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qos约束下的链路分离路径问题研究

通信学报 2006年第6期27卷 36-42页

作者：张品章坚武李乐民王晟杭州电子科技大学通信学院浙江杭州310018 电子科技大学光纤通信重点实验室四川成都610054

研究了qos约束下的链路分离路径问题,建立了2种qos约束下的链路分离优化路径问题的模型。首先证明无向图的不具备端到端qos约束的链路分离路径问题可以转化为其链路分裂图的对应问题,而具备端到端qos约束的相应问题则无法进行类似转换... 详细信息

研究了qos约束下的链路分离路径问题,建立了2种qos约束下的链路分离优化路径问题的模型。首先证明无向图的不具备端到端qos约束的链路分离路径问题可以转化为其链路分裂图的对应问题,而具备端到端qos约束的相应问题则无法进行类似转换。同时证明2种qos约束下的链路分离优化路径问题都属于NP完全问题,最后对其近似算法进行研究并对算法进行比较测试。

关键词：链路分离路径 qos约束链路分裂图

软件定义无线传感器网络qos约束分簇路由算法研究

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软件定义无线传感器网络QoS约束分簇路由算法研究

作者：原晨西北师范大学

学位级别：硕士

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）区别于传统无线网络,具有节点数量多、分布范围广、网络动态性强、感知数据流不均衡和部署环境复杂等特点,导致传感器节点和汇聚节点之间建立一条节能可靠的通信路径显得十分重要,因此... 详细信息

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）区别于传统无线网络,具有节点数量多、分布范围广、网络动态性强、感知数据流不均衡和部署环境复杂等特点,导致传感器节点和汇聚节点之间建立一条节能可靠的通信路径显得十分重要,因此路由技术是WSNs关键技术之一。由于WSNs中存在节点能量、计算能力和通信能力受限等局限性,导致节点负担过重、路由协议设计复杂,要保障网络服务质量（Quality of Service,Qo S）更加困难。软件定义网络（Software-Defined Network,SDN）数控分离的思想能较好地解决以上问题,提高WSNs灵活性,延长网络寿命,因此,软件定义无线传感器网络（Software-Defined Wireless Sensor Network,SDWSN）应运而生。本文在基于改进的SDN-WISE（Software Defined Networking Solution for Wireless Sensor Networks）的SDWSN网络模型基础上,提出具有网络Qo S约束的分簇路由算法。本文的主要研究工作及创新点如下:（1）为了在SDWSN下实现Qo S约束分簇路由算法,建立基于SDN-WISE的SDWSN模型。其中,控制层具有网络拓扑发现及维护、分簇路由计算、流表下发等功能,数据层实现采集和传输数据的功能,由汇聚节点（Sink节点）和普通节点组成,并采用分簇结构。为了使网络拓扑发现阶段能够收集包括链路时延和丢包率的Qo S信息,对SDN-WISE中汇报数据包进行改进;设计一种簇管理数据包,来帮助控制器实现网络分簇和局部簇头更替操作;改进数据包包头结构,实现不同Qo S需求的数据在传输过程中能够匹配不同流表项的功能。（2）针对WSNs中节点能量和计算能力受限导致能耗过大,以及节点简易的功能结构无法承担复杂Qo S约束的路由等问题,提出SDWSN中基于熵权法的Qo S约束非均匀分簇路由算法（SDWSN Non-Uniform Clustering Routing Algorithm Based on Entropy Weight Method and Qo S Constraints,SDCQS）。分簇阶段,控制器以节点能量、节点间距离、链路时延和丢包率信息为簇头选举因素,通过熵权法实现客观赋权,选举出具有Qo S约束的簇头,并对网络非均匀分簇,平衡节点负载;在簇间路由阶段,采用交叉分类法将数据依据时延敏感和丢包率敏感分类,通过时延、丢包率计算链路代价,采用Dijkstra算法分别计算不同类型数据的最佳传输路径。仿真实验表明,SDCQS的簇头分布均匀,能耗相对较低,延长网络生命周期,提高网络服务质量。（3）为实现网络合理分簇、降低网络能耗以及保障网络Qo S,提出SDWSN中基于K-means++的多约束Qo S分簇路由算法（SDWSN Multi-constraint Qo S Clustering Routing Algorithm Based on K-means++,QCR-K）。控制器采用K-means++算法实现全网分簇,并以节点剩余能量和节点间距离计算候选簇头优先级,生成簇管理数据包下发至各个簇中,实现簇头选举和局部簇头更替;控制器以时延、丢包率、通信代价作为链路多约束Qo S条件来更新网络拓扑图,去除不符合条件的链路;簇间路由阶段,计算全网链路代价,采用A*搜索算法计算最优路径。仿真实验表明,QCR-K算法能有效降低网络能耗,且在一定程度上保障网络服务质量。

关键词：软件定义无线传感器网络 qos约束分簇路由 SDN-WISE 链路代价

多跳无线网络中能耗优化和qos约束的射频接口调度

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东南大学学报（自然科学版） 2016年第6期46卷 1115-1121页

作者：吴文甲赵琛杨明罗军舟东南大学计算机科学与工程学院南京211189 南京市公安局南京210005

为实现多射频多信道多跳无线网络的节能并保证网络服务质量,提出了一种射频接口节能调度方法,通过合理调度射频接口的活跃/休眠状态,在保证用户带宽需求的前提下,节约网络能耗并兼顾网络延迟的降低.首先,证明射频接口节能调度问题为NP-h... 详细信息

为实现多射频多信道多跳无线网络的节能并保证网络服务质量,提出了一种射频接口节能调度方法,通过合理调度射频接口的活跃/休眠状态,在保证用户带宽需求的前提下,节约网络能耗并兼顾网络延迟的降低.首先,证明射频接口节能调度问题为NP-hard问题,并利用整数线性规划(ILP)对问题进行形式化描述,以最小化网络总能耗为优化目标,满足链路存在、路由、带宽需求、路径跳数等约束.然后,提出了一种高效的启发式算法,以迭代方式选择流并确定其路由路径,同时调度相应路径上的射频接口至活跃状态.在每次迭代过程中,以最小化网络能耗的增量为策略,进行流的选择.实验结果表明,所提出的启发式算法在节能效果方面与ILP方法接近,并在运行效率上具有显著优势,能够适用于大规模的多跳无线网络.

关键词：多跳无线网络射频接口调度能耗优化 qos约束

qos约束下基于双向分层的网格工作流调度算法

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计算机科学 2009年第9期36卷 24-27页

作者：姚磊戴冠中张慧翔任帅西北工业大学自动化学院西安710072

为使网格工作流的执行满足用户qos要求,应用有向无环图描述工作流,并分析其中的关键活动,把用户对工作流的整体qos约束分割为对单个任务的qos约束。以此为基础,提出了一种基于双向分层的网格工作流调度算法Q-TWS。该算法通过对工作流正... 详细信息

为使网格工作流的执行满足用户qos要求,应用有向无环图描述工作流,并分析其中的关键活动,把用户对工作流的整体qos约束分割为对单个任务的qos约束。以此为基础,提出了一种基于双向分层的网格工作流调度算法Q-TWS。该算法通过对工作流正向分层和逆向分层,可以方便并准确找到任务之间的并行关系。Q-TWS可最大程度放松对任务执行时间的约束,在增加调度灵活性的同时又满足用户的qos要求。实验表明,Q-TWS算法与TL算法相比,在同样的截止时间约束下,工作流执行时间较短,且工作流执行费用较小。

关键词：网格计算工作流调度 qos约束双向分层

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qos约束云环境下的工作流能效调度算法

计算机科学 2018年第B6期45卷 304-309,327页

作者：李廷元王博岩中国民用航空飞行学院计算机学院四川广汉618307 中国民航大学计算机科学与技术学院天津300300

云环境可以为大规模工作流的执行提供高效、可靠的运行环境,但工作流执行时带来的高能耗不仅会增加云资源提供方的经济成本,还会影响云系统的可靠性,并对环境产生不利影响。为了在满足用户截止时间qos需求的同时降低云环境中工作流调度... 详细信息

云环境可以为大规模工作流的执行提供高效、可靠的运行环境,但工作流执行时带来的高能耗不仅会增加云资源提供方的经济成本,还会影响云系统的可靠性,并对环境产生不利影响。为了在满足用户截止时间qos需求的同时降低云环境中工作流调度的执行能耗,提出一种工作流能效调度算法QCWES。该算法将工作流的能效调度方案求解划分为3个阶段:截止时间重分配、任务调度选择排序以及基于DVFS的最佳资源选择。截止时间重分配阶段旨在将用户定义的全局工作流截止时间在各个任务间进行重分配,任务调度选择排序阶段旨在通过自顶向下的任务分级方式得到任务调度序列;基于DVFS的最佳资源选择阶段旨在为每个任务选择带有合适电压/频率等级的最优目标资源,在满足任务的子截止时间的前提下使总体能耗达到最小。通过随机工作流和基于高斯消元法的现实工作流结构,对算法的性能进行仿真实验分析。结果表明,所提算法可以在满足截止时间约束下降低工作流的执行能耗,实现用户方的qos需求与资源方的能耗间的均衡。

关键词：云计算工作流调度 qos约束能效调度动态电压/频率缩放

qos约束的代表性Skyline Web服务选择

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火力与指挥控制 2019年第1期44卷 141-146页

作者：黄迎春左甜甜沈阳理工大学信息科学与工程学院沈阳110159 东北大学计算机科学与工程学院沈阳110169

目前,指挥控制系统呈现网络化、服务化发展趋势。将服务质量(Quality of Service,qos)约束条件作为Web服务选择的依据时,为了缩小Skyline Web服务集,提高服务选择的效率,提出一种面向Skyline Web服务的新型服务选择方法。基于代表性Skyl... 详细信息

目前,指挥控制系统呈现网络化、服务化发展趋势。将服务质量(Quality of Service,qos)约束条件作为Web服务选择的依据时,为了缩小Skyline Web服务集,提高服务选择的效率,提出一种面向Skyline Web服务的新型服务选择方法。基于代表性Skyline服务选择原理,结合效用函数与服务顺序结构组合技术,设计Web服务的优化选择算法,实现Skyline服务集的最大选择概率。基于开放的QWS数据集,针对服务选择效用值、服务选择执行时间指标进行实验,实验结果表明:相比于传统Skyline方法服务选择算法,新算法的服务选择执行时间至少减少了25%,服务选择平均效用值约提升10%。

关键词： qos约束代表性Skyline Web服务选择执行时间效用值

支持扩展qos约束的动态虚拟企业伙伴选择模型

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中国机械工程 2010年第20期21卷 2482-2487页

作者：张以文倪志伟王力李志东合肥工业大学过程优化与智能决策教育部重点实验室合肥230009 安徽大学合肥230039

现有Web服务架构为动态虚拟企业系统集成提供了良好的解决方案,但不能很好地支持扩展qos(qosextr)约束的动态虚拟企业伙伴选择。提出一种基于Web服务架构的动态虚拟企业伙伴选择扩展模型(DVEPSEM),对传统qos进行了扩展,利用qos监控系统... 详细信息

现有Web服务架构为动态虚拟企业系统集成提供了良好的解决方案,但不能很好地支持扩展qos(qosextr)约束的动态虚拟企业伙伴选择。提出一种基于Web服务架构的动态虚拟企业伙伴选择扩展模型(DVEPSEM),对传统qos进行了扩展,利用qos监控系统对企业qosextr进行实时监控和处理,同时发挥本体语义优势,建立企业服务分类集和领域本体间的映射,以提高企业服务发现的准确性和效率。基于DVEPSEM模型提出一种改进的自适应遗传伙伴选择算法(IAGA),实现qosextr约束和大规模的动态虚拟企业伙伴选择。实验表明,IAGA算法能够较大程度地减少进化代数,提高伙伴选择的准确性。

关键词：虚拟企业伙伴选择算法企业Web服务 qos约束

qos约束的情报保障系统Web服务评估与选择

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QoS约束的情报保障系统Web服务评估与选择

作者：左甜甜沈阳理工大学

学位级别：硕士

面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture,SOA)和Web服务技术在军事领域的应用日趋广泛,基于Web的指控服务交互已然成为趋势。Web服务是一种面向服务架构的技术,其通过标准Web服务协议确保各平台应用服务之间能够互操作。关于... 详细信息

面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture,SOA)和Web服务技术在军事领域的应用日趋广泛,基于Web的指控服务交互已然成为趋势。Web服务是一种面向服务架构的技术,其通过标准Web服务协议确保各平台应用服务之间能够互操作。关于Web服务的组合技术,由于能让服务具备重用性,带来更多附加价值,故而受到学术界、工业界高度重视。面向服务架构的指控系统,既要保证提供的Web服务功能达到要求,又要让决策人获得最理想的性能,而服务质量(Quality of Service,qos)决定着军事信息服务可用性、真实性。将qos约束条件作为服务选择的依据时,其难点在于求解空间过于庞大,导致基于qos的服务组合时间开销过大,因此,优化服务选择是首要的。另外,现有的选择方法均是假定服务的qos值是确定的,而在实际中,Web服务的性能因环境的变化而变化,因此对于qos信息的有效预测是必要的。本文对qos约束的Web服务选择技术中几个关键问题进行研究。(1)引入数据库查询技术中的Skyline方法,在Skyline方法的支配关系的基础上,提出代表性Skyline服务选择法。其核心思路是从服务集合内找出基于qos属性维度分类的服务集,然后选出代表性Web服务构建二叉树,从二叉树根到叶子节点依次遍历作为组合服务候选,直到寻找到满足全局qos约束的最优Web组合服务,进而优化服务组合过程。(2)提出基于时间序列的Web服务qos预测方法。它以qos不确定性分析为前提,借助qos历史数据制定qos状态变迁规则,接着依靠时间序列模型预测Web服务未来qos值,该方法具备可行性,预测准确度较高。(3)完成了qos约束的情报保障系统中Web服务选择系统的设计与开发。基于qos的Web服务体系是在SOA模型上改进的,该系统可以完成服务间的交互,达到服务选择的目的。

关键词： Web服务选择 qos约束代表性Skyline 时间序列

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一种基于qos约束的组播树构建算法

信息与控制 2008年第1期37卷 81-86页

作者：李昌兵曹长修李银国余义斌重庆邮电大学重庆400065 重庆大学自动化学院重庆400044 广东海洋大学工程学院广东湛江524025

研究基于qos约束的组播树构建问题.采用种群数自适应遗传算法构建组播树,该算法可以对进化种群数进行宏观调控;同时,使用个体寿命限制个体的生存期,实现对种群数的微观调控.仿真结果证明了该算法的有效性.

关键词：组播树遗传算法自适应种群 qos约束