时间敏感网络的控制架构

分析了时间敏感网络控制架构的设计需求,从配置对象、架构模型、架构实现等3个方面指出了时间敏感网络（TSN）控制架构的发展现状和面临的技术挑战,围绕需求感知、策略计算、策略部署等核心功能重点研究了基于网关和统一架构的2种实现方式,给出了TSN控制架构的发展趋势,为TSN的应用与推广奠定技术基础.     

基于帧服务时延的拥塞控制算法

针对无线传感器网络介质访问控制(MAC)层存在的拥塞问题,提出一种拥塞控制算法。利用IEEE802.15.4协议MAC层帧服务时延对拥塞指示的有效性,在IEEE802.15.4协议的CSMA/CA算法中增加以帧服务时延为阀值的计时器,并根据计时器的值调整传感器节点的发射速率,可达到对MAC层拥塞进行控制的目的。仿真结果表明,与传统算法相比,网络中有40个节点时,新算法对网络拥塞大约有60%的改善。     

一种时间敏感网络GCL自适应调整算法

时间敏感网络（TSN）使以太网技术能够在具有严格时延限制的任务关键型系统中使用。目前在网络上进行部署的TSN大多是静态的,TSN设备无法对拓扑更改或流量的动态变化做出反应。针对上述问题,通过建立门控列表（GCL）模型,推导了理论上时间敏感流的端到端时延,提出了一种GCL持续时长自适应调整算法。根据TSN工作组提出的IEEE 802.1Qcc标准,为GCL的动态配置仿真实现了集中式网络控制器模块。集中式网络控制器管理网络上运行的应用并检测流量变化,之后根据提出的算法动态配置TSN设备,以保障时间敏感业务在流量发生变化时稳定可靠的传输。仿真结果表明,相比静态的TSN配置,使用GCL自适应调整算法后时间敏感流的平均时延满足率提升1倍以上。     

面向时延敏感业务的服务功能链部署

服务卸载和雾/边缘计算为解决云网络的延迟提供了新的范例。然而,目前关于服务卸载的研究大多考虑将正在运行的计算服务从手机或云网络卸载到雾/边缘计算网络。但是,在卸载的过程中,它会消耗额外的资源并影响用户的体验。因此,该文在部署服务功能链(SFC)时,考虑通过有效的在线博弈决策,将每条服务功能链的部分虚拟网络功能(VNF)卸载并部署到雾/边缘网络中,从而满足用户的时延要求。该文提出了一种基于服务卸载和在线博弈的最小化时延的服务功能链部署算法(DSFCD-SOOG),将有效的在线博弈和服务卸载决策相结合,在云雾计算网络中部署服务功能链,以减少服务功能链的端到端时延。最后,该文验证了DSFCD-SOOG算法在服务功能链部署中的资源效率、时间效率和阻塞率方面的优越性。     

时间触发以太网与时间敏感网络时钟同步失效对比分析

确定性网络技术逐步应用于航电、工业自动化、车载等任务关键系统,如时间触发以太网(TTE)、时间敏感网络(TSN)等,但时间同步技术是这类网络可靠运行的基础,目前缺乏量化分析模型以及不同协议时间同步服务可靠性对比分析。针对该问题,分析了上述两种协议时间同步过程,提炼出导致时间同步失效的因素,提出两种时间同步协议失效概率的评估模型,在此基础上对比分析了失效场景与失效概率,最后使用OPNET对两种时间同步协议的失效概率进行仿真,仿真结果与建模结果一致。该时间同步失效概率评估模型可供行业参考。     

网络时延测量技术研究

讨论端到端网络时延测量的关键技术和影响因素,给出了实现网络时延测量的几种方法,介绍了基于ICMP、TCP、UDP等几种网络通信协议的网络时延测量技术,通过对这些技术的分析,对各种各种测量方法做了比较.     

网络控制系统的时延特性分析

在网络控制系统中，由网络产生的信息传输时延对系统的控制性能有重大影响.时延会降低系统的控制性能，使系统稳定范围变窄，甚至可能使系统不稳定.首先概述了网络控制系统及固有的特点，随后深入分析了网络控制系统中时延产生的原因以及采用随机访问和调度两类访问方式的控制网络中时延特性，阐明了时延对系统性能的影响，并通过实例给出了系统稳定时延和采样周期之间的约束关系.该约束关系可作为选择采样周期的参考依据.     

IEEE 802.11 MAC帧服务时延分析和在拥塞控制中的应用

针对传统拥塞指示信号(例如平均队长)在无线自组织网络环境中不能有效指示网络拥塞的问题,分析研究了IEEE 802.11协议MAC帧服务时延(FSD),并给出了平均FSD与平均帧长、冲突概率以及饱和站数量之间的关系．分析结果表明:当站的传输概率大于临界值时,FSD随传输概率或饱和站数量的增加急剧增大,显示其对链路层拥塞较为敏感．最后通过仿真验证了FSD作为拥塞指示信号的有效性,与用平均队长指示网络拥塞的方法相比,FSD更能有效的指示网络拥塞,当与TCP协议配合时,能显著改善TCP连接的吞吐量,降低丢包率．     

一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法

基于分时长期演进(TD-LTE)4G无线通信技术,研究了TD-LTE帧同步工作机制,将绝对时间与TD-LTE系统同步帧结构映射,提出了一种基于TD-LTE帧同步的电网时间同步方法,设计了时延补偿机制,以修正无线传播多路径造成的时延偏差,提高授时精度.通过搭建试验平台实测分析,验证了该方法的可行性,无线授时系统的时间同步精度可达亚微秒量级,可满足配电网各类业务需求.     

一种改进的网络时延预估方法

针对网络控制系统中网络时延的预测问题进行了分析,在平均时延窗口-ADW预测方法和BP神经网络预测方法的基础上,提出了BP-ADW预测网络时延的方法,仿真结果证明该方法可行,尤其在网络发生突变时效果要好于平均时延预测方法.     

结合三帧差分法和混合高斯模型的运动目标检测

鉴于传统的三帧差分法(TFDM)在检测结果上有检测目标不完整的问题,提出了一种将TFDM与混合高斯模型(GMM)相结合的运动目标检测方法(TFDMGMM算法)。该方法用多个GMM的加权表示每一个背景像素,再结合TFDM判别是前景还是背景。实验结果表明,与单独的TFDM和GMM算法相比,既能得到相对完整的运动目标,又能减小噪声等外部干扰带来的影响。     

无线传感器网络的时间同步

在无线传感器网络中,时间同步是十分必要的,但是由于无线传感器网络有限的电池能量,存储以及带宽限制等因素的存在,使传统的时间同步算法不能适应于传感器网络,本文给出了专门用于传感器网络的几种时间同步算法,对比了各种算法的优缺点和应用环境的限制。     

基于MIC-SSA-SVM的时间敏感网络配置可行性检测

时间敏感网络(TSN)通过精准的时钟同步、高精度的流量调度和智能化的网络管控机制实现多业务流混合传输.高效的网络配置检测技术是网络安全稳定运行的关键保障,它可以快速检测网络配置是否可行,降低网络运维成本,提高网络使用效率.为了提高TSN网络配置检测的效率,本文提出一种基于特征优选和麻雀搜索算法优化支持向量机的算法模型(MIC-SSA-SVM).文中首先采用最大信息系数(MIC)来评估特征的相关性,进行特征优选.接着,选择SSA来对SVM的惩罚因子C与核参数g进行优化,并利用优化后的SVM算法模型实现TSN网络配置可行性检测.实验结果表明,相比于现有算法,所提出的模型在检测TSN网络配置可行性方面更加高效,分类准确率能达到97.6%.而且模型收敛速度快,寻优能力强.     

长时延网络控制系统的H2／H∞混合控制

提出了具有长时延的网络控制系统的一种新模型,利用信息接收缓冲区将不确定的长时延转变成在几个确定时延间进行转换,从而将延迟扩大化的程度减小。根据离散马尔可夫跳跃线性系统理论,提出了网络控制系统的H2/H∞混合控制问题,得到通过求解线性矩阵不等式来获得鲁棒均方稳定的跳跃反馈控制器的设计方法,设计出的控制器计算简单且易实现。将结论应用到三容系统中,仿真结果表明了此方法的有效性和优越性。     

一类带有时延的非线性网络控制系统的镇定

研究了一类非线性网络控制系统的镇定问题。利用一种新方法描述通讯网络有限传输能力所导致的时延,由T-S模糊模型和平行分布补偿技术建立了带有时延的非线性网络控制系统的模型。通过采用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技术,得到了系统随机稳定的充分条件,并给出镇定控制器的设计方法。     

长时延网络控制系统的H_2/H_∞混合控制

提出了具有长时延的网络控制系统的一种新模型,利用信息接收缓冲区将不确定的长时延转变成在几个确定时延间进行转换,从而将延迟扩大化的程度减小。根据离散马尔可夫跳跃线性系统理论,提出了网络控制系统的H2/H∞混合控制问题,得到通过求解线性矩阵不等式来获得鲁棒均方稳定的跳跃反馈控制器的设计方法,设计出的控制器计算简单且易实现。将结论应用到三容系统中,仿真结果表明了此方法的有效性和优越性。     

基于Fuzzy预测器的非线性网络控制系统的时延补偿

网络控制系统中时延是影响控制性能的一个主要因素，本文提出了一种基于Fuzzy预测器的非线性网络控制系统的时延补偿方法。首先通过输入输出缓冲使时延固定，然后以对象的数学模型为基础对时延进行预测，通过Fuzzy控制器、观测器和预测器得到经过时延补偿后的控制量，最后采用分离性定理证明了基于模糊观测器、预测器及控制器设计的闭环控制系统的稳定性。仿真结果验证了算法的有效性。     

时间敏感下供应链研发决策优化研究

一个单一零部件供应商（cs）和一个总装制造商（AM）构成一个制造供应链,双方合作研发一种处于成长期的产品,在新产品的上市时间不仅影响产品的市场需求、产品的市场价格,还影响产品的研发成本的情况下,研究供应链整体的最优响应策略,以及分散决策下供应链的协调问题。通过比较分散决策和集中决策下供应链上各企业的利润,提出了价格补贴策略,用博弈论的方法探讨了博弈均衡存在的条件,并得到了可以实现供应链Pareto改进的有效研发合作方案。最后结合一个汽车行业供应链实例进行了数值分析,进一步验证了研究结论的正确性。     

基于时延补偿的网络控制系统调度策略研究

针对网络控制系统中时延和调度两个基本问题进行了相关研究，设计了一种基于模糊理论的时延补偿器，并在此基础上讨论了网络调度的优化方法。     

网络控制传输时延的补偿控制方法研究

针对网络控制系统具有不确定时延的特性,利用广义预测控制算法对不确定时延的超强适应性,同时结合缓冲区、事件时间混合驱动以及时间标志信息提出一种解决网络随机传输时延、时序错乱和数据包丢失的综合补偿控制方案,从而有效地克服系统在实际运行过程中存在的不确定性问题,取得了很好的控制效果．仿真结果验证了该方案的有效性．