卫星网络QOS监测技术研究

在卫星骨干网网关上部署开发高效可靠的监测方法对保证卫星网的正常运行具有重要作用.本文提出了一种可调的主/被动综合型监测系统,根据测量要求的置信水平和置信区间不同,通过反馈控制算法调整探测报文的发送间隔,可以得到各种级别和精度的卫星网络QOS参数.最后利用LEO卫星网络模型对该算法作了仿真试验,并取得了较为满意的效果.     

背景流量仿真及其在卫星网络性能分析中的应用

研究表明网络流量具有自相似特性,而自相似网络流量的生成是网络性能分析的一个关键环节,为此设计了一种生成网络背景流量的方法。在VC++环境中对该方法进行了仿真,验证了其有效性。进一步将该方法应用于卫星网络仿真,对卫星网络端到端的延迟进行了初步分析,结果表明网络流量的突发特性影响着卫星网络的性能,这是在进行卫星网络路由优化与流量分配时需要考虑的因素。     

移动卫星网络中的最短路径算法研究

移动卫星网络的拓扑时变性对其最短路径求解带来新的问题。文章利用提出的移动卫星网络模型,证明了基于传统网络的最短路径算法在移动卫星网络中使用存在局限性,提出了一种适用于移动卫星网络的最短路径求解方法和优化算法,并进行了仿真验证。     

基于事件驱动和最小延迟融合路径的无线传感器网络突发事件监测研究

针对无线传感器网络应用于突发事件监测场景的能量消耗和网络延迟问题,提出了基于事件驱动和最小延迟融合路径的无线传感器网络数据融合算法.其中,动态成簇过程基于事件严重程度,并由其决定簇的生命周期和覆盖范围;融合节点等待时间取决于节点到簇头的跳数和节点的度,通过计算每个节点的融合等待时间,以获取最小延迟融合路径.仿真实验表明,该算法能有效节省能量,且能显著减少网络延迟,为无线传感器网络应用于突发事件监测提供了一种适用的方法.     

非固定连接卫星星座路径选择算法稳定性分析

与传统的相对固定的卫星网络拓扑不同,基于非固定方式连接的卫星网络,由于具有更加灵活的网络组织方式,以及卓越的抗毁性等优点,正在被越来越多地研究.针对这种网络,首先进行了抽象化的表述:通过最短路径算法递归搜索整个问题空间从而得到全状态空间,并且对链路切换这一概念给出了严格的数学定义.基于此种抽象化的过程,对问题空间赋予3种不同的权值,分析比较了各种权值在最短路径算法下的稳定性,用计算机仿真结果进行比较,论证了理论分析的正确性,为探索非固定方式连接的卫星网络算法移植的可能性进行了尝试.     

基于OPNET的自相似网络仿真号性能分析

针对实际网络测量显示,网络业务呈现自相似性,对网络的性能产生了极大的影响.介绍了基于OPNET的网络仿真的具体方法和步骤,通过不同条件下对网络的模拟,收集了影响网络性能的一些关键性指标,并进行了仿真,结果表明,负载越大,平均排队延迟越大,自相似业务对网络性能产生了影响;并且通过仿真结果延迟和负载的变化来着重分析了网络性能在具体网络设计中的影响.     

DiffServ中动态优先级调度算法的延迟分析

通过对DiffServ体系的4种优先级队列和优先级调度算法的分析,得出了动态优先级调度算法可以解决IP分组转发时的公平性问题。但随之而来的问题是IP分组转发时的超延迟现象。在确定出较精确的延迟门限标准和具体的实现方法后,得出动态优先级调度算法使IP分组的转发不会超出延迟门限。从仿真实验表明,动态优先级调度算法在一般的网络环境和条件下,4种优先级队列分组的公平性转发能够提供QoS保证。     

无线传感网中延迟受限的生命周期最大的数据收集算法

无融合数据收集是无线传感网络中最重要的技术之一.在持续实时的监测应用中,网络生命周期和网络传输延迟是衡量数据收集性能的两个重要指标,已有的研究大多侧重于某单一性能指标,而较少关注多性能的折衷优化.因此,本文研究了如何构造一棵延迟受限的生命周期最大的数据收集树,并将该构造问题形式化为一个整数规划问题,提出了有效的数据收集算法-EDG.该算法首先利用MITT方法构造生命周期近似最优的数据收集树,然后对“瓶颈节点”进行路径调整以使其满足延迟约束.仿真结果表明,与无延迟约束的MITT算法相比,EDG算法能在保证网络传输延迟的前提下,使其网络生命周期在大多数情况下达到MITT的90％以上.     

一种新的VoIP自适应缓冲算法

网络延迟与缓冲的矛盾是VoIP应用中的一个重要问题.介绍了VoIP应用中几种当前主要的缓冲算法,分别分析了它们的优缺点,提出了新的自适应缓冲算法,称为FISD算法,对现有的代表性算法以及FISD算法分别进行了仿真实验.结果表明,在网络延迟抖动较大时,新算法可以有效地提高语音质量.     

卫星网络的分布式层次故障管理模式研究

研究面向卫星网络的故障管理,针对卫星网络固有的特点,考虑星地通信具有的长延迟特性和卫星自主运行的需求,结合卫星网络管理中星簇的概念,提出一种基于管理星簇的分布式层次故障管理模式,通过对几种网络管理模式的性能指标的分析,为卫星网络故障管理所采取的模式提供理论依据,并通过仿真实验对分布式层次模式中的故障管理机制进行了性能分析.     

分布式星群网络中基于蚁群算法的通信量分类路由

给出了一种分布式星群网络(Distributed Satellite Cluster Network,DSCN)体系架构,阐明了DSCN拓扑变化的特点。在分析网络状态获取方式和路由计算方法的基础上,提出了一种适用于DSCN的基于蚁群算法的通信量分类路由(Ant Colony Optimization Based Traffic Classified Routing,ATCR)算法。ATCR算法将通信量分为时延敏感型通信量A、带宽敏感型通信量B以及提供尽力而为服务的通信量C,并对蚁群算法(Ant Colony Optimization,ACO)收敛慢的缺点进行了改进。仿真实验表明,ATCR算法提高了收敛速度,可以有效平衡网络流量。通信量A和C的端到端时延要小于未采用通信量分类的改进ACO算法。由于减少了重负载链路的数量及拥塞引起的丢包,ATCR算法在分组递交率上的表现优于改进的ACO算法。     

LEO卫星网络路由负载均衡方法研究

针对LEO卫星组网负载分布不均衡的问题,提出一种基于遗传算法与线性规划相结合的网络流量负载均衡方法,并设计相应的负载均衡算法。在NS2中对其进行仿真,结果表明该方法能够使网络流量在星间链路上均匀分布,有效地均衡网络负载,提高网络平均吞吐率。     

基于SDN网络大象流负载均衡算法研究

负载均衡算法是通过对网络中的流量进行调度来提高网络资源利用率,是计算机网络中的一个重要研究方向;针对网络中大象流导致的网络拥塞和老鼠流的排队时延等负载不均衡问题,提出了带宽和时延加权负载均衡(BD-WLB)算法来提高负载均衡性能,综合考虑了大小流之间的流量特征不同,改进了传统算法的路径计算方式;算法通过控制器来获取网络流量和状态信息;然后利用带宽和时延等网络状态参数来为大象流和老鼠流分别计算最优路径;采用P4语言来对数据平面转发流程进行优化处理;实验结果表明,在高负载状态时,BD-WLB算法相比于ECMP算法提高了38.4%的网络吞吐量和41.9%的链路利用率,降低了41.8%的网络时延;使网络资源得到了更好的利用,证明了BD-WLB算法的可行性和有效性。     

卫星移动通信网络切换算法的研究

低轨卫星移动通信网络在实现全球移动通信方面具有很大优势.切换方案对于控制低轨卫星网络通信时延,提高卫星网络服务质量和链路带宽资源利用率具有重要意义.深入分析了星地链路切换和重计算路由问题,提出了一种低轨移动通信卫星链路切换算法.仿真实验表明,提出的卫星链路切换算法有较小的端到端时延、较好的稳定性和可定制性.     

面向LEO卫星网的轻量级按需QoS源路由算法

接入卫星切换、流量分布不均匀和星上处理能力受限等因素使LEO卫星网的QoS路由面临巨大挑战。提出了一种引入移动代理技术的轻量级按需QoS源路由算法。首先结合星际链路队列占用情况设计了星际链路可用指数;接着基于卫星网承载流量分布特点提出了卫星可用指数;综合星际链路和卫星可用指数给出了移动代理迁移策略、星际QoS路由及其重建算法。仿真结果表明,提出的路由算法信令开销低,时延抖动、新呼叫阻塞率和切换呼叫阻塞率等QoS性能明显优于传统路由算法。     

基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由算法

针对NDN卫星网络内容传输时延高、丢包率高且请求命中率低的问题,提出了一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由算法,并命名为SNMcRA。基于SDN的集中控制与全局视图,通过建立多约束路由模型,将链路多约束信息与蚁群算法相结合以求解满足时延、带宽、丢包率多约束的代价最小路径,由节点在包转发的过程中动态完成转发表FIB和待定请求表PIT的构建。实验结果表明,该算法与DSP算法相比时延降低了35%,带宽利用率提升了29%,丢包率降低了17%,并且在请求命中率方面也具有显著优势。     

分布式网络性能监测代理自适应部署研究

分布式网络性能监测的关键问题是如何在管理域中的适当位置放置适当数目的代理,才能达到提高监测效率,减小额外监测流量和响应时间的目的。本文提出的算法是在管理员改变网络拓扑结构或者网络节点或链路失效时被启动,能够针对网络的变化自动地进行局部监测代理分布的调整,使监测系统恢复到近似最优状态。该算法使本监测系统具有良好的可扩展性和适应能力,仿真实验证明了算法的可行性。     

面向无线传感器网络不同业务的区分服务算法

针对无线传感器网络中不同等级业务在传输过程中对QoS的不同要求,提出了一种适合无线传感器网络中不同业务的区分服务算法——EMHNS算法。该算法根据不同等级的业务来选择合适的转发节点,从而保证实时业务传输的时延能够达到最小,而尽力而为业务传输时时延不是考虑的主要因素,在传输尽力而为业务的时候重点考虑网络能耗均衡。仿真结果表明,与定向扩散协议相比,该算法能降低实时业务的端对端延时,并使网络生存期得到提高。     

面向并发业务的卫星网络服务功能链优化算法

在空间信息网络中,卫星硬件在线升级难度大且并发业务数量多,导致现有服务功能链（SFC）映射算法的服务请求接收率降低且资源开销过大。利用流量缩放因子与虚拟网络功能间的依附关系构建SFC,以最小化处理请求时延与总资源消耗为目标,提出一种空间信息网络SFC映射算法。通过调整预测函数的权值来控制搜索范围,从而获得全局最优的快速映射方案,有效解决节点随机失效问题。仿真结果表明,与OMD算法相比,该算法在较高的并发服务请求下可使处理请求时延和总资源消耗平均降低19%和6%。