基于网络演算的网络性能分析研究

网络性能分析是解决网络排队问题、进行网络应用研究的基础。新兴的网络演算理论应用于网络性能分析能够弥补传统网络性能分析的不足。本文结合现有文献,对网络演算研究现状进行综述,并对如何运用网络演算求解QoS性能指标、进行网络性能分析给出推导和论述。最后总结了基于网络演算的网络性能分析方法的研究进展以及未来的研究方向。     

网络演算理论及其在分组交换网中的应用

针对分组交换网性能评价问题,首先运用确定网络演算理论与方法,分析了航空全双工交换以太网（AFDX,Avionics Full DupleX Switched Ethemet）中数据传输的性能,证明了AFDX数据传输的确定性,给出了保障可靠数据传输网络参数的配置方案;其次,围绕有线一无线混合（WcW）网中贯穿流的随机特性,利用随机网络演算理论与方法,分析并推导出了WcW网络的数据传输性能边界。     

汽车CAN总线仿真分析

介绍了评价车辆CAN网络的动态性能指标,利用CANalyzer对系统进行了仿真分析,讨论了平均延迟时间和波特率对网络负载的影响,分析了影响车辆CAN网络性能的其他因素。结果表明,采用CANalyzer能非常全面、准确、方便地分析车辆CAN网络性能。     

智能变电站通信网络端到端信息的统计时延分布

智能变电站通信系统信息的端到端传输时延上界计算及对此确定上界的定量评价对前期网络设计及运行过程中实时性能评价都具有重要意义。针对智能变电站通信网络中突发信息流具有自相似性的特点,引入分形漏桶模型对智能变电站突发信息流进行信息建模,应用确定网络演算和统计网络演算计算端到端信息传输的确定时延上界及统计时延分布,不仅能够在信息传输前准确判断传输时延能否满足时限要求,而且通过统计时延分布客观评价了该上确界的悲观程度。最后通过实例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于FC over WDM架构的航电网络研究

面向航空电子应用的FC网络是一种具有确定性和实时性的通信网络。由于WDM具有轻质、高容量、多协议透明传输等多种优点,以波分复用为特征的先进光网络已经成为未来航空机载网络的技术选择目标。针对航空电子网络发展趋势,提出一种基于FC over WDM的航电光纤网络架构。该架构兼容了航电系统对延迟确定性和带宽可扩展性的需求,可实现对现有FC航电光纤网络的平滑升级。通过采用自主研制的FC仿真卡建立地面仿真环境对该架构进行实验仿真,从功能和系统性能两个方面验证了在航电光纤网络中引入WDM和光交换技术的合理性。     

无线Adhoc网络中关键QoS性能仿真分析

网络仿真可以其独有的方法为网络规划设计提供客观、可靠的评价依据。本文基于OPNET网络仿真环境构建了一个AdHoc网络,在不同节点数量情况下,分析了无线Adhoc网络的网络吞吐率、节点发送/接收数据包的传输延迟和下载响应时间等关键QoS性能,并进行了仿真测试、分析、比较,最后找出了节点数与网络参数之间的关系,为无线Adhoc网络的构建和QoS性能评测提供了一定的参考依据。     

基于Hopfield实现ATM网络路由选择的双重路由算法

研究神经网络用于ＡＴＭ网络路由调度问题,通过引入等效带宽的概念,以降低呼损率和提高网络利用率为优化目标,提出双重路由算法。根据不同的网络状态,采用不同基于Ｈｏｐｆｉｅｌｄ的路由方法。提出的算法不但逻辑控制及硬件实现较为简单,而且仿真结果表明,在各种呼叫分布及网络拓扑情况下,均有效降低呼员率和提高网络和利用率。很好优化 了系统性能。     

基于CANoe的车载通信网络设计与仿真

在汽车设计初期,采用CANoe软件设置和仿真总线网络上发动机、转向灯、仪表盘等节点间的通信,并根据仿真测试结果对报文发送频率、信号延迟时间进行调整,以满足总线负载率不超过30％的要求.在设计后期的实车测试中,连接物理CAN总线,对物理CAN总线上的各个模块进行监测.仿真结果表明,该系统能有效反映真实电子控制单元(ECU)的通信情况.     

一种能量有效及负载均衡的Ad hoc路由协议

移动Ad hoc网络是能量受限系统,节点由电池供电,因此减少移动节点电池能量消耗,延长网络总的生存时间,已经成为评价路由协议性能的重要指标,但IETF的MANET小组提出的几种经典的路由协议,是最小跳数路由,没有考虑能量因素.针对这个问题,提出了Ad hoc网络中基于AODV能量有效、负载均衡的按需路由算法.新协议根据节点的剩余能量和节点当时的负荷情况,决定节点接入路由的延迟时间,从而使剩余能量较多和负载较轻的节点能够更快地接入路由,使网络中的能量消耗更公平,负载更均衡,使数据流不在某些路段上过于集中.仿真结果表明改进的协议和原协议相比,降低了端到端的延时,提高了网络吞吐率,延长了整个网络的生存时间,提高了整个网络的性能.     

基于消息驱动的AFDX通信机制分析

AFDX网络通过对传统的以太网技术进行改进,凭着其可扩展性,双冗余管理,通信网络延迟的可确定性等优越的网络通信性能,已成为新一代航空电子系统数据传输网络。文章根据AFDX网络带宽分配、网络延迟和虚拟链路抖动,基于消息驱动,以随机Petri网为工具对AFDX网络进行建模仿真,讨论了周期消息、事件消息对延迟时间的影响,通过性能指标分析,有助于理解消息在AFDX网络中的传输机制。     

基于参考模型神经网络的锅炉燃烧系统控制

大纯时延、煤种多变、蒸汽负荷频繁变化是链条炉难以进行良好燃烧控制的原因。本文作者提出了改变神经网络输入样本区间，利用网络输出期望值与输出实际值之间的误差平方和产生的突变，辨识出非线性对象的延迟时间的方法，将神经网络大延迟系统的辨识与基于模型预测的神经网络控制策略相结合，可用于对具有变化参数或不确定性延迟时间的非线性大延迟系统的控制，同时，以10t／h链条炉作为研究对象进行仿真，仿真结果表明这种神经网络模型对非线性大纯时延系统的控制具有控制速度快，鲁棒性能好等优点。     

Failure detection of the avionics system based on chaotic virtual collision of signals

In order to ensure the operation security of the integrated avionics system,a new model for failure detection is proposed. Firstly,according to the chaotic feature of the obtained data,a multi-dimensional collision model of the virtual area is introduced. Then,when the failure occurs,by utilizing the collision feature of avionics system data' chaotic change in space,the possible failure risks in the avionics systems are detected,so as to ensure the security detection of the system under the service availability condition. Finally, the QPME is applied in experimental simulation.It can be seen from the results of failure occurrence rate type distribution and recovery strategy,that this method can quantitatively analyze the impact of hardware and software failures on the safety performance and reduce the burden on the avionics system.     

一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法

基于分时长期演进(TD-LTE)4G无线通信技术,研究了TD-LTE帧同步工作机制,将绝对时间与TD-LTE系统同步帧结构映射,提出了一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法,设计了时延补偿机制,以修正无线传播多路径造成的时延偏差,提高授时精度.通过搭建试验平台实测分析,验证了该方法的可行性,无线授时系统的时间同步精度可达亚微秒量级,可满足配电网各类业务需求.     

基于模型预测的网络闭环控制研究

研究了远程传输时延不确定情况下闭环控制系统控制稳定性问题,给出了一种基于神经网络的模型预测控制法,仿真实验表明当控制网络存在时延时,随着控制系统时延值的大小和系统其他参数变化,不断的动态调整系统控制参数PID值可以使对工作环境未知的被控对象的控制变得稳定,改善远程闭环控制系统性能,以达到用户期望结果.     

基于RTDS的配电网一二次融合仿真技术

提出一种基于实时数字仿真仪(real time digital simulator, RTDS)的配电网一二次设备融合仿真技术。阐述配电网一二次设备融合仿真系统的基本要求和总体框架,并给出仿真系统的总体设计方法。从一二次设备数据获取、接口、转换以及算法选取等方面,提出仿真系统的具体实现方法。以采用所提的仿真系统对配电网继电保护算例进行仿真,整个仿真系统的响应时间在2~3个仿真步长,验证了所提一二次设备融合仿真技术的可行性和有效性。     

基于RTDS的配电网一二次融合仿真技术

提出一种基于实时数字仿真仪(real time digital simulator, RTDS)的配电网一二次设备融合仿真技术。阐述配电网一二次设备融合仿真系统的基本要求和总体框架,并给出仿真系统的总体设计方法。从一二次设备数据获取、接口、转换以及算法选取等方面,提出仿真系统的具体实现方法。以采用所提的仿真系统对配电网继电保护算例进行仿真,整个仿真系统的响应时间在2~3个仿真步长,验证了所提一二次设备融合仿真技术的可行性和有效性。     

用于智能电网的一种认知无线路由算法研究

为扩大通信网络的可利用带宽,智能的分配网络资源,该文围绕智能电网的通信业务服务质量要求,建立面向智能电网Ad hoc通信协议的一种认知无线电网络路由方法。该方法基于耗能和延时最小的原则,根据节点个数、传输速率的要求,对其路由策略以及相关的频谱分配方案展开研究,为构建高效而稳定的Ad hoc智能电网通信网络协议提供一种新思路和设计理念,最终通过数值模型仿真验证其性能优于传统算法,非常适合智能电网方面的应用。     

网络控制系统中采样周期的优化选取方法

对网络环境下的控制系统时延进行了分析,讨论了系统采样周期和网络时延对网络控制系统的影响,以优化控制系统性能为目标,以网络的可调度性为条件,结合系统控制与网络调度,给出了NCS的优化模型和采样频率的求取方法,并给出了优化实例。结果表明:该调度算法既满足了控制系统的性能,又优化了网络调度,提高了网络资源的利用率,为选择网络控制系统采样周期提供了指导方法。     

一种适于突发流量的退避算法及其在adhoc网络中的应用

adhoc网络中各项业务具有着一种统计上的自相似特性,对网络的性能影响很大,早期建立在泊松模型基础上的战术通信网性能及协议的分析评价方法已不再适用．在分析了多重ON／OFF源汇聚模型产生自相似业务的基础上,通过对各节点突发量的定量分析,在二进制指数退避（Binary Exponential Backoff,BEB）算法基础上提出了一种适用于自相似特性的算法．该算法通过引入节点竞争系数,使得对于信道的访问能根据网络的突发状态合理调整．利用OPNET技术对adhoc网络进行了仿真．仿真结果表明：算法改进后的网络时延性能较原来提高5．92％,吞吐量提高6．17％．文中算法对网络的协议设计、资源的优化配置具有参考价值．