5G切片架构下具有重传机制的轮询系统研究

面对海量应用场景及客户需求,传统的轮询系统方案不能满足轮询系统中每个站点所需要的服务质量要求。为降低系统时延,适应更大的网络规模,提出基于5G网络切片的轮询方案。将5G网络切片划分为增强型移动带宽切片、海量机器通信切片和高可靠低时延通信切片,再将这3类切片各自划分出N个更低层子切片,构建3个独立的具有重传机制的完全服务轮询模型。信息分组按照先进先出的规则进入各子切片,由通用服务器进行统一发送。在此基础上,采用概率母函数及马尔可夫链建立非理想信道环境下基于5G网络切片架构的轮询系统数学模型,推导系统平均排队队长和平均等待时间的精确表达式,进行信息分组出错概率和重传阈值与轮询系统性能之间的定量关系分析。基于Matlab的仿真实验结果证明了该模型的正确性,其较重传门限服务时延更少,能够为非理想信道环境下基于5G网络切片架构的轮询系统分析提供一种快速评估机制。     

网络控制系统中不同节点驱动方式的时延研究

在建立网络控制系统模型时,节点驱动方式的不同,对整个系统的实时性、稳定性以及鲁棒性等理论研究产生很大影响;通过分析网络节点在四种驱动方式下的动作时序和数学模型,用MATLAB/TrueTime仿真工具箱仿真测试了不同驱动方式在不同延时条件下所表现的特性:小时延情况下,事件驱动的网络控制系统性能优于时钟驱动的网络控制系统性能,而当网络负荷较重,尤其出现大时延时,采用时钟驱动的网络控制系统配合先进预估控制策略,将会得到较好的系统性能。     

无线局域网中时延感知的电源管理策略

因为移动需求,无线局域网的节点大多采用电池供电,节能对延长节点的工作时间极为重要.IEEE 802.11标准提出了电源管理策略,即允许无数据传递任务的节点进入体眠模式以节省能耗.对上述策略进行建模与分析,导出了数据包传递时延、节点的连续休眠次数、活跃时间以及节点在活跃与休眠模式之间的切换次数等指标,提出了适用于IEEE 802.11基础设施无线局域网的时延感知的电源管理策略并对之进行数值分析,这种方案可以让节点寻找到最优的休眠时间长度以使能耗最低且满足给定的时延约束.     

基于排队模型的无线局域网性能分析

对G/G/∞排队模型的队列服务时间进行修正,推导出正确的发送概率。利用修正模型分析非理想信道下的IEEE 802.11分布式协调功能无线局域网基本访问机制和RTS/CTS访问机制的饱和吞吐量,并计算出非理想信道下的平均分组时延。通过NS仿真验证该方法的正确性。     

低时延的无线传感器网络数据融合算法

由于网内数据融合过程中融合节点在等待其孩子结点传输数据的时间对数据融合过程有很大影响,为减少此等待时间,降低整体的融合时间,提出一种改进的数据融合算法.该算法根据节点的传榆范围,一个簇被分为多个区域,每个节点根据自己所处的区域选择多跳或单跳通信方式向簇头传输数据,减少了等待时间.仿真结果表明,该算法可以降低数据融合时间,减少网络时延.     

基于最近邻聚类支持向量机辨识的电弧炉电极逆控制

基于核函数的支持向量机(support-vector-machines, SVM)与三层神经网络等价关系, 构造基于SVM的多变量阶时延逆系统实现对原系统的伪线性化解耦, 提出最近邻聚类的SVM模型辨识算法, 设计了一种带前馈的参数自适应PD调节器和SVM逆控制相结合的控制策略. 通过对典型的MIMO离散非线性可逆系统和电弧炉电极系统的仿真研究, 表明该控制策略对于数学模型未知的不确定系统, 只需要一定量的输入输出数据作为样本学习, 就可实现对系统逆模型的高精度逼近, 控制系统具有良好的动态响应和跟踪精度. 当模型严重不确定、参数摄动、有外界干扰时, 系统具有很好的抗干扰能力和鲁棒性.     

一类具有数据包丢失的长时延网络控制系统的分析与设计

针对一类网络控制系统,其网络诱导时延大于采样周期且存在数据丢包,研究了其稳定性和控制器的设计.在控制器端设计了一个状态预测器,其预测状态根据传感器的数据进行更新,然后用来确定控制作用.分析了预测误差的收敛性,证明了分离原理是成立的,并依据分离原理分别设计了状态预测器和控制器,给出了参数化设计方法.仿真例子验证了方法的有效性.     

网络控制系统时延分布研究

时延是控制网络性能分析中最重要的一个因素.针对网络控制系统中最常用的拓扑结构和数据特性,基于统计网络演算,得出了系统在不同调度策略下的时延模型.利用该模型计算了控制网络中实时数据的时延分布和统计上界,并与确定性网络演算得出的时延上确界进行了比较,评价了该上确界的悲观程度.     

时延网络控制系统的H∞ 鲁棒预测控制

针对具有输入约束和外部扰动的不确定长时延网络控制系统(NCSs),研究了H_∞鲁棒预测状态反馈控制律的设计问题.基于预测控制的滚动优化原理,导出了闭环NCS渐近稳定且具有鲁棒性能指标上界的充分条件,给出了状态反馈控制律的设计方法.最后,通过仿真研究验证了所提出方法的有效性.     

基于Matlab的网络控制系统仿真平台

为了在不同网络情况下对NCS性能进行比较,并且能够方便控制算法研究,建立了功能完善的网络控制系统（NCS）平台。对Matlab／TrueTime主要特点进行了分析,并利用其核心模块和网络模块,建立了一种NCS仿真模型;详细介绍了基于TrueTime网络仿真环境下NCS仿真模型的构建方法,并针对网络传输中出现的问题进行了实验研究和全面分析,对NCS的时延和丢包实验进行了深人地分析。实验结果表明该平台为NCS研究提供了便捷的途径。