摘要：SpaceWire(SpW)路由是SpW网络的关键设备之一,采用纵横式交叉开关(crossbar switch)结构,由于SpW网络数据分组最大长度不固定,经典的滑动迭代轮询匹配(iSlip)调度算法并不适用。研究二维行波进位交换结构,提出一种多优先级分层调度的crossbar switch实现结构,为不同业务流量类型赋予不同优先级可以提高网络服务质量(QoS),采用基于仲裁反馈轮询(FBP)算法,在群组路由时具有良好输出公平性。通过向环型行波进位(CRCS)仲裁结构中插入寄存器分割组合逻辑组成流水结构降低组合延迟,提高最高系统频率,解决路由端口数量扩展的问题。使用可编程逻辑语言实现优先级数量和端口数量可配置的crossbar,CRCS结构具有资源占用少、仲裁速度快和易于扩展的特点。以4×4规模的crossbar switch为例,采用二维CRCS结构相比于线性扩展结构,仲裁逻辑单元数量节省67.3%,仲裁延迟降低约60%,在Xilinx V7系列现场可编程门阵列(FPGA)进行逻辑综合,行列各插入2级寄存器,即可满足最大规模下的SpW路由应用需求。

摘要：Ad Hoc网络因为无需架设网络设施、抗毁性强等特点,常用于军事领域和一些极端自然环境中。媒体访问控制层的随机多址协议在Ad Hoc网络中有着重要的应用,而多址协议的时延和可靠性是制约Ad Hoc网络传输质量的关键性因素。针对这两个关键性因素,改进传统的随机多址接入控制协议,设计改进型三维概率载波感知多址(CSMA)协议模型,可保证在到达率较高情况下依然具有较好的吞吐量,并进一步改善协议可靠性。为不同的发送节点设定不同的优先级,实现区分服务,进而增强信道资源的有效利用。结果表明:与传统的1坚持CSMA协议比较,改进型三维概率CSMA协议减少了时延且吞吐量最大值增长24.34%;根据协议原理设计基于现场可编程逻辑门阵列的多优先级改进型三维概率CSMA协议的硬件系统,可以提高Ad Hoc网络传输的可靠性。

摘要：随着芯片工艺的不断发展和多核技术的广泛应用,片上网络上实现路由功能的系统占比越来越高,为更好地处理片上路由系统中多路由多模块同时请求仲裁的情况,本文设计实现两种适用于大多数片上网络结构的多优先级通用仲裁器,通过改善仲裁器的结构,来优化仲裁器的各项性能指标.仿真结果表明:多优先级仲裁器与单优先级仲裁器相比在硬件资源占用、最大工作频率、最大输出时延等方面均得到一定程度的优化.

摘要：针对多优先级天文观测卫星任务动态规划问题,分析了高优先级任务动态插入以及未知事件中断原任务规划方案执行的情况,研究了原任务规划方案相应的动态规划问题.在关于SVOM (Space multi-band Variable Object Monitor)卫星任务规划系统的研究中,针对单星机遇目标任务重规划问题,提出一种基于滚动优化策略的任务重规划求解方案.在每个滚动周期内,优先安排高优先级动态到达任务,回滚处理原方案中受未知事件和高优先级机遇目标影响的任务,或者删除原方案中受影响的任务.目标函数综合考虑了全年卫星任务规划总时长和机遇目标的规划总时长.仿真验证结果表明,本文设计方法对于快速响应高优先级机遇目标以及提高服务质量具有一定意义.

摘要：在工业4.0时代,OPC统一架构(OPC UA)在各种工业系统中的应用为数据的交互提供了基础技术支撑,具有关键性作用.工业数据在传输时需要考虑到差异化服务的问题,但目前现有的OPC UA通信模式无法满足上述要求,基于这个问题,本文研究了OPC UA消息发布机制,并提出了一种面向OPC UA消息通信的多优先级动态调度算法.在该算法中,不同时实性的消息利用最早时限优先主动队列管理算法进行调度和区分,通信上下文环境消息通过多级反馈队列调度算法进行调度,这两种方式共同用于OPC UA消息调度以改善服务质量.经实验证明,在差异化优先级消息的调度和处理上,利用该算法改进的OPC UA通信组件表现良好,并且在OPC UA服务器高负载的情况下,高实时性消息的响应的优先性和次数明显高于其他类型消息,其接收量达58.6%,服务质量相比改进前有了较大程度的提升.该算法在OPC UA通信栈中的应用可以满足OPC UA服务器在工业生产中的需求.

摘要：为了解决WDM网络中多优先级动态业务的路由选择与波长分配问题,提出了一种基于分层图模型的动态RAW算法。通过对分层图中波长链路权值的设定,使得连接请求尽量使用空闲的波长链路建立连接,在空闲波长链路不足以建立起连接时,呼叫业务可抢占比其优先级别低的业务的波长链路,且抢占的顺序由低优先级到高优先级,以确保高优先级业务有更低的阻塞率和更好的传输性能,且使得较高优先级业务被中断的可能性较小。

摘要：为了实现光纤通道交换机中不同长度多优先级信元的联合调度,提出并实现了一种支持变长信元的基于CROSSBAR交换结构的多优先级输入排队调度策略,以支持关键数据能以最快的速度被调度转发。通过采用虚拟输出队列(VOQ)机制、CROSSBAR交换结构以及流水线设计来提高光纤通道交换机的性能。使用FPGA对光纤通道交换机实现了文章所提出的调度策略并进行了测试,实现的光纤通道交换机最多支持6个不同优先级,支持信元长度为16～2148字节的联合调度。

摘要：路由问题始终是WDM网络中的一个核心问题。基于多优先级动态业务,对不同等级的业务设置不同的瓶颈门限,产生不同的禁用链路集,当一个连接请求到达时,根据其优先级在网络中将相应的禁用链路删去,在剩余网络中寻求最优路由,从而获得一种新的路由算法——链路限制法。算法能缓解通信链路中的“瓶颈”,同时保证高优先级的连接请求具有较好的传输指标。

摘要：为了实现多信道支持数据传输技术和混合通信模式的通信协议,从两优先级队列模型入手,分析、设计和实现一个具有多优先级处理能力的发送缓存队列数据传输机制,由面向上层的输入队列和面向不同信道的输出队列构成。为满足实际应用的要求,在队列模型的基础上增加数据包复用、发送状态反馈和换信道重发等机制。通过在一个远程监控系统中的实际应用和一系列实例测试,论证该队列机制具有一定的可行性和可靠性。

摘要：针对多用户多优先级网络系统的管理问题,利用对策论中的Nash平衡和激励Stackelberg策略等相关概念,提出了理想状态下的激励价控策略设计.在系统的动态平衡状态下,利用信息量的瞬时变化率及用户与平衡点的偏离,给出了非线性交叉干扰的多激励价控策略,加强了用户与网络管理者的合作性,激励和引导非合作用户选取对系统整体有益的服务请求,以提高网络资源的利用率.