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《基于隨機網(wǎng)絡演算的TTE網(wǎng)絡時延分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、航空學報ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaJun．252016V01．37No．61953．1962ISSN1000．6893CN11-1929／Vhttp：Hhkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa，edu．cnDOI：10．7527／$1000-6893．2015．0305基于隨機網(wǎng)絡演算的TTE網(wǎng)絡時延分析趙露茜，李峭*，林晚晴，熊華鋼北京航空航天大學電子信息工程學院，北京100083摘要：時間觸發(fā)以太網(wǎng)(TTE)是一種新穎的混合型時間觸發(fā)和事件觸發(fā)的通信網(wǎng)絡，通過引入時間觸發(fā)(TT)流量，增強了航空電子全雙工(AFDX)交換式以太網(wǎng)
2、的確定性。雖然TT流量具有完全的時間確定性，但是與AFDX中虛擬鏈路(VL)兼容的速率約束(RC)流量仍具有一定非確定性。傳統(tǒng)用于AFDX網(wǎng)絡實時性能分析的方法在考慮TT流量固定分區(qū)調(diào)度時隙的影響下已不再適用，為了保障RC流量的實時性能，分別提出了基于確定性網(wǎng)絡演算和隨機網(wǎng)絡演算兩種延遲分析模型。在確定性網(wǎng)絡演算下，通過構(gòu)造TT流量的聚合到達曲線和RC流量的服務曲線以得到RC的確定性延遲上界；在隨機網(wǎng)絡演算下，通過切諾夫(Chernoff)邊界定理構(gòu)造RC流量的兩狀態(tài)伯努利分布模型，得到概率保證下的延遲上界。對比實驗結(jié)果表明：隨機網(wǎng)絡演算模型可以有效減小確定性網(wǎng)絡演算模型對RC流量性能
3、分析的悲觀性，同時從一定程度上驗證了兩種理論分析模型的正確性。關(guān)鍵詞：航空電子；時間觸發(fā)以太網(wǎng)；性能分析；網(wǎng)絡演算；隨機網(wǎng)絡演算；延遲上界中圖分類號：V247；TP393文獻標識碼：A文章編號：1000—6893(2016)06—195309時間觸發(fā)以太網(wǎng)[1‘3](TTE)是一種改進時間關(guān)鍵性和安全關(guān)鍵性的應用于航空航天領域的網(wǎng)絡，它通過離線設計時間觸發(fā)(TT)流量的調(diào)度時隙，部分消除了航空電子全雙工(AFDX)交換式以太網(wǎng)[4]的非確定性。TTE網(wǎng)絡為了支持不同實時性和安全性需求的應用，將流量劃分為3類[5]，TT流量、速率約束(RC)流量和盡力傳(BE)流量。TT流量用于對延遲、
4、抖動等確定性要求高的應用，RC流量用于對確定性要求稍弱一些的應用，它與AFDX中虛擬鏈路(VL)的傳輸模式兼容，BE流量為傳統(tǒng)以太網(wǎng)通信方式，具有最低優(yōu)先級且無需服務質(zhì)量(QoS)保證。目前國內(nèi)外對于TTE網(wǎng)絡研究主要集中在網(wǎng)絡的配置優(yōu)化以及TT調(diào)度表的離線設計。Tamas—Selicean等哺73在考慮最小化RC延遲的情況下，綜合優(yōu)化TTE網(wǎng)絡的虛擬鏈路幀分配、路由分配等配置方法；文獻E83針對分區(qū)調(diào)度表提出了一種基于時間窗檢測的TT與RC流量的轉(zhuǎn)換策略。此外，Steiner[9州提出一種基于可滿足性模理論(SMT)解析器的TT調(diào)度表生成方法，通過給定的約束集求得滿足條件的可行解；T
5、amas—Selicean和Steiner¨1123基于Tabu搜索離線設計了TT調(diào)度表，并在TT調(diào)度的前提條件下對RC流量時序關(guān)系進行分析。文獻[131引人一種分區(qū)的調(diào)度機制，將每個基本周期劃分為專門用于發(fā)送TT流量和RC／BE流量的兩段。目前對于RC流量確定性分析的研究還比較少，由于TT幀固定調(diào)度時隙的影響，傳統(tǒng)用于AFDX網(wǎng)絡實時性能分析的方法[1r伸1已不再適收稿日期：2015．07．08；退修日期：2015．09．06；錄用日期：2015—11—13；網(wǎng)絡出版時間：2015—11—2314：29網(wǎng)絡出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／111929．V2
6、01511231429006．html基金項目：國家自然科學基金(61301086)；中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金(YWF一14-DZXY一018，YWF·14·DZXY-023)*通訊作者．Tel，：010-82338894E—mail：avionics@buaaedu．ca鰳壤格武I趙露茜。李峭。林晚睛．等．基于隨機甄絡演算的TTE甄絡時延分析￡正．航空學報。2016t37(6)：1953·1962．ZHAOLX，LIQ，LINWQ，etalStochasticnetworkcalculusforanalys，soflatencyonTTEthernetnetworkEJJAct
7、aAeronauticaetAstronauti—CaSinica，2016，37(6)：1953—1962航空學報用。文獻[19]中針對TT流量的孔隙調(diào)度模型，提出了確定性網(wǎng)絡演算對RC流量的分析方法，然而由于最壞情況為小概率事件，上述分析方法下的最壞延遲估計具有較大的悲觀性。本文針對TT流量的分區(qū)調(diào)度模型，提出基于確定性網(wǎng)絡演算的RC性能分析模型，同時為了改善確定性網(wǎng)絡演算帶來的悲觀性，本文還基于隨機網(wǎng)絡演算對RC流量進行分析建模，分別得到
