Flood Avoidance Mechanisms for Bridged Resilient Packet Rings

Resilient Packet Ring (RPR), or the Standard IEEE 802.17, is a new IP-based network technology proposed to replace SONET/SDH in metropolitan area networks. RPR is well-adapted to handle multimedia traffc and is effcient. However, when RPR networks are bridged, inter-ring packets, or packets with the destination on a remote RPR network other than on the source network, are flooded on the source and the destination networks, and also on the path of the intermediate networks between the source and the destination networks. This decreases the available bandwidth for other traffc in those networks and is ineffcient. As a result, we propose two solutions based on topology discovery, global topology discovery (GTD) and enhanced topology discovery (ETD), that prevent the flooding of inter-ring packets. GTD enables the bridges to determine the next-hop bridge for each destination. ETD enables the source node to determine a default ringlet, so that packets reach the next-hop bridge without flooding the source network. The proposed solutions were analyzed and the overhead bandwidth and stabilization time were shown to be bounded. Simulations performed showed that the proposed solutions successfully avoid flooding and achieve optimal effciency in the intermediate and destination networks, and in the source networks with one bridge.     

支持SJTAG的边界扫描测试系统

本系统将IEEE 1149.1标准测试总线扩展为一个多扫描链的测试总线环境,能够快速对多板进行测试,准确定位故障位置和类型。相对于单一连续扫描链测试系统,支持SJTAG的本系统提高了测试吞吐量,能够隔离系统中某个暂不测试的板并对其余板进行测试访问,整体上提高了测试故障覆盖率,并且能够更精确地定位故障。     

基于EPA协议的精确时钟同步方法

工业以太网中通讯链路的不对称性,使得IEEE1588协议中的从时钟偏差计算方法并不适用.本文在EPA(Ether-net for Plant Automation)协议中CSME(Communication Scheduling Management Entity)算法调度的基础上分析了IEEE1588时间同步协议,提出了一种从时钟同步于主时钟的加权修正算法,同时应用晶振频率补偿算法,使得满足了基于EPA协议的工业以太网系统中同步数据采集和控制的实时性要求.采用硬件描述语言(Verilog HDL)和现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现了这种硬件时钟同步方法.该方法解决了传统的基于片上系统(SOC)时钟同步方案中时间戳不稳定、同步精度低等问题.使用Xilinx Spartan3 XC3S1500的FPGA验证了主从时钟的一致性,160ns的标准偏差和50ns的时间偏差平均值的测试结果证明了本文中算法较之协议中原算法的优越性.该方法也为集成现有网卡芯片的系统提供了一种高性价比和高精度的时钟同步解决方案.     

一种IEEE 1394b主机光纤接口卡的设计与实现

针对工控领域中对现场总线传输距离、抗电磁干扰性、总线带宽方面的要求,设计了一种具有故障诊断功能的IEEE 1394b-PCI先纤接口卡.利用此接口卡搭建光总线系统进行实验测试.由实验得到的工控机端光总线视频传输图及实验数据,可以看出该接口卡能够满足实际的应用需求.同时,搭建的光总线系统能够实现故障定位,方便现场维护.     

基于IEEE802．15．4a标准的工业无线网络节点设计

针对工业自动化领域对无线数据通信的需求以及国内基于切普扩频技术(CSS)的无线短程网络研究太少的现状,从实际应用角度出发,设计了一种基于IEEE802.15.4a标准的工业无线短程网络节点,给出了硬件设计电路图和软件流程图.在所设计的硬件平台基础上,采用CSMA/CA的介质访问控制策略进行组网通信测试,在强电磁干扰的环境中所设计的无线节点能够稳定运行,实时性能满足设计要求,可将该无线节点应用于实际的无线工业现场.     

一种检测无线网络违规行为的改进退避算法

无线媒体访问控制（ＭＡＣ）协议通常使用分布式竞争机制来共享无线信道,但在动态和开放的网络环境中,部分违规节点会有意识地抢占信道以获取更多的信道资源．为此,通过对ＩＥＥＥ８０２．１１协议的ＤＣＦ 机制进行修改,提出一种改进的退避算法,可实现对网络中违规行为节点的有效检测,并通过惩罚机制加以纠正．仿真结果表明,该方法能够更有效地检测出无线网络中的违规行为,提高整个网络的吞吐量．     

支持多速率自适应的IEEE 802.11网络性能分析

针对基于自动速率回退(ARF)算法的多速率IEEE 802.11网络,给出了ARF算法分析的一种离散时间Markov链模型.模型的建立,考虑了节点在发送过程中,通过Basic与RTS/CTS模式的选择,对是否因为信道传输误码导致的失败进行的区分.利用算法模型,分析了节点在以随机概率选择不同发送模式的方式下,其采用各个传输速率的稳态概率分布,并在此基础上结合协议退避机制的研究,给出了多速率网络系统吞吐量性能的计算方法.通过大量的仿真实验,验证了模型分析方法具有很好的准确性,并讨论了算法以及MAC协议参数设置对网络性能的影响.     

提高移动站点综合节能性能的新算法及性能分析

为减少移动站点(MS)的平均能耗(AEC)和其接收数据帧的平均等待时间(AWT),在分析IEEE802.16e规定的节能算法的基础上提出了一种休眠窗口的混合增长算法.该算法通过改变休眠窗口的增长速度,提高了移动站点节能综合性能.通过与IEEE802.16e规定的节能算法的对比分析和实验仿真验证了该算法的良好性能,并进一步考查了休眠模式中参数对算法性能的影响,有助于参数值的选取.结果表明:混合增长算法可以在获得更好节能特性的同时大大减少平均等待时间,尤其在到达率较低时,混合增长算法的平均能耗比指数增长算法降低15%～20%,平均等待时间减少50%～70%.     

基于IEEE1641标准的自动测试系统体系结构

基于IEEE 1641标准的自动测试系统体系结构代表了自动测试系统软件的最新发展,建立符合IEEE1641标准的自动测试系统大大提高了软件的可移植性和仪器互换性;在分析ATLAS标准的基础上,提出了按照ATLAS的替代标准IEEE1641组建自动测试系统的必要性和优越性;介绍了IEEE1641标准的层次结构以及符合标准的ATS体系结构,尤其是基本信号组件BSC和测试信号框架TSF在基于信号面向UUT的自动测试系统的实现方法;通过实例说明了基于IEEE1641标准构建基于信号、面向UUT的自动测试系统的实现方案。     

Modeling finite buffer effects on TCP traffic over an IEEE 802.11 infrastructure WLAN

The network scenario is that of an infrastructure IEEE 802.11 WLAN with a single AP with which several stations (STAs) are associated. The AP has a finite size buffer for storing packets. In this scenario, we consider TCP-controlled upload and download file transfers between the STAs and a server on the wireline LAN (e.g., 100 Mbps Ethernet) to which the AP is connected. In such a situation, it is well known that because of packet losses due to finite buffers at the AP, upload file transfers obtain larger throughputs than download transfers. We provide an analytical model for estimating the upload and download throughputs as a function of the buffer size at the AP. We provide models for the undelayed and delayed ACK cases for a TCP that performs loss recovery only by timeout, and also for TCP Reno. The models are validated in comparison with NS2 simulations.