片上网络虚通道分配算法

提出了一种可应用于虫孔路由片上网络(NOC)的虚通道分配算法.该算法针对传统的虚通道均匀分配方法导致的面积浪费与功耗上升的缺点,基于排队论建立了一个虫孔路由器分析模型.依据业务流量的特征,可计算路由器各输人通道的带宽利用率,仅给带宽利用率最大的输入通道分配虚通道资源.仿真结果表明,该算法使系统缓冲资源得到了更有效的利用,吞吐量得到了提高.在热点流量中,该算法在达到相同性能的前提下可节省约33.3%的缓冲资源.     

面向片上网络延迟优化的直通路径预构机制

针对维序路由模式下报文传输时表现出的空间局部性,提出了一种适用于报文直向通信优化传输的直通路径预构(SFRP)路由器结构.通过在路由器内部输入端口N,S,E,W分别静态地预构一条连接其直向通信输出端口的开关直通路径,结合适当的重用以及中断机制,以期实现后续的报文在满足匹配条件的情况下可直接利用开关直通路径进行报文的传输,进而旁通开关分配流水站,降低报文传输延迟.合成通信负载下的模拟结果表明,SFRP路由器在报文注入率饱和前较BASE, BASE_LR, BASE_LR_SPC和PSEUDO_CIRCUIT等四种路由器结构均可获得非常明显的性能提升,其性能提升最大可达到59%, 46%, 25.6%和9.5%.真实应用负载下的模拟结果表明,SFRP路由器与PSEUDO_CIRCUIT路由器的平均延迟相当,但较其他几种路由器结构可分别获得57%, 45%和21%的性能提升.     

基于时延不对称网络的最小排队转发时延估计

针对精密时间协议(PTP)报文的不确定排队转发时延恶化PTP同步性能的问题,提出最小排队转发时延估计算法.通过对链路时延堆栈式比较,基于筛选出的未受阻塞的幸运报文进行时钟偏移估计,提高了时延不对称网络中的PTP同步性能.算法的边界条件由搜寻幸运报文的平均时间间隔决定,推导了该边界条件公式.测试验证结果表明:在主从链路时延不对称的环境下,相比于无优化情况,链路时延估计精度提高了约25ns,其稳定度提高了近2个数量级;PTP系统同步精度提高了1倍以上,其稳定度提高了近4倍.     

支持虚拟电路机制的包连接电路路由器

包连接电路路由器是一种典型的电路交换路由器,但是仿真实验表明,包连接电路路由器的链路利用率很低,通讯性能较差。特别对于核间同步与命令传输的短报文,包连接电路路由器的通讯性能极差,严重限制系统整体性能提升。针对该问题,文章提出了支持虚拟电路机制的包连接电路路由器。实验结果表明,相比于包连接电路路由器,新路由器使得平均切片延迟降低约26.3%,饱和注入率提高约25.0%。     

无线多跳网络中802.11 DCF广播信道接入性能分析

分析了采用网络编码和机会路由方法的无线多跳网络中存在的信道接入问题,建模描述了802.11 DCF广播信道接入过程,并对影响无线多跳网络的吞吐率、延迟、信道资源分配等性能指标的因素进行了定量分析.利用M/M/1/K队列和离散时间的二维Markov链,建模描述具有相异报文到达速率的多个节点竞争信道时各个节点上的报文到达、排队、信道接入和发送过程.通过求解该模型,得到各节点的实际发送速率、报文平均服务时间和系统总吞吐率等指标的计算公式.将模型计算结果和基于NS-2网络模拟平台得到的实验结果进行对比.结果表明,该模型能够有效地预测各种传输负载组合情况下的报文平均服务时间和信道资源分配的公平性等网络性能指标.     

多通道随机多址系统通信模型

在随机多址技术理论基础上，提出了一种多通道时隙式随机多址系统通信模型，对该系统的性能进行了分析，通过理论计算得到了系统平均成功概率、空闲概率和碰撞概率，从排队论的角度得到系统的平均等候时间和平均逗留时间，并对该系统的冲突分解和吞吐量做出了分析.     

并行计算机互连网络虫孔寻径通信方式的分析建模

采用生灭过程理论建立并行计算机互连网络虫孔寻径的消息延迟分析模型 ,用于对各种并行计算机互联网络进行分析评价 .分析了模型中网络通道的消息到达率和通道消息密度的关系 ,描述了消息传输延迟、消息在结点的等待时间以及消息在通道间的分布密度的数学关系 .与一般排队论分析模型相比 ,该模型对系统的假设更为实际 ,对网络通信过程的描述更为具体 ,因而分析结果与实际情况更加接近 .分析计算结果与软件模拟结果吻合     

并行计算机互连网络虫孔寻径通信方式的分析建模

采用生灭过程理论建立并行计算机互连网络虫孔寻径的消息延迟分析模型 ,用于对各种并行计算机互联网络进行分析评价 .分析了模型中网络通道的消息到达率和通道消息密度的关系 ,描述了消息传输延迟、消息在结点的等待时间以及消息在通道间的分布密度的数学关系 .与一般排队论分析模型相比 ,该模型对系统的假设更为实际 ,对网络通信过程的描述更为具体 ,因而分析结果与实际情况更加接近 .分析计算结果与软件模拟结果吻合     

基于动态注入率的片上网络拥塞避免方法

片上网络的拥塞现象极大地限制了路由器的有效性能,拥塞问题将直接影响到整个处理器芯片的性能.本文首先分析了片上网络中虚通道路由器通信流量的特性．提出设定不同的阈值将网络拥塞状态进行划分,将拥塞避免问题划分为拥塞预防和拥塞解除两个阶段．提出使用一种动态注入率策略,根据实时检测网络的拥塞状态,动态调整网络报文的注入率,将网络中的通信流量控制在一个合理水平内,减轻网络的负载压力,避免NoC完全陷入拥塞而出现瘫痪状态．仿真模拟结果表明,拥塞预防时NoC性能约在“最大负载点”,拥塞解除时性能约在“膝点”,注入率可以达到0.05,在避免拥塞的同时有效兼顾了网络性能.     

基于非对称交叉开关的高阶路由器设计

对非对称交叉开关的吞吐率进行了理论分析和模拟测试,得出非对称交叉开关中排头兵效应的影响非常弱,几乎可以忽略.在此基础上,提出了一种基于非对称交叉开关的高阶路由器交换结构,即层次式非对称交叉开关结构设计方法,同时,给出了该交换结构的瓦片化微结构.结果表明,该结构可以获得很高的吞吐率.     

结构因素对动力电池用多孔平板热管性能的影响

基于VOF(volume of fluid)两相流模型,采用计算流体力学(CFD)方法对某款锂离子电池用多孔平板热管的性能进行了仿真研究。分析表明:方孔结构比圆孔结构具有更大的蒸发/冷凝传质率和管内平均流速,6方孔平板热管的当量导热系数比原始6圆孔结构提升了30.5%;热管当量导热系数随内部孔数的增加而增加,但性能提升幅度渐渐变小;在蒸发段参数不变的前提下,热管的性能是由冷凝效果及冷凝段回流效率共同决定,热管冷凝段长度的增大并没有实质性改变热管的冷热端温差,此时所定义的当量导热系数并不能反应热管的实际性能。     

MANET多信道多径路由的优化与仿真研究

由于现有多信道多径路由协议不能有效均衡信道与路径负载,所以在高负载MANET环境下网络性能较差。本文提出一种基于信道切换的多信道多径路由优化算法,该算法对不同类型分组进行自适应信道调度,通过限制网络控制报文的泛洪规模与动态切换数据报文的发送信道等策略,有效提高网络对信道与路径的综合利用。为了实现路由对信道切换,本文首先对NS-2进行可切换多信道拓展,仿真结果表明该算法能有效提高高负载MANET的性能,在丢包率、时延、吞吐量等方面均明显优于传统多信道多径路由。     

非饱和情况下基于802.11 DCF的改进协议DIDD

DIDD(double increase double decrease)协议是一种无线局域网介质访问控制802.11DCF(distributed coordination function)协议的改进。为分析DIDD协议在非饱和情况下的性能,该文使用三维Markov链模型,分析DIDD协议的回退过程求解节点的稳态发包概率;使用一维Markov链模型,求解起始回退阶段数的稳态分布;使用排队理论,计算了网络的非饱和吞吐量和数据包延迟。结果表明:在各种数据速率下,理论分析结果与仿真结果一致。     

波分复用星形单跳网中3信道的传输调度问题

考虑波分复用星形单跳网中的数据包传输调度问题, 假定诸发送机频率可调, 而接收机频率固定. 当m≥2时, 这一调度问题是NP-完备的, m表示所拥有的信道数目. 对目前所知最好的一个2-近似算法进行了精细的分析, 证明了m=3时, 该算法近似比为7/4, 并通过实例说明此结果为最佳可能.     

概率检测非坚持联合控制多通道无线传感器网络控制协议分析

研究多通道的随机多址接入无线传感器网络,提出了一种新的概率检测非坚持联合控制MAC协议.通过划分分组发送时间1+a,得到了多通道的随机多址网络系统的吞吐量、多业务的吞吐量和信息分组发送时延等重要的系统参数.通过设置概率p值,控制侦听信道的节点数和休眠站点数,降低系统耗能,有效延长节点生命周期.通过仿真实验验证了理论分析的正确性.     

具有短时延和丢包的网络控制系统鲁棒H∞控制

研究了一类具有网络诱导时延和数据包丢失的不确定网络控制系统的鲁棒H∞控制问题.通过增广系统状态,将反馈通道和前向通道均存在短时延和丢包的网络控制系统建模为包含4个子系统的切换系统,基于增广系统模型提出新形式的静态输出反馈控制律.结合时窗丢包率概念与平均驻留时间方法,得到保证闭环网络控制系统鲁棒渐近稳定且满足鲁棒加权H∞性能指标的充分条件.基于线性矩阵不等式处理技巧与锥补线性化算法,给出双通道丢包依赖的变增益输出反馈鲁棒H∞控制器设计步骤.设计实例验证了所提控制方法的有效性.     

一种新的WSN随机多址MAC协议设计与性能分析

提出了一种新的随机多址无线传感器MAC协议,通过划分分组发送时间1+a,采用p概率检测控制与1-坚持型控制策略,给出了协议实现的程序流程图和部分程序代码,并在硬件平台GAINZ上实现.对随机多址无线传感器网络进行了理论分析,给出了系统的吞吐量和信息分组发送时延等重要系统参数,并对能量有效性进行了分析.通过仿真实验验证了理论分析的正确性.     

突发信道下战术AAL2/ATM差错控制性能分析

AAL2是为了满足对时延敏感的低速率或可变速率的短分组业务需求而提出的一种组合信元ATM适配技术，在战术通信网中也得到了应用。利用Gilbert信道模型分析了在战术环境下标准ATM信元结构AAL2　CPS分组的丢失率性能。研究表明，在战术环境下为了保证端到端话音传输质量，应该采用一定的差错控制机制来保护AAL2信元。通过分析，比较了几种不同信元头差错保护机制下，无线ATM信元丢失率和不同前向差错控制方式下，AAL2　CPS分组的最大分组丢失率性能，从而推导出在突发信道环境下一种效率和可靠性均较高的战术AAL2信元结构及其差错控制机制。     

编码DS-SFH/BFSK/ALOHA分组网络在衰落环境下的性能

为了研究采用瑞德 -索洛蒙 ( RS)编码和扩频技术的无线通信网抗衰落能力 ,对 RS编码的 DS- SFH/SSMA分组交换网络在多径衰落下的性能进行了精确估计 ,比较了不同系统在多径衰落下的吞吐量性能。将扩频技术应用到无线数据网中提高了网络的抗衰落能力。研究表明在总的扩频比一定的情况下 ,通过适当的选择扩频因子和跳频点数可优化系统性能 ;应用 RS编码技术 ,系统的吞吐率得到了很大的改善 ,在一定的负荷范围内 ,采用编码的系统至少获得了 6d B的增益。     

一种基于最小费用最大流理论的Ad hoc路由协议

针对Ad hoc网络QoS路由问题,提出了一种基于最小费用最大流理论的Ad hoc路由协议(MCMFP)。将Ad hoc的移动终端作为网络节点,通信链路作为相邻节点之间的边,建立了Ad hoc网络的网络流模型,使Ad hoc网络的路由计算问题转化为图论中的最小费用最大流问题,从而计算出满足多QoS约束的路由路径,优化了网络带宽的使用,提高了通信信道的利用率,实现了网络流量的负载均衡。仿真结果表明,MCMFP协议具有更高的包转发率和更小的平均时延,有效提高了Adhoc网络的QoS性能。