自相似环境中端到端延迟上界

论文对网络队列系统性能定量分析新型数学工具——网络微积分学进行了归纳和总结,利用网络微积分学证明了利用分形漏桶整形器对自相似业务进行整形不会增加网络端到端延迟上界,计算了通用处理器共享下以分形漏桶包络轨迹为到达曲线和以速度等待时间函数为服务曲线的端到端延迟确定性上界。     

无线传感器网络通信性能确定上界研究

无线传感器网络一般具有实时性,其端到端通信性能上界研究具有重要意义.基于确定性网络演算理论,对无线传感器网络为保证实时数据优先的数据转发调度策略进行了性能分析与评价.建立了基于确定性网络演算的端到端通信性能分析模型,经过理论分析得到了无线传感器网络节点的数据队列上界、端到端数据流的延迟上界以及端到端数据流的延迟抖动上界.仿真结果表明基于网络演算理论的无线传感器网络性能上界均在理论计算的上界范围之内.本文的研究使得对无线传感器网络通信性能的研究更符合完备性的要求.     

基于网络演算的簇树WSN性能上界分析

为保证WSN的服务质量(QoS),需精确求解其性能上界。对进入WSN节点的数据流进行漏桶管制,节点为数据流提供基于速率-延迟模型的服务保障,在已有簇状拓扑WSN性能模型研究基础上,利用确定性网络演算理论推导簇树WSN节点的有效带宽、缓冲区队列长度上界和数据流端到端延迟上界。     

基于网络演算的网络控制系统确定性延迟模型

延迟对网络控制系统（NCS）的研究有着重要的影响．针对控制网络的特殊性,总结、拓展了网络演算理论,结合控制网络拓扑结构以及数据调度策略,得出了基于网络演算理论的NCS网络一般性延迟模型及延迟上界,使得对NCS确定性延迟的研究更符合完备性的要求．     

基于网络演算的CAN总线延迟上界计算方法

以网络演算为理论工具,提出一种基于网络演算的CAN总线延迟上界计算方法.参考漏桶模型,建立了CAN总线的到达曲线模型,参考速率延迟模型,建立了CAN总线的服务曲线模型,推导得出了CAN总线延迟上界的计算式.通过仿真实验得到了各个数据帧的到达曲线、服务曲线和延迟上界,验证了所提方法的有效性,该方法具有输入参数少、计算量小和求解速度快的特点.与相关研究比较分析,该方法综合考虑了总线通信速率和各个数据帧的优先级、产生周期和数据长度对延迟上界的影响,因而具有更好的适应性和通用性,可以为CAN总线系统分析、设计与优化提供理论依据.     

抗干扰通信网端到端延迟上界仿真分析

考虑到通信网端到端的延迟抖动模式,为了降低数据传输耗时,进行抗干扰通信网端到端延迟上界仿真分析.根据MAC层中协议,计算抗干扰通信网端到端延迟,确定上界以及通信网端到端延迟抖动上界,在通信网式中模型中,引入漂移因子,完成通信网端到端延迟上界演算过程,实现抗干扰通信网端到端延迟上界仿真分析.仿真结果表明,上述方法的数据传输丢包率实验结果、通信网模型构建开销实验结果以及通信网模型构建与数据传输仿真耗时比重均较优,可为日后的通信网端到端服务提供参考.     

多媒体无线Mesh网基于机会路由的网络编码

采用机会路由下无线Mesh网络的链路吞吐量模型,利用确定性网络演算工具,得到无线Mesh网络节点数据积压的上界以及端到端数据流延迟和抖动的上界;然后设计满足多媒体服务质量的确定性网络编码（DNC）,提出ETC作为确定机会路由中编码节点的指标,在节点数据积压未达到上界时,编码节点采用线性网络编码,提高网络的性能;提出ETP作为机会路由中选择候选节点的指标,主要考虑端到端的延迟和延迟抖动确定接收数据的候选集。仿真结果表明可以达到较好的效果。     

基于SP调度策略的簇树型无线传感网络QoS上界研究

为了改善无线传感网络在最坏条件下的网络服务质量（Quality of Service, QoS）,本文将严格优先级（Strict Priority, SP）队列调度引入簇树型无线传感网络中,分析SP队列调度对网络中数据流获得的保证服务的影响,并利用网络演算推导簇树网络中各深度路由节点的时延上界、缓存上界及网络的端到端时延上界。通过实例分析,表明SP队列调度能够有效减小网络的最大端到端时延。     

基于多链路分组技术的AFDX网络延迟

应用网络演算(Network Calculus)理论中到达曲线和服务曲线,研究AFDX网络延迟包络,发现流的序列化是获得更紧致上界的重要因素,基于这一事实提出多链路分组技术。最后通过实验表明使用多链路分组技术能够获得更紧致的延迟上界,是一种分析AFDX网络确定性的有效方法。     

基于统计网络演算的融合网络网关节点时延性能研究

为分析融合网络网关节点统计时延性能,根据最小加代数理论中的统计网络演算的相关知识,提出了一种基于改进的GPS调度系统模型,然后利用网络演算理论求解出网关节点统计时延上界。数值结果分析表明,改进的调度模型有效地改善了自相似特性对网关延迟上界所造成的影响,与未改进的模型相比,网关统计延迟上界更具有良好的紧致性,为下一步由单节点扩展到端到端节点延迟上界研究提供了参考。     

基于网络演算的GPS系统性能边界模型与分析

网络演算是一种用来求解网络性能确定性边界问题的定量分析新工具。该文归纳网络演算基本理论,给出了基于漏桶调节器的通用处理器共享系统框架。基于网络演算推导并建立了该系统框架下的队列长度、延迟/延迟抖动以及有效带宽等性能边界模型。对它们进行了实例分析,结果表明,利用网络演算理论分析提供保证服务的网络性能边界问题时,具有较好的实用性和有效性。     

End-to-end QoS guarantees for a network based on Latency-Rate Max–Min service curve

Recently, a number of studies have been made based on the concept of Route Interference to provide deterministic end-to-end quality of service (QoS) guarantees. Nonetheless, these studies tend to confine to a simple scheduling scheme and study the traffic in a single-class environment or the highest priority traffic in a multi-class environment. This is rather restrictive. In this paper, we propose a new general service scheme to service flows. This scheme is represented by a Latency-Rate Max–Min service curve (LRMMSC). Subsequently, for a network of LRMMSC, we prove the existence of tight bounds on end-to-end queuing delay and buffer size needed for loss-free packet delivery, provided that all flows obey a given source rate condition in the form of their route interference. Our approach has two salient features: (1) the general nature of the concept of service curve enables the service scheme to be implemented by many well-known scheduling disciplines, (2) the general network model adopted with no constraints on the manner of packet queuing makes the results applicable to many complex networks. In addition, we have also derived a concise expression of end-to-end delay bound that depends only on the service offered to the buffers containing the considered flow. This is very useful in practice as the expression is simple and requires minimum amount of information input. Simulation experiments are conducted to verify the LRMMSC model. The analytical and simulation results exhibit close resemblance. In addition, the advantage of LRMMSC scheme in providing maximum end-to-end delay is also demonstrated.     

Non-asymptotic end-to-end performance bounds for networks with long range dependent fBm cross traffic

Fractional Brownian motion (fBm) emerged as a useful model for self-similar and long-range dependent aggregate Internet traffic. Asymptotic, respectively, approximate performance measures are known for single queueing systems with fBm through traffic. In this paper end-to-end performance bounds for a through flow in a network of tandem queues under open-loop fBm cross traffic are derived. To this end, a rigorous sample path envelope for fBm is proven that complements previous approximate results. The sample path envelope and the concept of leftover service curves are employed to model the remaining service after scheduling fBm cross traffic at a queuing system. Using composition results for tandem systems from the stochastic network calculus end-to-end statistical performance bounds for individual flows in networks under fBm cross traffic are derived. The discovery is that these bounds grow in O(n(logn)^1/(2-2H)) for n systems in series where H is the Hurst parameter of the cross traffic. Explicit results on the impact of the variability and the burstiness of through and cross traffic on network performance are shown. Our analysis has direct implications on fundamental questions in network planning and service management.     

基于双子代数理论的网络建模与分析

本文研究了双子代数尤其是极大代数理论在计算机网络建模与性能分析中的应用。采用极大代数分析了令牌桶的输入输出特性,得到了(b,ρ)令牌桶在极大代数下的状态空间方程组与传输矩阵;提出了基于极大代数的网络演算,定义了极大到达曲线与极大服务曲线,利用这两个概念得出了极大代数下有关延迟以及输出流突发性的定理。最后采用基于极大代数的网络演算对非抢占优先级多路复用以及保证速率服务器两个模型进行了分析,得出了两种模型各自在极大代数网络演算下的服务曲线。本文还把基于极大代数的网络分析方法与基于极小代数的分析方法进行了比较,阐明了基于极大代数方法的优点与适用场合。     

基于域内全局流标签的可扩展QoS模型

针对互联网现有服务质量(QoS:quality of service)模型的扩展性差、端到端延时高等问题,提出了基于域内全局流标签的QoS保障模型。该模型以WFQ队列调度模型为基础,采用域内全局流标签进行资源预留和路由转发,能够实现灵活的服务质量保证,具有更强的可扩展性。在此基础上,利用网络微积分理论对所提模型进行了端到端延时分析,给出了该模型端到端服务曲线和延时上界的表示式。理论分析和数值实验表明基于域内全局流标签的QoS保障模型具有比现有模型更低的端到端延时上界。     

LTE-A飞蜂窝网络自相似业务流的端到端时延边界分析

LTE-A是一种4G移动通信标准,可满足移动数据业务对传输带宽的要求。为解决移动通信网络中室内信号质量较差的问题,LTE-A标准采用飞蜂窝技术作为室内无线接入解决方案。针对LTE-A飞蜂窝网络的时延边界问题,运用随机网络演算方法分析业务流的自相似性质和MIMO信道的时变特性,构建了LTE-A飞蜂窝网络中自相似业务流的随机到达与随机服务模型。围绕所构建的到达与服务模型,运用有效带宽理论和chernoff界方法,给出了自相似业务流的端到端时延边界。NS3仿真验证表明,在信道带宽和业务流优先级等指标不同的情形下,所给出的理论端到端时延边界与仿真时延的偏差在2ms以内,较为准确有效,可为确保LTE-A飞蜂窝网络的服务质量提供依据。     

基于网络演算的网络资源预留方法研究*

研究了IntServ资源预留的实现方法,给出了网络有效带宽的计算方法.深入研究了网络演算在网络资源预留中的应用方法,推导出了基于端到端时延约束的有效带宽和基于缓冲区长度约束的等效容量计算公式,分析了给定到达曲线和服务曲线条件下网络性能的计算方法.通过具体的应用实例,验证了分析结果的正确性和有效性.