基于IP拥塞控制的一类优先级服务排队系统模型的计算机模拟

基于TCP／IP协议的拥塞问题、Internet QoS分析、数据传输都需考虑优先级服务的排队系统。本文引入了到达因子、路由器因子，讨论了路由器缓存容量为有限且服务规则为服从优先级服务的基于IP拥塞控制的模拟模型，分别在串并联混合情形建立两类模拟模型，这一类模型在Internet网络构架、TCP／IP拥塞问题、QoS问题定量分析、网络资源优化问题也都有广泛的应用。本文给出模拟实例。     

分时计算机随机服务系统的模拟

模拟技术可用于构造系统模型以预测系统在给定环境下的性能。本文基于排队系统的系统模拟之原理，提出了一个分时和前－后台优先级调度方式相结合的计算机随机服务系统的系统模型，产研制了模拟软件。     

多媒体网络中基于优先级调度的实时QoS研究

使用到达函数和服务函数描述不同优先级实时分组集的到达和处理,基于期望可调度性来刻画不同紧急程度的实时应用对延迟的要求。提出的方法能够实现实时QoS控制下的瞬时特性研究,判定某一时刻不同优先级分组集的可调度性。最后对指数分布服务时间下的不同优先级分组集的期望可调度性进行了研究,基于理论结论的数值结果和基于模型的模拟结果是一致的。     

连续时间完全服务与门限服务两级轮询系统性能研究

在信息分组以连续时间规律到达系统的基础上，对于轮询系统中不同优先级的业务问题，提出区分优先级的两级轮询服务模型。首先，在该模型中，低优先级站点采用门限服务，高优先级站点采用完全服务；然后，在高优先级转低优先级时，将传输服务与转移查询并行处理来降低服务器在查询转换期间所耗费的时间，提高轮询系统的效率；最后，运用马尔可夫链和概率母函数的方法建立了系统的数学模型，通过对数学模型精确解析，得到了连续时间两级服务系统每个站点的平均排队队长和平均等待时间的表达式，精确解析出平均排队队长和平均等待时间的值。仿真实验结果表明：理论计算值与实验仿真值近似相等，说明理论分析正确合理。该模型既能保障低优先级站点服务质量，又能为高优先级站点提供优质服务。     

动态优先级服务请求队列管理模型研究

针对通用数据交换平台的体系结构以及服务流程，提出民航数据交换平台的多等级用户动态服务排队模型，介绍了实现模型所需的多线程模式，探讨了服务请求动态优先级的更新时机、与模型负载相关的参数设置。该模型通过三级多堆多线程对具有动态优先级的服务请求进行排序，实现了根据用户等级优先次序为其提供服务的功能。在实验中，根据设定的相关参数得到了模型的响应延迟，试验结果证明该模型适用于面向多等级用户的数据交换平台。     

支持服务优先级的多阶段服务模型研究*

多阶段服务模型是一种支持高并发、高吞吐的事件驱动服务应用架构,为使其更好地适应当前Internet上大部分应用提供区分等级服务的现状,提出了一种为该模型增加对带优先级请求支持的方法;定义了动态优先级,改进了随机早期检测算法以控制不同优先级事件的入队,并通过优先级动态提升防止低优先级事件被“饿死”。实验结果表明,改进后的模型在保持系统良好性能的基础上,满足了不同优先级请求的实时性和吞吐率需求。     

一种优先级反转抑制的外设管理模型

已有优先级反转抑制方法的通用性较差,优先级天花板值难于选取.为此,提出一种改进的优先级反转抑制模型.分析现有解决优先级反转方法存在的缺陷,通过为各种稀缺资源单独建立服务队列,将其排除在优先级调度队列的排队模型之外,从而在单处理核的嵌入式系统中形成多服务员处理模型,以降低优先级反转的发生概率.仿真结果表明,该模型的优先级反转概率约为1‰.     

分布式实时系统请求接收单元优先级的研究

基于固定优先级调度的分布式实时系统中,服务方对请求的处理分为两个阶段,请求接收阶段和请求执行阶段。其中请求的接收一般是由接收单元统一负责,而接收单元并不知道请求的优先级,只有在解码后才能知道请求的优先级并按照优先级进行相应的处理。那么接收单元本身的优先级如何确定呢?该文针对这一问题进行了深入的研究。在对系统进行建模并取得模拟结果后得出了重要结论,在基于固定优先级调度的分布式实时系统中,服务方接收单元的优先级要小于最高优先级,大于其他优先级。     

区分站点状态的两级轮询控制系统

针对提高轮询控制模型工作效率和区分网络优先级的问题，提出了区分站点忙闲状态的完全-门限两级轮询控制模型（ETTPSS）。模型以两级优先级为基础，依据站点的忙闲状态采用并行处理方式只对忙站点进行信息分组发送服务。模型既能区分传输服务优先级又能避开对无信息分组的空闲站点的查询，从而提高了模型资源利用率和工作效率。运用概率母函数与马尔可夫链相结合的方法对该模型进行理论分析研究，精确解析了模型各个重要性能参数。仿真实验结果表明，仿真值与理论值近似相等，说明理论分析正确合理。与普通轮询模型相比，该模型性能大幅度提高。     

基于优先级的智慧道路无线网络资源预留模型

在智慧道路系统中,为区分不同类型和不同服务质量需求的数据流服务,提出一种基于优先级的资源预留模型。对不同服务质量需求的数据包进行优先级分类,放入不同的优先级队列,通过调度算法决定选取哪些数据包进行发送。当节点竞争得到信道后,采用资源预留机制抑制其他竞争节点的发送,直到剩下的相同优先级的数据包发送完毕。实验结果表明,该模型可有效地减少碰撞几率,提高信道利用率,并实现对不同优先级数据流的服务区分。     

Fuzzy-Based Dynamic Distributed Queue Scheduling for Packet Switched Networks

Addressing the problem of queue scheduling for the packet-switched system is a vital aspect of congestion control. In this paper, the fuzzy logic based decision method is adopted for queue scheduling in order to enforce some level of control for traffic of different quality of service requirements using predetermined values. The fuzzy scheduler proposed in this paper takes into account the dynamic nature of the Internet traffic with respect to its time-varying packet arrival process that affects the network states and performance. Three queues are defined, viz low, medium and high priority queues. The choice of prioritizing packets influences how queues are served. The fuzzy scheduler not only utilizes queue priority in the queue scheduling scheme, but also considers packet drop susceptibility and queue limit. Through simulation it is shown that the fuzzy scheduler is more appropriate for the dynamic nature of Internet traffic in a packet-switched system as compared with some existing queue scheduling methods. Results show that the scheduling strategy of the proposed fuzzy scheduler reduces packet drop, provides good link utilization and minimizes queue delay as compared with the priority queuing (PQ), first-in-first-out (FIFO), and weighted fair queuing (WFQ).     

一种航空自组网中带差分服务的跳频MAC协议建模

针对军事航空通信中部分信息传输对时效性和可靠性的严格要求以及传播时延不可忽略的问题,提出一种基于Turbo 编码、猝发技术、异步跳频和优先级区分的媒体接入控制协议(PFH_MAC).通过为高、低两种优先级分组提供不同的排队策略和接入网络权限,以提供差分服务能力.运用Markov 建模、排队理论、组合理论和离散Laplase 变换得到系统各项性能的数学表达式.仿真结果验证了理论推导的准确性及差分服务机制的有效性.     

Investigation of the M2/G2/1/∞,N queue with restricted admission of priority customers and its application to HSDPA mobile systems

This paper investigates a queuing system for QoS optimization of multimedia traffic consisting of aggregated streams with diverse QoS requirements transmitted to a mobile terminal over a common downlink shared channel. The queuing system, proposed for buffer management of aggregated single-user traffic in the base station of High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA), allows for optimum loss/delay/jitter performance for end-user multimedia traffic with delay-tolerant non-real-time streams and partially loss tolerant real-time streams. In the queuing system, the real-time stream has non-preemptive priority in service but the number of the packets in the system is restricted by a constant. The non-real-time stream has no service priority but is allowed unlimited access to the system. Both types of packets arrive in the stationary Poisson flow. Service times follow general distribution depending on the packet type. Stability condition for the model is derived. Queue length distribution for both types of customers is calculated at arbitrary epochs and service completion epochs. Loss probability for priority packets is computed. Waiting time distribution in terms of Laplace–Stieltjes transform is obtained for both types of packets. Mean waiting time and jitter are computed. Numerical examples presented demonstrate the effectiveness of the queuing system for QoS optimization of buffered end-user multimedia traffic with aggregated real-time and non-real-time streams.     

Interdeparture times from a queuing system with preemptive resume priority

We derive the Laplace-Stieltjes transform of the limiting interdeparture times distribution for each class of customers of a queuing system with preemptive resume priority, Poisson inputs and general service times. Numerical results and an application to queuing networks are also given.     

Efficient Integrated Services in an Enterprise Network

Engineering an enterprise to efficiently support integrated voice and data services requires sophisticated queuing disciplines to meet quality of service requirements. This study evaluates tradeoffs with three queuing schemes. Knowing that the choice of queuing discipline affects utilization, we ran a simulation for each of three queuing schemes - first come, first served (FCFS); priority queuing (PQ); and class-based weighted fair queuing (CBWFQ) - evaluating utilization at various bandwidths that would meet QoS requirements. The results showed that, with these three queuing disciplines, voice and data packets can receive the desired QoS.     

Finite capacity priority queues with potential health applications

The queuing processes of interest in this paper are that of waiting lines with two priorities and multiple service channels. The arrival process is assumed Poison and the service time distribution is negative exponential. Arriving units enter service if there is at least one idle channel, otherwise they join a finite queue and are served according to a non-preemptive priority discipline. If a low priority arriving unit finds the queue full, it is not allowed to enter the system and is considered “blocked” or lost. In the first model a high priority arrival may displace a low priority unit from the full queue and may be “blocked” if the queue consists of high priority units only. In the second model the high priority unit may still displace a low priority unit from the full queue but it will never be “blocked” and may wait “outside” the system if the system is full. Thus far there has been no discussion of such models in queuing theory literature. In this paper analytical expressions for average waiting times have been obtained for the two models. Two potential applications of the models are described and the usefulness of the models is illustrated by numerical examples.     

CDMA2000-1X系统多业务复合越区切换策略

提出一种多业务综合越区切换策略,该策略同时支持实时业务和非实时业务;通过双队列模式解决了实时业务的虚拟切换问题,有效地利用资源、缓解呼叫和切换拥塞;并通过建立多维马尔科夫链越区切换策略模型,为请求越区切换的实时业务提供了抢占优先和排队相结合的策略。仿真结果表明,系统的呼损率、阻塞率、强制中断概率等系统性能指标得到明显改善。     

LEO卫星通信系统中信道分配策略仿真

切换是LEO卫星移动通信系统中移动性管理的一个重要组成部分。LEO切换中的信道分配一般采用保护信道和各种排队方法相结合的策略。研究了多业务条件下LEO卫星通信系统越区切换中的信道分配策略，根据数据业务和话音业务的特点，提出了适用于LEO卫星通信系统的保护信道和强占优先相结合的信道分配策略。建立了一个简单而有效的LEO卫星通信系统切换模型，将新策略与传统的保护信道策略进行比较，仿真结果表明新策略以略微增加数据时延为代价换取了话音业务各项性能的极大改善。     

门诊动态溢流排队系统感性和理性退出率分析

在现实医疗服务中,面对医生座席数量供不应求的现状,采用传统的双队列独立排队系统很难高效利用医院资源。对此,在不改变医院现有资源的情况下设置系统动态用来合理配比各门诊患者容量,在传统双队列独立排队系统的基础上建立动态溢流门诊排队生灭模型,并考虑患者在感性与理性因素下退出系统的概率,便于更准确地分析系统的真实状态。借助ProModel这一灵活、可靠的离散事件仿真软件,将模型可视化研究,并与传统的门诊排队模型进行对比分析。仿真结果显示,新型排队模型的队列平均长度、患者等待时间等服务指标均优于传统的排队模型。     

多信道有限缓存下混合业务接入控制的排队性能研究

基于无线通信网的运行机制和实时性、非实时性混合业务对无线通信网络的不同服务质量（QoS）要求,设计了有限缓存下实时性业务优先接入控制策略,并建立了无线通信网络在有限缓存下混合业务带有优先接入控制的多服务台离散时间排队模型Geom₁±Geom₂/Geom₁, Geom₂/s, s（PP）/n+s, s.精确划分了系统的状态组成,分析了系统性能和状态转移概率,获得了系统的稳态分布、平均队长、损失率、以及信道的平均利用率.最后,对所建模型进行数值模拟,得到各业务到达率、服务率、信道个数、缓冲器容量与各业务损失率的关系.针对网络拥塞控制,本文提出通过增加信道个数、提高优先级业务的服务率能有效地降低两类业务的损失率.