无线传感器网络LEACH协议的Petri网模型及性能分析

Petri网是分析网络协议一种有效的形式化建模工具,基于对无线传感器网络LEACH协议运行机制的分析,为协议建立广义随机Petri网(GSPN)性能模型,并用SPNP软件对建立的性能模型进行分析,模型数据验证了模型的有效性,同时讨论了性能模型对协议的低功耗改进所起的指导作用。     

基于CPEBSDL通信协议的Petri网建模方法

结合CPEBSDL描述语言、Petri网可达图、Petri网进程等协议分析方法,提出一种基于通信协议建立Petri网模型的方法——PMA_CPEBSDL。该方法利用CPEBSDL语言描述了通信协议实体的行为,自动地对协议建立Petri模型。协议的进程分析方法和可达图分析方法使协议的测试更加准确、直观。结合一个实例,给出LAPD协议完整的建模过程及协议验证和测试的方法。     

一种兼顾协议正确性验证和性能评估的Petri网方法

基于Petri网的协议形式化分析方法由于其精炼、简洁和无二义性逐步成为分析协议的一条可靠和准确的途径,但是协议的形式化分析目前研究还不够深入,协议分析的两个重点内容正确性验证和性能评估所需要的模型不同,一种模型只能解决一方面的工作。为了有效地解决这一问题,文中提出了一种用原型Petri网作为协议验证模型的思路和方法,在不改变原型Petri网结构的基础上对变迁赋予发生时延,解决了协议的性能评估问题。本文还给出了协议验证内容与Petri网分析方法的对应关系,并对0-1停止等待协议进行了详细的分析,最后把0-1停止等待协议的原型Petri网模型转化为时延Petri网,对协议的性能进行了评估。     

基于随机Petri网的IEEE 802.11协议建模与分析方法

随着802.11无线局域网技术的飞速发展与广泛应用,对其进行建模与性能分析成了无线通信领域中一个重要的研究问题。文章首先提出了增强广义随机Petri网(EGSPN),增加了标识相关弧多样性和实施函数等特性,扩充了广义随机Petri网的模型功能,并给出了EGSPN的性能分析方法。建立了基于EGSPN的802.11协议模型,并以RTS/CTS访问方式下协议性能计算及结果分析为例验证了该方法的有效性。     

OSPF协议互操作性测试建模方法研究

随着互联网的快速发展,稳定可靠的路由协议变得越来越重要。OSPF协议作为中型网络最常用的路由协议。文章对互操作性测试的关键问题例如协议形式化建模及协议的不确定性进行了深入的分析。采用扩展Petri网对OSPF协议进行建模,并依此模型分析了OSPF协议的互操作性测试中存在的不确定性。同时,依据Petri网模型和MSC消息序列图,给出了交互模型的生成算法,最后为全文总结及未来的研究工作。     

基于Petri网仿真的随机制造单元性能分析研究

分析了传统随机制造单元Petri网模型能的不足, 对传统随机制造单元的Petri网模型进行了改进。通过对Petri模型的直接仿真, 对不同的Petri网模型的随机制造单元的性能指标进行了分析比较, 并通过和同构的马尔可夫链的计算结果进行验证, 证明了改进后的Petri网模型准确地描述随机制造单元, 对基于仿真的性能分析方法具有普遍意义。     

随机Petri网在框架设计中的应用

为了实现系统框架的良好设计和高效性能,研究了随机Petri网的选择、串联、并联和循环4种基本模型的性能计算方法.以数字化档案管理系统为具体实例,根据框架的各项性能要求,对档案数字化的过程进行了基于随机Petri网的建模分析和计算.实验结果表明,随机Petri网在框架的设计过程中起到了重要的作用,有效地指导了框架的设计和性能的优化.     

基于随机Petri网的协同服务模型与分析

提出了一种基于随机Petri网的协同服务模型与分析方法,选择了企业协同服务中几个最具有代表性的流程,利用随机Petri对这些代表流程进行了建模以及模型简化和证明.然后,以电子商务系统中的物流系统为例,在随机Petri网模型建模的基础上应用模型等价化简和性能评价方法,时模型化简前后的系统性能和计算时间进行了对比分析.     

IS-IS路由协议互操作性测试的研究

网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分,高效稳定的路由协议变得日益重要。IS_IS路由协议是一种主流的内部网关协议,在一些大型网络当中得到了越来越多的应用。对Is-Is协议互操作性测试进行了研究,使用扩展的Petri网建立了分层的Is-Is协议互操作性测试的交互模型。然后使用可达图对Petri网模型进行分析,根据测试目的,生成测试序列,编写测试例,并手工抽取一些必要的测试例,作为对测试集的补充。最后,搭建测试平台,进行互操作性测试,并对实验结果进行分析。     

基于形式化方法的网络业务流Petri网模型的仿真分析

针对自相似业务流的影响,给出具有自相似特性的网络业务流传输过程的随机Petri网模型,使用Petri网分别建立了无限缓冲区的IP层网络模型和有限缓冲区的以太网模型,采用一种马尔可夫随机Petri网的方法对模型进行分析,然后通过实例证明了网络中确实存在着自相似现象,最后利用随机Petri网性能分析工具SPNP对所建立的模型进行了模拟和验证,研究了网络业务流的自相似特性对网络性能的影响.提出的模型在一定程度上能够很好地拟合不同网络的流量特性,为网络构建、网络特性分析和网络性能评估提供了重要的理论基础.     

基于随机Petri网的SPN2软件建模方法研究

随机Petri网(SPN)在进行系统性能分析时,其状态空间随着系统规模的增大而呈指数性增长,造成系统建模复杂。针对该问题,结合面向对象Petri网理论(OOPN)提出一种SPN2方法,与传统SPN方法相比,SPN2方法可进行分层及面向对象网中网建模,并应用该方法仿真高速列车在移动闭塞区间条件下GSM-R铁路无线通信系统的可靠性。     

Discrete Time Stochastic Petri Nets

Basic graph models of processes, such as Petri nets, have usually omitted the concept of time as a parameter. Time has been added to the Petri net model in two ways. The timed Petri net (TPN) uses a fixed number of discrete time intervals. The stochastic Petri net (SPN) uses an exponentially distributed random variable. In this paper, a discrete time stochastic Petri model is described. These discrete time SPN's fill the gap between TPN and normal SPN. However, the use of discrete time complicates the SPN model in that more than one transition may fire at a time step. Finally, an example of a live and bounded Petri net which has nonempty, disjoint, recurrent subsets of markings is given.     

A characterization of the stochastic process underlying astochastic Petri net

Stochastic Petri nets (SPN's) with generally distributed firing times can model a large class of systems, but simulation is the only feasible approach for their solution. We explore a hierarchy of SPN classes where modeling power is reduced in exchange for an increasingly efficient solution. Generalized stochastic Petri nets (GSPN's), deterministic and stochastic Petri nets (DSPN's), semi-Markovian stochastic Petri nets (SM-SPN's), timed Petri nets (TPN's), and generalized timed Petri nets (GTPN's) are particular entries in our hierarchy. Additional classes of SPN's for which we show how to compute an analytical solution are obtained by the method of the embedded Markov chain (DSPN's are just one example in this class) and state discretization, which we apply not only to the continuous-time case (PH-type distributions), but also to the discrete case     

工作流系统模型的性能等价分析

讨论了基于随机Petri网的工作流系统的顺序、并行、选择、循环4种基本模型,并详细推导了这4种基本模型的性能等价公式.最后通过现实中的一个工作流实例来说明如何建立相应的随机Petri网模型,以及如何利用这些性能等价公式来计算工作流的性能参数.给出了定量分析工作流系统性能的通用方法,通过用这些等价公式不仅可以对复杂的系统进行性能等价化简,而且还可以得到性能参数的乘积解.     

基于Petri网仿真的产品概念设计效率分析

产品概念设计的效率直接关系到企业竞争力及市场占有率,团队工作是企业进行产品概念设计的本质特征。该文在分析出团队工作特征及Petri网能很好表述这些特征的基础上,用Petri网对产品概念设计流程进行了建模,给出了用随机Petri网(SPN)分析团队工作效率不足的同时,提出用仿真手段进行分析的方法。具体过程中,给出了变迁时间确定方法和变迁行为的控制策略,得出了不同仿真次数下特定库所获得托肯的平均时间及方差。结果表明,基于Petri网仿真的产品概念设计效率分析不仅效果可行而且比传统的SPN方法更为通用。     

一种随机Petri网的模糊同构方法研究

随机Petri网（SPN）可以同构于一个连续时间马尔可夫链,但在进行系统性能分析时,其状态空间随着系统规模的增大而呈指数性增长,造成系统无法同构分析,结合模糊数学理论提出一种模糊同构（FIM）方法,该方法可以约简复杂状态空间以便同构分析,最后应用该方法分析欧洲列车控制系统（ETCS）在移动闭塞区间条件下无线通信的可靠性,以验证该方法的可行性。     

Stochastic Petri net representation of discrete event simulations

In the context of discrete event simulation, the marking of a stochastic Petri net (SPN) corresponds to the state of the underlying stochastic process of the simulation and the firing of a transition corresponds to the occurrence of an event. A study is made of the modeling power of SPNs with timed and immediate transitions, showing that such Petri nets provide a general framework for simulation. The principle result is that for any (finite or) countable state GSMP (generalized semi-Markov process) there exists an SPN having a marking process that mimics the GSMP in the sense that the two processes (and their underlying general state-space Markov chains) have the same finite dimensional distributions     

Embedded processes in stochastic Petri nets

Embedded discrete time processes are used to study a class of SPNs (stochastic Petri nets) which have a closed-form equilibrium distribution. These SPNs have probabilistic output bags, colored tokens, and alternating periods of arbitrarily distributing enabling and firing times (periods of time between transitions becoming enabled and absorption of tokens and between transitions absorbing tokens and depositing them in output places, respectively). In addition, an aggregation procedure is proposed which, in certain nets, not only reduces a complex SPN to a much simpler skeleton SPN but also obtains results for the skeleton SPN with are exact marginal distributions for the original SPN     

Algebraic structure of some stochastic discrete event systems,with applications

Generalized semi-Markov processes (GSMPs) and stochastic Petri nets (SPNs) are generally regarded as performance models (as opposed to logical models) of discrete event systems. Here we take the view that GSMPs and SPNS are essentially automata (generators) driven by input sequences that determine the timing of events. This view combines the deterministic, logical aspects and the stochastic, timed aspects of the two models. We focus on two conditions, (M) and (CX) (which we previously developed to study monotonicity and convexity properties of GSMPs), and the antimatroid and lattice structure they imply for the language generated by a GSMP or SPN. We illustrate applications of these structural properties in the areas of derivative estimation, simulation variance reduction, parallel simulation, and optimal control.Research supported in part by NSF grant ECS-89-96230.     

基于随机Petri网的柔性工作流可用性分析

提出一种基于随机Petri网的柔性工作流可用性分析方法。给出基本的异常处理模型,以电子商务配送系统(ELMS)为例,利用随机Petri网对系统进行SPN建模,分析ELMS系统的各种可用性参数。实验结果表明,该方法能准确、有效地对支持异常处理操作的柔性工作流进行可用性分析。