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PTP网络时延补偿与抖动优化技术研究

时间频率学报 2024年第2期47卷 110-115页

作者：迟文波王浩淼许晴中国人民解放军92228部队北京102249

针对使用PTP网络授时技术进行复杂网络拓扑时间同步引入的双向延迟测量不对称性以及延迟抖动变化导致网络时间同步精度降低的问题,分析了延迟不对称性及网络延时抖动影响PTP网络时间同步精度的误差原因。通过研究延迟不对称修正、抖动... 详细信息

针对使用PTP网络授时技术进行复杂网络拓扑时间同步引入的双向延迟测量不对称性以及延迟抖动变化导致网络时间同步精度降低的问题,分析了延迟不对称性及网络延时抖动影响PTP网络时间同步精度的误差原因。通过研究延迟不对称修正、抖动优化等技术,针对性提出了网络时延优化补偿方法,提高了网络时间同步精度。

关键词：抖动优化差值补偿网络时延

计及网络时延的智能变电站继电保护非精确可靠性评估

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新潮电子 2024年第3期 1-6页

作者：任杰赵艳夏桂兵徐伟鲁韩电子科技大学电力系统广域测量与控制四川省重点实验室四川成都611731 国网巴中供电公司四川巴中636000

针对基于精确概率理论的智能变电站继电保护可靠性评估在小样本条件下难以保证准确性的问题,文章基于非精确概率理论,推导威布尔-伽马模型的非精确形式,并建立设备的非精确可靠性模型。同时,考虑网络时延对继电保护系统功能可靠性的影响... 详细信息

针对基于精确概率理论的智能变电站继电保护可靠性评估在小样本条件下难以保证准确性的问题,文章基于非精确概率理论,推导威布尔-伽马模型的非精确形式,并建立设备的非精确可靠性模型。同时,考虑网络时延对继电保护系统功能可靠性的影响,分析继电保护系统中不同报文的特性并建立基于排队论的随机时延分布模型。通过可靠性框图建立计及网络时延分布的继电保护系统可靠性计算方程。依据实际变电站数据对系统可靠性区间概率进行仿真分析,结果表明模型能够较好地根据样本给出系统可靠性概率区间。文章所提方法为缺少运行数据的智能变电站继电保护系统可靠性评估提供理论支持。

关键词：智能变电站继电保护系统非精确理论网络时延

基于PTP测试钟技术的网络时延测量及补偿研究

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中国计量 2024年第4期 76-80,84页

作者：王浩淼迟文波许晴 92228部队

针对目前使用PTP网络授时协议进行网络时间同步存在的网络传输延迟的非对称性问题,文章提出一种基于PTP测试钟技术的网络时延测量及补偿方案。基于主时钟和从时钟的定义基础提出测试钟的构建方案,通过主时钟和测试钟之间的报文交互提高... 详细信息

针对目前使用PTP网络授时协议进行网络时间同步存在的网络传输延迟的非对称性问题,文章提出一种基于PTP测试钟技术的网络时延测量及补偿方案。基于主时钟和从时钟的定义基础提出测试钟的构建方案,通过主时钟和测试钟之间的报文交互提高了网络双向时延的测量精度,实现了网络时间同步测量及优化补偿,为网络时间同步精度提升提供了理论依据。

关键词：计量学 PTP IEEEE1588 网络时延

信号序列预测和缓冲区算法下光纤通信网络时延自动控制

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集成电路与嵌入式系统 2024年

作者：林洁吴洁刘艳刘慧马骏国网湖北省电力有限公司超高压公司华电湖北发电有限公司武昌热电分公司华电湖北新能源有限公司

常规的光纤通信网络时延自动控制方法对通信干扰的抑制效果不佳。因此，提出信号序列预测和缓冲区算法下光纤通信网络时延自动控制。建立预测目标函数，采用负载自适应调度的方法，对通信信号序列进行预测。基于缓冲区算法，对光纤网络... 详细信息

常规的光纤通信网络时延自动控制方法对通信干扰的抑制效果不佳。因此，提出信号序列预测和缓冲区算法下光纤通信网络时延自动控制。建立预测目标函数，采用负载自适应调度的方法，对通信信号序列进行预测。基于缓冲区算法，对光纤网络通信的密度进行计算。按照编码形式，对通信密度进行分配。根据分配参数对通信干扰进行抑制。设置采样时间间隔，对通信数据包进行分配，实现光纤通信网络时延控制。实验结果表明，本文设计的方法能够将光纤通信时延变化范围控制在0.89ns之内，控制效果较好。

关键词：信号序列预测缓冲区算法光纤通信网络时延自动控制通信干扰

网络丢包和时延环境下的数据驱动分布式滤波研究

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网络丢包和时延环境下的数据驱动分布式滤波研究

作者：武裕欣北方工业大学

学位级别：硕士

本文针对存在网络丢包与时延环境下的传感器网络在运行滤波算法时所面临的网络丢包和网络时延问题,在原有的数据驱动分布式滤波算法的基础之上进行改进研究,逐步提出了两种数据驱动分布式滤波算法。论文的主要内容和创新点如下:针对存... 详细信息

本文针对存在网络丢包与时延环境下的传感器网络在运行滤波算法时所面临的网络丢包和网络时延问题,在原有的数据驱动分布式滤波算法的基础之上进行改进研究,逐步提出了两种数据驱动分布式滤波算法。论文的主要内容和创新点如下:针对存在伯努利分布网络丢包模型的离散时间非线性系统的分布式状态估计问题,研究了一种基于交换拓扑和丢包的数据驱动信息权重卡尔曼一致性滤波算法。算法建立在数据驱动滤波框架之上,首先运用全格式动态线性化技术建立数据驱动模型,然后使用数据驱动自适应优化递归算法进行数据驱动参数辨识,最后通过向包含时变拓扑信息的测量模型中加入网络数据包丢失信息的方式,利用卡尔曼一致性滤波原理上进行推导,从而得到新的全局形式滤波步骤进行数据驱动状态估计。当系统发生丢包现象,传感器节点便会加大其它来源信息的比重,从而减小丢包造成的影响。与以往的算法相比,所提出算法的优点在于能够在使用数据驱动建模的同时考虑到传感器节点观测受限、传感器节点自身与节点之间的存在通信噪声、丢包等干扰,因此更符合实际运行情况。针对存在网络传输时变时延的离散时间非线性系统的分布式状态估计问题,研究一种时延环境下的数据驱动信息权重卡尔曼一致性滤波算法。算法同样建立在数据驱动滤波框架之上,即首先运用全格式动态线性化技术建立数据驱动模型,然后使用数据驱动自适应优化递归算法进行数据驱动参数辨识,最后通过向原有测量模型中加入网络时延信息和利用新接受到的时延信息重复计算历史估计的两种方式,得到新的滤波步骤进行数据驱动状态估计。当系统发生时延现象,在发生时延的时刻,传感器节点通过加大其他信息估计的占比的方式减小影响;而在接收到历史时延数据包时,传感器节点会用新接收的数据与存储数据共同重新计算历史估计,从而按照数据驱动模型赋予合适权值加以利用。与以往算法相比,所提出算法能够储存一定时间内各种来源的状态估计值,对于时延数据包存在此时刻未接收和之后时刻接收两种处理方式,从而达到提高估计性能的目的。针对本文提出的基于交换拓扑和丢包的滤波算法和时延环境下的数据驱动滤波算法,利用仿真平台MATLAB进行实验和分析。首先利用一定丢包率下的仿真数例和对比实验,验证提出的基于交换拓扑和丢包的滤波算法能够有效运行。并且通过定性研究的方式,证明不同丢包位置对于算法性能均存在影响;其次对于网络时延下的数据驱动信息权重卡尔曼一致性估计算法,依次完成仿真数例下算法的运行性能实验、不同延时长度下算法性能的对比实验,以及同样时延环境下与其他分布式算法的性能对比实验,从而证明该算法在一定条件下的有效性、可实施性和优越性,为后续研究提供研究基础。

关键词：网络丢包网络时延分布式传感器网络数据驱动滤波卡尔曼一致性滤波

面向工业应用的时间敏感软件定义网络时延优化技术研究

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面向工业应用的时间敏感软件定义网络时延优化技术研究

作者：邬磊山东大学

学位级别：硕士

作为当前备受工业产业界关注的核心和焦点,工业互联网目前已作为一项关键技术被各主要工业国家应用于工业领域。如“中国制造2025”以及德国“工业4.0”,都极大地促进了工业信息化和智能制造的发展,而智能制造的核心关键技术之一是工业... 详细信息

作为当前备受工业产业界关注的核心和焦点,工业互联网目前已作为一项关键技术被各主要工业国家应用于工业领域。如“中国制造2025”以及德国“工业4.0”,都极大地促进了工业信息化和智能制造的发展,而智能制造的核心关键技术之一是工业通信,即为了满足快速、高效和个性化的产品需求,使用通信网络等将日常生产中的各环节串联起来,并实现信息化。然而由于网络时延性能直接影响到工业互联网的实时性和确定性,所以工业互联网的时延问题亟待解决,从而提高工控系统的运行效率。由于工业互联网中的数据信息的日新月异,传统工业以太网技术的扩展成本逐渐升高,已无法解决不同类型的数据流量在网络中共同传输所带来的拥塞和时延过高的问题。在传统以太网协议基础上发展而来的时间敏感网络（Time Sensitive Network,TSN）技术以及作为网络虚拟化代表的软件定义网络（Software Defined Network,SDN）,遵循标准的协议体系,具有更好的扩展性和互联互通优势,成为解决这一问题的热点技术。本论文面向工业应用,提出TSN和SDN融合方案,并研究如何缩短其中的时延和减小时延抖动,来解决工业互联网通信过程中不同优先级数据共同传输时队列拥塞和时延增大问题。本论文的创新点和主要工作概括为以下三个方面:1.针对工业互联网中不同优先级数据共同传输的问题,提出了一种E-TAS队列调度整形算法。该算法基于TSN相关协议标准,分类调度网络中不同优先级的数据并进行整形,将优先级最高的同步实时数据采取流预留的方式、优先级次之的非同步实时数据采取帧抢占的方式进行调度,将低优先级的非实时数据按其调度权重进行公平调度。算法可以有效地保障不同类型优先级的数据流量在网络中的时延要求,特别是对网络中高优先级的数据的时延要求的保障。2.提出一种基于OSI七层网络模型中数据链路层和网络层相结合的跨层网络时延优化方法。该方法将数据链路层中的E-TAS队列调度算法和网络层的基于时延的Dijkstra路由选择算法结合。通过同时缩短网络排队时延和传播时延来缩短网络整体端到端时延。在缩短时延的同时对时延抖动进行了控制,从而实现了网络总时延的优化。3.设计了一种基于时间敏感软件定义网络（Time Sensitive Software Defined Network,TSSDN）的时延优化模型。该模型基于TSN协议标准和SDN技术,将所提出的跨层时延优化方法在TSSDN架构下进行了实现。将TSN网络中的部分协议在SDN网络中实现,同时发挥TSN的标准化优势和SDN数控分离的优势,使时延优化方法更加适合于工业应用实际。

关键词：工业互联网时间敏感网络软件定义网络网络时延路由算法

融合区块链与雾计算系统中基于网络时延和资源管理的优化任务卸载方案

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电子与信息学报 2020年第9期42卷 2180-2185页

作者：刘通唐伦何小强陈前斌重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信技术重点实验室重庆400065 重庆工程职业技术学院大数据与物联网学院重庆402260

针对如何基于有限的系统剩余资源进行任务优化卸载以增加移动终端的数字货币收益问题,该文在融合区块链与雾计算系统中提出一种基于节点剩余资源、网络时延的任务卸载方案。为了实现任务的优化卸载,首先基于任务量对移动终端的预期收益... 详细信息

针对如何基于有限的系统剩余资源进行任务优化卸载以增加移动终端的数字货币收益问题,该文在融合区块链与雾计算系统中提出一种基于节点剩余资源、网络时延的任务卸载方案。为了实现任务的优化卸载,首先基于任务量对移动终端的预期收益进行了分析,其次基于网络节点剩余计算资源、存储资源、功率资源、网络时延联合分析了移动终端的支出。此后以最大化移动终端的数字货币收益为优化目标建立了数学优化模型,并利用模拟退火(SA)算法对优化模型进行求解。仿真结果证明上述方案的有效性。

关键词：区块链雾计算网络时延资源管理

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互联网网络时延特征研究

通信学报 2015年第3期36卷 163-174页

作者：林川赵海毕远国贾思媛东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819

互联网宏观拓扑结构下时延特征的研究对互联网结构与性能的理解具有重要作用。择取CAIDA Ark项目下分别位于4个不同地区的探测数据,提取网络时延与通信直径,发现网络时延与通信直径关系很小且超过70%的有效路径中存在支配时延。经分析,... 详细信息

互联网宏观拓扑结构下时延特征的研究对互联网结构与性能的理解具有重要作用。择取CAIDA Ark项目下分别位于4个不同地区的探测数据,提取网络时延与通信直径,发现网络时延与通信直径关系很小且超过70%的有效路径中存在支配时延。经分析,正是支配时延的存在影响了网络时延与通信直径的关系。对支配时延链路两端进行地理映射,发现支配时延以较高概率出现在同一国家同一城市某一链路传输之间。在此基础上,得出链路两端距离小于5 000 km的支配时延主要由排队时延组成,而链路两端距离大于5 000 km的支配时延主要由传播时延组成的结论。

关键词：互联网宏观拓扑结构网络时延通信直径支配时延

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网络控制系统中网络时延与建模分析

仪器仪表学报 2008年第6期29卷 1323-1327页

作者：魏玲薛定宇鄂大志潘峰东北大学信息科学与工程学院

网络技术的广泛应用,对控制理论的研究提出了挑战,同时也带来了崭新的研究机遇和发展空间。本文从网络控制系统的特点和要求出发,对网络时延及其对网络控制系统的影响进行了阐述,并与建模分析相结合,利用连续和离散系统理论建立了几种... 详细信息

网络技术的广泛应用,对控制理论的研究提出了挑战,同时也带来了崭新的研究机遇和发展空间。本文从网络控制系统的特点和要求出发,对网络时延及其对网络控制系统的影响进行了阐述,并与建模分析相结合,利用连续和离散系统理论建立了几种较为常用的网络控制系统数学模型。在建模过程中考虑了控制器的动态特性、不同的网络时延和不同的节点工作方式,为网络控制系统的分析、仿真和控制器的设计奠定了一定的理论基础。

关键词：网络控制系统网络时延建模分析