网络化运动控制系统动态带宽分配方法

网络化运动控制系统是资源受限(带宽、时限)的实时系统,其整体性能不仅取决于控制算法而且与信息的调度密切相关.鉴于数学优化方法难于在线使用的问题,本文提出基于系统实际性能的动态网络带宽分配方法,进一步通过调整各轴回路的采样周期,实现系统整体性能的优化.     

网络化运动控制系统的动态带宽分配策略

针对网络化运动控制系统带宽限制和静态分配无法有效利用带宽资源的问题,提出了基于控制性能指标和当前网络状态的动态带宽分配策略.在保证各控制环最小可用带宽的前提下,根据定义的代价函数优化分配剩余带宽资源,实现带宽使用的最小化和系统性能的最大化.从算法实现的角度,按平衡状态、扰动状态和最大需求状态给出了3种典型的带宽分配方案,仿真结果证明了方案的有效性.     

基于定价机制的无线网络带宽分配的研究

基于已有的市场模型下的带宽分配算法,从系统收益和用户平均满意度出发,提出一种改进后的墨于定价机制的带宽分配算法.该算法根据用户的需求和网络系统带宽的使用状况,计算出网络带宽的价格,并采用集中竞拍的方式,通过用户的价格参数进行带宽资源的协商与分配.仿真分析表明,该方法可以达到提高用户满意度和优化系统效益的目标.     

弹性光数据中心网络中收益最大化的带宽分配算法

弹性光数据中心网络中的带宽分配需要兼顾云服务提供商收益和用户连接请求性能,对此提出收益最大化的带宽分配算法,其以子载波为基本单位将光纤带宽有效地分配给多个用户连接请求。首先,基于收益模型和虚拟子载波的概念建立带宽分配问题的整数线性规划模型;接着提出一种基于动态规划的带宽分配算法以及一种启发式的带宽分配算法,前者致力于获得最大的分配收益,后者则力求获得更好的时间效率;最后,通过仿真实验对所设计的带宽算法的性能进行验证。实验结果表明,相较于已有的弹性光数据中心网络中的带宽分配算法,设计的两种算法均能在带宽分配中获得更高的系统收益。     

基于分布式网络资源的网络带宽分配方法

本文针对计算机网络资源的带宽分配问题提出一种分配求解方法,该方法根据用户提出的带宽资源需求和系统可用资源的状况,按用户满意度最佳和系统效率最佳的原则制订价格,并通过用户的价格参数进行带宽资源的协商与分配.分析表明,该方法可以达到优化系统效率和提高用户满意度的目标.     

宽带卫星网络中基于跨层设计的带宽分配研究

传统的带宽分配策略按照分层结构进行设计,集中在链路层解决问题,没有考虑动态变化的信道状态和所承载的数据流的QoS性能。基于跨层设计的思想,针对支持话音业务和Internet数据业务的卫星网络提出了一种基于跨层设计的带宽分配算法。该策略将应用层的业务特性和数据链路层的带宽分配策略以及物理层的信道状态进行跨层优化。主控站通过建立代价函数的方法将所有相关参数综合考虑,利用动态规划算法得到了最佳的带宽分配方案。数值结果表明：跨层设计方式可以适应变化的信道状态,并且同传统带宽分配算法比较,提高了Internet数据的有效吞吐量并且保持了话音业务的QoS要求。     

多重链路时延优化动态可用带宽分配算法

为了优化多重链路多业务环境下的时延,首先分析了带宽分配及链路中数据传输时延计算方法,提出一种时延优化的动态可用带宽分配算法(DODBA)。该算法基于不同优先级业务的时延比较实现了剩余可用带宽的重新分配。仿真实验证明了DODBA的有效性,能控制各链路不同业务的时延,并提高了系统带宽资源的利用率。DODBA可用于解决大型宽带网络接入控制中的实际问题。     

基于效用的超宽带系统带宽分配

把超宽带系统的带宽优化调度表示为一个效用最大化的问题。对于系统的带宽分配,效用函数是服务质量的有效度量,它反映了用户对所分配的资源的满意程度。针对超宽带无线网络带宽分配中链路和用户的集中式算法的复杂性,用分布式方案解决这种问题,以自适应变化的无线网络环境。对系统带宽进行基于效用的分配,满足超宽带系统高速率传输的需要。     

以太网无源光网络中的QoS研究

在分析以太网无源光网络系统MAC协议的基础上,研究基于QoS的动态带宽分配机制,提出一种新的支持业务的QoS的动态带宽分配算法。该算法采用限制性带宽分配方法和基于优先级的调度方式,基于业务的通信量特征对各类业务预分配传输带宽。仿真结果表明该算法在时延和吞吐量性能上优于现有算法。     

异构无线网络负载均衡研究*

针对异构网络中的带宽分配及网络的负载均衡问题,提出了一种异构无线网络负载均衡的联合优化模型,该模型在一定条件下利用用户的带宽进行负载成本和网络效用的建立,并通过求解网络与用户的关联矩阵来得到带宽在网络中的优化分配方案,使异构无线网络达到负载均衡。仿真结果表明,联合优化模型的结果在最小化负载成本以及优化网络总效用性能之间,它让用户通过在不同网络间的切换使网络带宽优化分配、网络负载达到均衡。     

多业务流量预测动态带宽分配方法

静态带宽资源分配方法或基于业务分类的动态带宽分配方法等很难适应业务流特性,无法保证各级业务的服务质量。设计了流量预测及带宽分配模型,给出了流量预测计算方法,提出多业务流量预测动态带宽分配方法（MSTPDBA）,该方法基于业务预测流量的大小进行可用带宽的重新分配。仿真实验证明了MSTPDBA的有效性,能控制不同业务的时延,并提高了系统带宽资源的利用率。     

基于二级控制器和线性模型的自适应带宽分配算法

针对虚拟化网络中存在的带宽分配问题,提出了一种基于二级控制器系统的自适应带宽分配算法。该控制器系统由包含VN子控制器的一组SP控制器和InP控制器构成;首先把每个VN在每个控制间隔的特性用一个线性模型来局部近似,以得到其过去、当前的带宽分配以及过去包时延性能之间的关系,然后基于物理链路容量的限制,系统对每个VN所请求的带宽作出响应并进行动态调整,以达到灵活的分布式自治控制,并保证为每个VN分配合理的带宽。仿真结果表明,提出的算法不仅能够在多个VN之间合理、动态地分配可用链路容量,而且能够提高总带宽的利用率和分配的公平性,满足每个VN的QoS需求。     

实时企业服务总线的研究与设计

针对现有企业服务总线在不同类型业务流竞争有限带宽资源时产生系统拥塞的问题,提出一种实时企业服务总线模型.对JBI标准进行了改进,增加了业务优先级和业务时间约束的语义,并加入流量控制和带宽分配组件.系统运行时能根据不同类型业务流带宽需求,按照业务类型优先级从高到低动态分配服务总线的业务流量带宽.仿真实验结果表明,该方法可以保证高优先级业务的带宽需求,减少因业务拥塞导致的服务质量下降,并进而提升系统整体的吞吐能力.     

基于Richards模型的数据中心骨干网络带宽分配策略

针对数据中心间骨干网络中存在大量突发性强的小流而难以实时跟随流量变化对其进行带宽分配的问题,提出了基于Richards种群生长模型的数据中心骨干网络带宽分配策略(RBA)。该策略采用闭环反馈控制系统实时分配带宽,以基于Richards曲线设计链路的反馈控制因子作为此系统的反馈量,可对突发流量做出平滑响应,并根据时延敏感性的不同,采用不同的异速生长参数得到不同的流量速率增长曲线,以满足时延敏感流量的QoS需求。在Mininet平台上进行了实验仿真并与典型的带宽分配策略进行了对比,结果表明RBA不但可对突发流量提供较高的带宽分配效率,还确保了各流对带宽资源竞争的公平性。     

无线移动自组网络中的动态带宽分配

在已有的带宽分配算法的基础上,引入加权准则对竞争的数据流进行带宽分配,该算法工作紧密结合无限局域网的MAC层协议DCF,由此保证带宽分配的公平性和每条流的最低带宽需求。使用NS仿真进行性能评价,实验表明,该算法在满足数据流的最低带宽需求的同时,提高了系统吞吐量。该文提出的算法尤其适合单跳Ad hoc多媒体传输。     

基于比例积分控制器的分布式动态带宽分配算法

针对公平、有效分配地理上呈分布式的控制系统带宽的问题,提出了一种分布式的动态带宽分配算法。首先把这种带宽分配问题构建为一个凸优化问题,使全部控制系统的效用最大化;再采用分布式带宽分配算法思想,使得控制系统基于网络反馈的拥塞信息改变其采样周期,得到可利用的最大采样速率或最大传输速率;然后把控制系统和链路之间的相互作用建模为一个时延动态系统,并采用比例积分(PI)控制器作为链路队列控制器来实现算法。仿真结果表明,所提带宽分配算法不仅能够使全部设备的传输速率在10 s内收敛到全部设备均等共享的链路带宽值;同时对于PI控制器来说,其队列稳定在期望设置点50个数据包左右,而且能够准确、稳定地跟踪输入信号,使全部控制系统的性能最大化。     

物联网动态带宽资源分配算法及其应用

在物联网环境中,网络需要传输的数据和信息量急剧增加,从而造成带宽不足。为此,提出一种采用动态带宽资源分配算法的物联网远程机械控制方案,通过改变控制信号的采样速率,达到优化分配带宽资源的目的。仿真结果表明,在相同网络带宽条件下,该方案可降低重构信号的误差,并有效提高物联网系统智能分配带宽资源的能力。