最优解,在尽量减少计算复杂度的前提下,提出了一种次优化分配策略,使系统总发射功率最小化.仿真结果表明,与基于正交频分复用的时分多址接入等传统固定资源分配方法相比,运用本文提出的资源分配策略可使系统的总发射功率减少约1.5 dB,并能保持各条链路的比例公平性.     

基于多用户配流的空港集疏运交通量预测

针对各运输方式的容量规划及场站、配套设施设计的问题,对空港集疏运交通量进行预测。由空港吞吐量确定进出空港集疏运交通量,按照不同的出行方式的特点确定各自分配的交通量;通过运输量与交通量的转化模型,采用粒子群优化算法求解,最终得到预测的空港集疏运交通量。研究发现:预测的结果与实际调查基本一致,为机场交通枢纽与机场规划、各种运输方式容量规划及设计等提供基础研究支持和具体方法。