基于动态矩阵的随机时延丢包网络控制系统

针对网络控制系统(NCS)中存在的时延可能大于一个采样周期,以及网络传输存在丢包可能的情况,提出了改进的动态矩阵控制(DMC)算法,通过在线纠正系统的阶跃响应系数来处理时延造成的系统误差,并通过建立缓存器,当数据传输过程中出现丢包时利用动态矩阵算法计算控制量及未来输出预测值的冗余信息来替代丢失的实时信息,减少丢包对系统性能的影响.最后通过基于TrueTime的实时仿真系统研究,对比了不同时延及丢包率情况下改进算法与传统动态矩阵控制算法的效果,表明随着时延和丢包率的增大,改进动态矩阵算法的优势明显,从而验证了该方法的有效性.     

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。     

一种可提供绝对服务质量分级的优先调度算法

提出了一种能够提供端到端时延保证和满足丢包率要求的多优先级算法。该算法以分组头中记录的时延、丢包率、保证带宽为权重对分组进行调度,通过对信元的相对优先级及服务质量参数的加权算法,得到一种公平的满足绝对服务质量的算法。还能够使系统避免维护每个流的状态信息以及对单个流进行复杂的队列管理和调度,由此增加了系统的可扩展性。计算机仿真表明该算法具有较高的资源利用率,较低的端到端时延和时延抖动以及较低的分组丢弃率等特点。     

移动Ad Hoc网络中的可信路由机制研究

作为下一代网络发展趋势之一的移动Ad Hoc网络受到各种类型的安全威胁,灰洞攻击就是其中最常见的类型之一。仿真模拟了MANET环境下的灰洞攻击,即选择性丢包攻击对MANET性能的影响。从仿真模拟中可以看出灰洞攻击对于MANET的路由影响,不仅导致丢包率增加,而且会导致端到端时延方面的增加。基于信任度的定义,提出一种可信AODV路由协议（Trusted AODV Routing,TAR）,方案通过交换相邻节点的节点信任度,并计算路径信任度的方法,集合最短路径算法,从而选择合适的可信路径。通过性能分析,TAR协议在丢包率、端到端时延和路径建立时延方面,相比于AODV协议有明显的提高,能够有效地抵制灰洞攻击。     

一种双参数拓扑推测方法

针对采用单一性能参数推测网络拓扑结构算法的问题, 如有效性与网络负载有关以及测量节点性能参数时大多需要节点间时钟的同步等, 在现有的测量方法基础上, 提出了一种不需要节点间时钟同步可以测量端到端时延抖动和丢包相关性的紧接分组对序列测量方法, 同时设计了一种综合端到端时延抖动和丢包相关性的双参数拓扑推测算法, 该算法能够适应不同的网络负载环境。最后通过NS-2仿真实验验证了该算法的有效性和准确性。     

高速以太网时延仿真分析

随着以太网技术的不断发展,以太网已成为未来通信领域的核心技术之一。而影响用户业务体验服务质量(QoS)的参数通常包括时延、抖动、丢包率等。对于实时的语音和视频业务来说,业务数据的端到端时延则最为关键。主要在熟悉以太网标准的基础上,总结端到端时延的主要构成因素,对各个时延所占比重进行理论分析。最后对10G/100G以太网进行仿真模型设计,验证了理论分析的正确性。     

基于RED算法的非线性拥塞控制

由于RED算法是采用丢包率随平均队列长度线性变化的方法,因此导致网络在拥塞并不严重的时候丢包率较大,在拥塞比较严重的时候丢包率较小,拥塞控制能力较低。该文提出非线性平滑算法通过对RED算法的丢包率函数进行非线性平滑,在最小阈值时丢包率增长速度比较小,在最大阈值时丢包率增长速度比较大,有效地控制了平均队列长度,具有较好的拥塞控制能力。NS2仿真结果表明该算法对丢包率、端到端时延、吞吐量以及时延抖动等性能均有较明显的提高。     

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。     

VoIP中丢包隐藏技术研究

由于在“尽力型通信”中不可避免的传输错误（如丢包和时延），VoIP的语音质量会潜在地降低。在许多端对端VoIP系统中，语音的服务质量（QoS）很大部分地取决于丢包率和接收端的丢包隐藏算法（PLC）。文中论述了丢包的原因．对当前普遍采用的几种丢包隐藏技术进行了初步分析并进行了比较。     

基于RTP的MPEG-4视频传输

在简述RTP协议原理和MPEG-4编码特性的基础上提出了适用于MPEG-4视频传输的RTP载荷格式及组包算法,同时具有传输的高效性和丢包的鲁棒性。并采用基于RTP／RICP的端到端反馈拥塞控制,使整个传输过程既能充分利用带宽又不引起网络拥塞,从而减小时延,降低丢包率。实验证明提出的基于RTP的MPEG-4传输方法能获得良好视觉质量并充分利用带宽。     

An approach to compute and design the delay margin of a large‐scale matrix delay equation

A methodology to compute and design the delay margin (DM) of large‐scale linear time‐invariant systems is presented. Different from existing work, this methodology is scalable; does not impose restrictions on the system to be able to invoke simultaneous triangularization or simultaneous diagonalization; and sheds light on how the finite number of delay‐free system eigenvalues can be effectively utilized to compute or design the DM.     

航班延误树的构造与波及分析

由于一架飞机在一天中要执行多个航班,各航班之间存在前后衔接关系,因此,一个航班的延误会波及到下游许多其它航班。重点研究飞机和机组资源对于航班延误与波及的影响,给出延误树的生成过程,通过初始航班延误的触发,动态建立以该航班为根结点的航班延误树,并根据统计结果给出相关量值。实例分析了初始航班延误发生的时刻、持续时间与波及的程度,以期辅助优化飞机与机组排班,减少航班延误。     

不确定LTI-SISO系统的低通滤波时滞观测器控制

合理利用时滞可能获得意想不到的性能.研究表明,系统的不确定性以及受到的外部 干扰可以利用时滞观测器来进行观测,从而实现系统的鲁棒控制.本文提出了一种低通滤波时 滞观测器.避免了常规时滞观测器控制中出现的控制信号颤振,得到了一种结构新颖的控制器. 仿真结果表明时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及受到的外部干扰,是一 种性能优良的鲁棒控制方法.     

基于关键飞行资源的航班延误波及DAG模型的研究

由于一架飞机和一个机组在一天中通常要执行多个前后衔接的航班,因此一个航班延误可能会导致下游多个航班发生延误.本文重点研究飞机、驾驶员机组和乘务员机组等关键飞行资源对航班延误波及的影响.首先根据航班计划和机组计划构建以一个初始延误航班为根顶点的全体下游航班DAG,然后给出算法以求解各顶点属性值,通过对初始DAG的顶点进行"染色"构造出航班延误波及DAG,得到完整的下游航班波及延误情况,结合提供的延误航班指数、延误时间指数等综合指标,为航班延误问题提供了有效的定量分析手段.最后,通过仿真计算和分析,提出预防和处理航班延误的建议.     

时滞控制及其应用

时滞控制研究的是如何有意识地、合理地在控制器中引入时滞来改善控制系统的性能, 主要由时滞滤波、时滞观测、时滞学习控制三个分支组成. 时滞滤波器利用时滞来滤除按指数衰减的正弦信号, 主要应用于抑制柔性机构的残留颤抖; 时滞观测器利用时滞来观测系统存在的不确定性以及受到的外部干扰, 从而实现系统的鲁棒控制; 时滞学习控制器利用时滞来学习任意周期的周期信号, 实现对任意周期信号的无差跟踪. 系统地提出了时滞控制的概念, 阐明了时滞控制的研究目的和主要研究内容, 综述了时滞控制的研究现状、应用实例, 并提出了一些值得深入研究的问题.     

一种接入路由器时延的在线测量方法

接入路由器时延的在线测量对网络监管非常重要,目前的测量方法实施成本较高。本文将主动测量与被动测量相结合,提出了一种简单实时的接入路由器时延在线测量方法。该方法易实施、完全实时、成本低、适于普遍采用。通过对湖南大学校园网接入路由器的测量实验表明,该方法是有效的。     

不确定LTI- SISO系统的低通滤波降阶时滞观测器控制

提出一种低通滤波降价时滞观测器,避免了常规时滞观测器控制中由于时滞状态微分近似引起的控制信号颤振。参考模型的选取只与系统的相对阶次有关,而与系统阶次无关,从而简化了控制器的设计,降低了对系统可测性的要求。仿真结果表明,该时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及受到的外部干扰,是一种性能优良的鲁棒控制方法。     

不确定LTI-SISO系统的降阶时滞观测器控制

提出了降阶时滞观测器, 利用时滞来观测系统的不确定性和受到的外部干扰, 实现了不确定系统的鲁棒控制. 降阶时滞观测器控制系统中参考模型的阶数由系统的相对阶数决定, 而与系统阶数无关, 简化了控制器的设计, 有利于根据性能指标的要求获得合适的参考模型. 对于相对阶低于系统阶的一般对象, 通过引入低通滤波器也能实现降阶时滞滤波器控制. 大量的仿真结果表明, 降阶时滞观测器能够很好地抑制系统的不确定性和受到的外部干扰, 是一种性能优良的鲁棒控制方法.     

基于贝叶斯网络的航班离港延误预警分析*

贝叶斯网络是一种有效的概率预测方法,尝试将其应用于航班数据分析预警,应用Netica软件工具构建实际航班及其关联的贝叶斯网络,特别是针对航班延误的最主要环节——离港延误,分时间段对国内某航空公司在某机场的离港数据进行了延误原因分析和延误预警分析。     

A Computation Method for Providing Statistical Performance Guarantee to an ATM Switch1

ATM is a connection-oriented technology and messages are divided into fixed size packet called cells to facilitate communications. However, before two hosts can communicate, a connection has to be established between them. Consider a real-time communication application running on top of an ATM network. In order to provide the real-time service, we require the network to provide a performance guarantee for the connection. There are two types of performance guarantees: deterministic and statistical guarantees. While a deterministic guarantee provides an absolute bound on the worst case cell delay experienced in an ATM switch, a statistical guarantee provides a probabilistic bound on the worst case cell delay. In this paper, we use a self-similar stochastic process to characterize the arrival of the real-time traffic. Extending from our previous work on deterministic delay guarantee, we provide methods for determinating the statistical delay bound for the worst case cell delay in an ATM switch with various output port controllers. We conclude this paper with two case studies: one based on ordinary LAN traffic and one on the variable bit-rate MPEG video transmission of the movie Star Wars. To show the effectiveness of our statistical delay guarantee, we compare it with the delay derived by Cruz as well as the actual cell delay determined by the two traffic traces.