分忙闲站点的限定(K=2)轮询控制系统分析研究

为了保障系统公平性并提高轮询控制系统的工作效率,提出了区分忙闲站点的限定(K=2)轮询控制系统。系统在限定(K=2)轮询服务的基础上,依托站点忙闲状态,采用并行调度控制方式仅对有数据分组的忙站点提供发送服务。采用概率母函数和嵌入式马尔科夫链的方法建立了系统的数学模型,并精确解析了系统平均排队队长和平均等待时延等重要性能参数。仿真实验结果表明:理论计算值与模拟仿真值近似相等,说明理论分析正确合理。该模型既能保障系统公平性,又能避免对空闲站点查询,同时还能节省转换查询时间,从而提高了系统利用率和工作效率。与已有限定(K=1)轮询控制方式相比,所提系统具有更好的QoS保障。     

依托站点状态的两级轮询控制系统时延特性分析

基于区分业务优先级和提高系统时延性能的网络需求,提出了依托站点状态的两级轮询控制系统.系统在混合服务两级轮询模型的基础上,根据站点缓冲区状态采用并行调度方式仅对有数据分组的活动站点提供服务.该模型既能满足区分站点优先级的需求又能避免空闲查询,从而提高系统利用率、降低等待时延.采用嵌入式马尔科夫链和概率母函数的方法对该系统建立数学模型,对系统平均等待时延特性进行了精确解析.通过理论计算与仿真实验结果的对比验证了理论分析的正确性,与已有两级轮询系统相比,具有更好的时延性能.     

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。     

机载自组网信道占用统计预测机制

在机载自组网随机竞争类MAC协议中,信道忙闲程度可以作为不同优先级分组接入信道的阈值,通过限制低优先级业务的接入,保证高优先级业务的QoS,从而克服重负载下分组盲目接入信道导致网络性能恶化的问题。提出一种信道占用统计预测机制,在对信道忙闲程度等级划分的基础上,采用滑动窗口机制、加权-马尔科夫链预测模型,通过统计信道负载的历史信息,将负载的多步预测值和真实值的差值作为当前时刻预测值的修正,以当前时刻信道负载的预测值判定信道忙闲,从而为不同优先级分组接入信道的阈值设置提供理论依据。仿真结果表明,该机制对信道负载的正确预测率在90%以上,能够为多优先级业务提供区分服务,并且可以明显改善随机竞争类协议在重负载下的性能。     

无线局域网中动态优先级轮询控制系统分析

论文根据IEEE802.11PCF协议轮询机制的实时特性,以基本业务群(BSS)内站点(STA)的分组数为基础,提出了一种基于优先级的动态轮询协议。阐述了该协议的基本结构以及实现算法,并对协议性能进行分析。同时也给出了计算机仿真结果,实现了对原有轮询机制性能的改善。     

支持VoWLAN的PCF轮询调度算法研究

就802.11 WLAN中MAC层点协调功能（PCF）状态下点协调器（PC）对各个站点分配媒体访问权的轮询机制进行分析并加以改进,通过引入不同优先级的业务区分机制,提出一种新的轮询调度算法,从而提高站点数据接入服务的性能,以满足VoIP over WLAN应用的QoS需求。     

完全服务和非对称门限服务两级轮询系统特性分析

区分优先级的轮询服务一直是研究人员讨论并探索的热点,本文则是采用了对称性与非对称性相结合的区分优先级的两级轮询服务模型.系统依托并行方式的处理模式,既提高了轮询系统的利用率,也降低服务器在查询转换期间所耗费的时间.并且运用马尔科夫链和概率母函数的方法建立了轮询系统的数学模型,通过对数学模型的解析精确地给出了两级非对称服务系统平均排队队长及查询周期的表达式.同时,根据系统终端循环周期的二阶特性量近似相等的方法,针对两级非对称模型给出了一种平均等待时间的近似解析式.     

动态调整调度配额的TCSN调度算法*

针对列车控制与服务网（TCSN）的区分服务需求,进行了调度算法研究,提出了一种基于动态调整调度配额的算法DWDRR。该算法在原有的WDRR（加权差额轮询算法）算法基础上增加了调度配额的计算,并根据队列的数据流量到达率、时延优先级、丢包优先级和网络的当前状况综合地决定各个队列的调度配额,实现比例公平的调度。并通过仿真分析证明该调度算法可以根据各队列在不同网络状态下流量到达率、优先级动态地决定队列的调度配额,从而满足TCSN根据不同到达率、优先级进行区分服务的需求。     

基于SNMP的自陷的传递轮询算法

提出了一种基于SNMP网管系统的自陷的传递轮询算法TTP。该算法对传统的自陷的轮询算法进行了改进，引入了传递和分组的思想，在每个分组内部由被管设备的代理来控制轮询数据报的传递，减轻了在轮询过程中管理站的工作，有利于提高大型网络网管系统的工作效率。     

一种应用于Ad Hoc无线局域网的预约多址协议

本文通过对AdHoc无线局域网的预约多址(PRMA)控制方式进行了分析,即通过一个中央站点依次轮询各站点传输信息,采用嵌入Markov链和概率母函数的分析方法,给出了轮询系统的数学模型。然后给出一种轮询调度策略的改进方法,将传输服务与转移查询做了并行处理,给出系统平均排队队长的精确解析,通过仿真实验讨论了改进方法对网络性能的提高。     

Toward low CPU usage and efficient DPDK communication in a cluster

In recent years, DPDK (Data Plane Development Kit, a data plane development tool set provided by Intel, focusing on high-performance processing of data packets in network applications), one of the high-performance packet I/O frameworks, is widely used to improve the efficiency of data transmission in the cluster. But, the busy polling used in DPDK will not only waste a lot of CPU cycles and cause certain power consumption, but also the high CPU usage will have a great impact on the performance of other applications in the host. Although some technologies, such as DVFS (dynamic voltage and frequency scaling, which is to dynamically adjust the operating frequency and voltage of the chip according to the different needs of the computing power of the application running on the chip, so as to achieve the purpose of energy saving) and LPI (low power idle, a technology that saves power by turning off the power of certain supporting circuits when the CPU core is idle), can reduce power consumption by adjusting CPU voltage and frequency, they can also cause performance degradation in other applications. Using thread sleep technology is a promising method to reduce the CPU usage and power consumption. However, it is challenging because the appropriate thread sleep duration cannot be obtained accurately. In this paper, we propose a model that finds the optimal thread sleep duration to solve the above challenges. From the model, we can balance the thread CPU usage and transmission efficiency to obtain the optimal sleep duration called the transmission performance threshold. Experiments show that the proposed models can significantly reduce the thread CPU usage. Generally, while the communication performance is slightly reduced, the CPU utilization is reduced by about 80%.

     

WSN-UAV基于FPGA的异步带优先级数据转发轮询控制系统

在林、农作物监测作业中,可通过散布无线传感器节点形成的自组织WSN收集作物环境信息。将UAV应用于分簇式WSN作为移动的数据收集节点sink时,UAV不仅需要转发各簇首节点的信息,还需转发自带传感器检测到的重要信息。为了保证UAV传感器检测信息及时转发,并进一步降低簇首节点能耗,延长WSN网络寿命,提出异步带优先级的数据转发轮询控制系统方案,应用马尔可夫链和概率母函数进行建模以分析系统性能。用自带异步读写FIFO功能的FPGA作为主控器件,基于FPGA设计该轮询系统硬件电路结构,验证了该轮询控制系统的可行性和高效性。实验结果表明,该方案能保证UAV及时转发重要数据,缩短服务延迟,提高WSN能耗效率,优化系统性能。     

连续时间两级完全轮询接入MAC协议分析

针对物联网中优先级业务和实时性的需求,提出一种连续时间两级完全轮询接入MAC协议.在连续时间的基础上,将用户划分为优先级用户和普通用户,采用完全服务规则对用户提供服务来降低平均等待时延.当优先级用户向普通用户切换时,将服务时间和切换时间并行处理来提高系统的服务效率.使用随机过程和概率母函数的方法建立数学模型,对该协议用...     

无线局域网多机器人系统轮询MAC协议研究

多机器人系统是一个结构复杂的团体,为了实现机器人之间的高效合作,必须解决机器人间的信息交互问题,提出将无线局域网的多机器人系统与轮询系统结合的MAC（multiple access control）协议。首先,研究MAC协议中PCF（point coordination function）访问机制,建立轮询系统模型,将该模型应用于多机器人集中式体系架构中,并对其数据传输方式进行分析;推导了门限、完全、限定K=1机器人系统信息传输的平均排队队长、时延、轮询周期的表达式;最后通过MATLAB及ROS系统对三种系统的理论值和仿真值进行分析比较。结果表明,该多机器人系统的信息传递率随着到达率的增加而显著增加。综合对比实验结果,在保证公平性的前提下,门限服务系统在加速信息处理速率、改善系统性能方面比其他两种服务策略更加稳定;在机器人增加时,完全服务系统在信息处理速度上较其他两种服务更好。     

基于CPU因子影响的二次调度算法

在航天器型号设计阶段需要利用高性能计算系统开展大量的仿真分析工作,昂贵的许可证资源使用极其紧张,作业计算效率低.针对高性能计算系统中现有作业派发机制未动态考虑高性能运算主机空闲状态的缺陷和不足开展研究,基于资源调度软件Platform LSF,结合航天器仿真分析特点,提出一种新的思路,设计并实现一种新的基于CPU因子（CPU Factor）影响的二次调度算法,CPU因子用于区分不同机器的相对运行速度,仿真结果表明算法能够有效提升作业计算效率,缩短许可证资源占用时间.实际案例说明算法具备推广应用的可能,一定程度的提高了许可证资源利用率,满足了航天器仿真分析过程中对于成本控制和资源精益化利用的实际需求.     

Modelling and performance analysis of an adaptive state-transition approach for power saving in Bluetooth

In this paper, an approach is developed to improve the power efficiency of Bluetooth. The better efficiency is achieved by reducing the unnecessary polling operations in the Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) controllers. An analysis of the current low power modes in the Bluetooth BR/EDR controller indicates that their activation requires a critical and challenging parameter negotiation phase. These parameters have a wide range of choices and as a result the associated low power modes are typically ignored by the Bluetooth application developers. The new approach is based upon multiple polling intervals. It is shown that three different polling intervals: small, medium and large are sufficient for a broad range of data traffic scenarios. As the kernel idea, each controller runs a common algorithm to choose among the three polling intervals and adaptively switches link state between the active data transfer state and idle. The state-transition rules are derived, and a system model is established based on the Hidden Markov Model (HMM), which is used to analyze and design the new Bluetooth link state-transition algorithm. The simulation and analysis demonstrates significant power saving and relatively low average end-to-end packet delay for this state-transition based approach, in comparison to the conventional polling system and the low power sniff mode. Moreover, the state-transition approach enables easier parameter setting that can be further optimized for a specific Bluetooth scenario.     

WSN中碰撞时长可变的三时隙P坚持CSMA协议分析

随机多址通信方式是计算机通信研究中不可或缺的一部分,针对传统的P坚持载波侦听多路访问（P-CSMA）协议对无线传感器网络（WSN）系统的传输控制并解决系统的能耗问题,提出了一种在WSN中碰撞时长可变的三时隙P-CSMA协议。该协议在传统的双时隙P-CSMA协议中加入了碰撞时长b,将系统模型改为三时隙模型,包含信息分组发送成功的时长、发生碰撞的时长以及空闲时长。通过建模分析了该模型下系统的吞吐量、碰撞率以及空闲率,发现通过改变碰撞时长可以降低系统的损耗。相比传统的P-CSMA协议,该协议使系统性能得到了改善,并使得在基于电池模型得到的系统节点的生命时长明显延长。通过分析,得到了本协议的系统仿真流程图。最后通过对比分析各个指标的理论值和仿真值,证明了理论推导的正确性。