一种提高交换式网络服务质量的算法

服务质量QoS是提高网络性能的一种保障机制.它可以区分实时数据和普通数据,使实时数据及时得到服务,降低实时数据的响应时间.探讨了在交换式以太网中的QoS实现:先采用令牌桶对输入的数据流整形,采用尾部丢弃算法管理队列;在基于流的加权公平队列(WFQ)基础上,提出考虑优先级的WFQP算法调度数据包到出口链路.最后采用OPNET对这些技术进行仿真,分析和仿真结果表明,WFQP算法进一步提高了网络的实时性能,更有效地保证了实时信息的传输.     

MIMO系统中基于加权公平队列的空间复用多用户接入调度算法

多入多出(MIMO)系统利用多个发射和接收天线可以取得空间复用的效果.传统的加权公平队列WFQ虽然给每个用户提供了公平的接入信道机会,但是并没有利用MIMO系统空间复用的优点,系统容量并没有得到改善.针对这个问题,提出了一种新的基于加权公平队列的空间复用多用户接入SMMA调度算法,将上层的公平调度策略和物理层的优化天线分配相结合.最后通过仿真,将传统的WFQ算法和基于WFQ的空间复用多用户接入调度算法进行比较.仿真结果证明SMMA-WFQ算法不但给每个用户提供了公平的接入信道机会,而且提高了系统容量.     

无线网络实时业务调度算法研究

研究无线网络中实时业务的调度算法。介绍了几种常用的分组调度算法，提出了一种新的针对实时流式业务的调度算法，称为紧急门限比例延迟公平（UPDF，urgent-threshold proportional delayed fair）调度算法。实验结果表明，紧急门限比例延迟公平调度算法与其他分组调度算法相比，能够降低实时流式业务的分组丢包率并提高系统吞吐量，从而进一步使实时传输的要求得到满足。     

LTE系统中基于缓存信息的非实时业务调度算法

为解决LTE系统中非实时业务调度算法比例公平PF(proportional fair)算法在分组数据业务模型下性能一般的问题,结合分组数据业务特点,在有限缓存队列模型下,提出一种兼顾系统吞吐量和用户公平性的非实时业务调度算法-基于缓存信息的调度BIBS(buffer information based scheduling)算法.该算法综合考虑了用户信道条件和缓存区内待传送的数据包信息.仿真结果表明,在不同平均速率的业务下,与PF算法相比,本文提出的算法在有效地提升系统吞吐量的同时,用户间公平性和通信中断性能也得到了极大的改善.     

在无线网络中一种分组公平调度的混合策略

设计了一个集中式和分布式的分组公平排队混合机制来解决无线分组网络中的资源公平调度问题．集中式公平控制采用了传统算法WFQ和SBFA的混合策略;分布式公平控制是在通信协议IEEE802．1l中分布式协调功能(DCF)的基础上,加载公平调度机制来实现．混合调度策略可以保证在无线分组网络中,对多个移动主机上的多个分组流,在短期和长期、局部和全局的范围内信道资源的公平使用和共享．     

WFQ的两种简化实现方法及性能分析

结合OTPS（One Timestamp Per Session)，提出并实现了两种改进IP网络QoS的方法：基于系统时钟的TWFQ和基于虚拟已发送比特的BWFQ的分组公平排队算法。与WFQ相比，TWFQ的虚拟时间更新算法只需要为一个队列维护一个虚拟结束时间，存储和计算开销大幅降低；与TWFQ相比，只有当报文到达空队列时或者报文离开时该队列非空。BWFQ才更新系统虚拟时间，从而极大地减少了虚拟时间更新的次数。理论分析和计算机仿真结果证明了TWFQ可以获得和WFQ同样的性能，但运算开销下降。BWFQ运算量比TWFQ更小，对硬件要求更低，但由于引入一定的误差，使其不适合重负荷环境。     

IP网络的实时分组音频回放自适应算法

以提高音频分组在IP网络接收端的回放质量为目标,根据音频分组的回放原理,研究音频回放自适应算法,针对处理话音期内出现的延迟尖峰,提出了一种改进算法.根据实时传输/控制协议(RTP/RTCP)框架,实现了基于RTP的Internet音频传输.仿真实验表明,改进算法可适时调整回放延迟,在网络负载较重时,能有效地减少分组丢失/平均回放延迟开销.     

采用基于速率的缓存控制的CSFQ算法

在核心无状态公平队列调度(CSFQ)算法的基础上,提出了一种采用基于速率的随机早期检测(RED)机制的核心无状态公平队列调度(rr-CSFQ)算法.在路由器中根据网络拥塞状态和数据流到达速率,采用基于速率的随机早期检测机制进行缓存管理.该算法通过调节早期丢包概率,解决了CSFQ时延较长造成的缓存"丢尾"问题,提高了带宽在不同数据流之间分配的公平性.仿真实验证明,该算法在缓存较小的情况下仍能保证带宽在传输控制协议(TCP)数据流和用户数据报协议(UDP)数据流之间的公平分配.     

应用WFQ的分级分组调度算法

通过二级分级调度体系，并采用加权公平队列算法，为不同业务种类在计算机通信网络共存时，存在的队列调度中的公平性和优先性问题，提出了一种解决方案。该方案简单灵活，并能在很大程度上满足不同业务种类的需求。     

缓冲管理和分组调度联合的队列管理算法研究

队列管理是网络处理中一个非常重要的环节,广义的队列管理包括缓冲管理和分组调度,针对传统的队列管理算法分离缓冲管理和分组调度的缺点,提出了一种新的基于服务曲线的队列管理算法,将缓冲管理和分组调度联合,通过给不同的业务流分配不同的服务曲线,把服务速率分配问题当作一个最优化目标函数来处理,对目标函数求解,可以得到在保证系统QoS约束的条件下每个优先级分组的最合适服务速率.基于NS2对算法做了仿真,仿真结果表明:这种算法提供了区分服务,保证了系统的QoS要求,也提高了系统的运行效率.     

高QoE的低时延智能网络数据传输调度算法

面向低时延、稳定传输、高用户体验质量(quality of experience, QoE)的网络实时传输需求场景,提出一种低时延智能网络数据传输调度算法。该算法由数据块排队控制策略和拥塞控制策略两部分组成。数据排队控制策略提出了综合数据块的创建时间和有效时限(effective time)的性价比模型,有效地解决了传输时间约束下的信息传输不均衡问题;拥塞控制策略提出了基于使用耿贝尔分布(Gumbel distribution)采样重参数化与混合经验优先级模型改进后的深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient, DDPG)方法,解决了深度确定性策略梯度不适用于离散网络动作空间拥塞控制的问题,并通过学习自适应调整发送参数显著提升了网络拥塞控制质量。实验结果表明,实时传输场景下使用本文提出的排队算法能够有效提升QoE,采用改进后的DDPG进行拥塞控制能大幅降低传输时延。同样场景下,将提出的智能网络数据传输调度算法与排队策略及拥塞控制策略相结合,与传统的网络数据传输调度算法相比,能够更好地兼顾低时延和稳定传输,提供更高的数据传输质量。     

低时延传输的ERDQN数据调度算法

针对车载网络、远程医疗、工业控制等领域需要低时延、高可靠性的网络传输应用场景,提出了一种经验回放的DQN(experience replay DQN,ERDQN)数据传输调度算法。该算法的主要目的和任务是降低网络时延和提高网络传输的稳定性。ERDQN算法在最后期限感知的传输协议(deadline-aware transport protocol, DTP)的基础上优化了发送端的排队策略,充分考虑了数据块的优先级和截止日期(Deadline),将其作为计算进入等待队列顺序的重要因素,解决了数据块丢失Deadline的问题,降低了网络传输的排队延迟;同时在拥塞控制方面以当前时刻网络传输状态为特征向量,预测下一时刻网络传输状态参数,并赋予不同的奖励因子进行评估,通过ERDQN网络的迭代学习,自动调整到适合当前网络传输的最优参数,在后续的网络链路传输过程中,平均传输速率高且稳定,缓解了网络拥塞和传输不稳定的问题,降低了网络传输时延。实验结果表明ERDQN算法的平均排队时延和传输时延远远低于传统拥塞控制算法(Reno算法),在质量系数(quality of experience, QoE)方面远远高于传统的拥塞控制算法,能够最大程度减少网络传输速率波动、降低丢包率,提供稳定可靠的传输。     

无线传感器网络能效模型的量化评价与优化

为解决面向工业实时控制的无线传感器网络在性能和能量效率的平衡问题,提出了一种能效模型的量化评价和优化设计方案．该方案通过引入反馈控制的思想,运用层次分析法构建基于服务质量约束的能效模型评价方法,采用加权和的综合量化指标权重计算服务的可用性;在此基础上,给出了基于效用函数的优化模型并设计了一种多度量目标优化算法．仿真结果表明,该方法能对网络协议进行调整优化满足有限能量条件下的服务质量约束,保证数据传输可靠,降低能量消耗,延长网络生存时间．     

OFDMA系统实时业务分组调度算法

在移动通信系统中,常见的调度算法在处理实时业务时一般为信道状况好的用户分配过多的资源,而信道状况差的用户获得的调度机会相对较少。为保证实时业务的延迟要求,并兼顾不同用户间的公平性,基于正交频分多址接入系统,提出一种实时业务分组调度算法。在调度过程中,采用丢弃过期数据包的策略节省了系统资源。对信道状况好的用户采用较大的调度间隔,并采用高阶的调制编码方案将累积的数据包在一个调度间隔内发送,从而给予信道状况差的用户更多的调度机会。仿真结果证明,提出的算法能较好的满足实时业务的延迟要求,相对于改进的最大权重延迟优先算法和正比公平算法提高了用户间的公平性。     

面向时延约束的多跳自组网络性能建模分析

由于无线信道的复杂特性,使得无线多跳自组网在实际应用中的可靠、可用性和实时性均难以得到有效保障.对此,提出了面向时延约束下最大化带宽利用率的集中式多跳自组网络协议参数设计策略.基于无线多跳网络集中式通信调度机制,在网络参数、业务参数、协议参数的基础上充分考虑信道参数带来的影响,建立端对端时延模型和带宽利用率模型.数值仿真结果表明,集中式调度机制更适用于节点规模较小的多跳自组网络.基于上述模型增加时延约束确定网络规模,以最大化控制时隙利用率为目标设计协议参数,使网络带宽利用率在满足时延约束的前提下最优.     

一种DTN网络摆渡节点存储分配方案研究

为提高DTN网络性能,针对摆渡路由算法中摆渡节点存储资源分配存在的公平性问题,提出了一种基于加权最大最小公平原则的摆渡节点存储资源的优化分配方案。区别于现有摆渡节点存储资源分配所使用的先来先服务方式,加权最大最小公平原则可以在保证数据节点在获得公平的数据传输机会的同时,为重点任务提供更多的资源支持。仿真实验表明,经过存储资源优化的摆渡路由算法与现有摆渡路由算法相比较,在网路传输成功率、平均网络时延等方面性能均有显著提高。     

MIMO系统中自适应延时公平调度算法

为了提高MIMO系统的容量,提出了一种自适应公平调度算法,在每个调度时隙,根据用户的信道环境和分组数据长度选择具有最小延时的用户进行传输,并且动态更新用户的平均传输延时,根据更新的平均传输延时自适应选择被调度的用户,从而使得不同信道环境和不同数据长度具有不同延时的用户都能公平的获得传输机会.通过仿真,将轮询调度算法和最大信噪比调度算法与ADFS算法进行比较.仿真结果表明,三种算法中ADFS算法具有最小的系统平均延时,并且可以给每个用户提供公平的传输机会,并取得较大的系统容量.