區分站點狀態的兩級輪詢控制系統

楊志軍 孫洋洋

摘 要：針對提高輪詢控制模型工作效率和區分網絡優先級的問題，提出了區分站點忙閑狀態的完全門限兩級輪詢控制模型（ETTPSS）。模型以兩級優先級為基礎，依據站點的忙閑狀態采用并行處理方式只對忙站點進行信息分組發送服務。模型既能區分傳輸服務優先級又能避開對無信息分組的空閑站點的查詢，從而提高了模型資源利用率和工作效率。運用概率母函數與馬爾可夫鏈相結合的方法對該模型進行理論分析研究，精確解析了模型各個重要性能參數。仿真實驗結果表明，仿真值與理論值近似相等，說明理論分析正確合理。與普通輪詢模型相比，該模型性能大幅度提高。

關鍵詞：優先級;忙站點;輪詢模型;利用率;工作效率

中圖分類號：TN911

文獻標志碼：A

Abstract： To improve the work efficiency of polling control model and distinguish network priorities， an ExhaustiveThreshold Twostage Polling control model based on Site Status （ETTPSS） was proposed. Based on two levels of priority， parallel processing was used to only send information to busy sites according to busy and idle states of sites. The model could not only distinguish the priorities of transmission services but also avoid the queries to the idle sites without information packets， thereby improving model resource utilization and work efficiency. The method of probabilistic generating function and Markov chain was used to analyze the model theoretically， and the important performance parameters of the model were analyzed accurately. The simulation results show that the simulation values and the theoretical values are approximately equal， indicating that the theoretical analysis is correct and reasonable. Compared with normal polling model， the model performance is greatly improved.

英文關鍵詞Key words： priority; busy site; polling model; utilization; work efficiency

0 引言

輪詢控制模型具有服務質量保障的優點，一直是通信網絡中媒體訪問控制（Media Access Control， MAC）一種重要的調度方式，使其在現代網絡中應用非常普遍[1]。文獻[2]分析研究了輪詢控制模型在大數據流式計算平臺Apache Storm中的應用;文獻[3-5]分析研究了輪詢控制模型在計算機網絡異構無線網絡以及信息采集的應用。

輪詢控制模型中，對無信息分組的空閑站點的查詢會浪費模型資源。文獻[6]通過對有信息分組發送需求的忙站點分配信道避免空閑查詢，且服務器完成對當前站點的信息發送后需要經過一個轉換查詢時間才能對下一個需要信息發送的站點進行服務，而采用并行調度控制方式[7]，就是把查詢和服務過程進行并行處理，不再消耗模型的轉換查詢時間。不過，輪詢表的生成與站點忙閑狀態相互獨立，特別是當站點空閑時間較長時，接收者每次輪詢都要對空閑站點進行查詢監聽，造成模型的工作效率和資源利用率大幅度降低，并且也不能區分網絡業務優先級。文獻[8]構建“完全+門限”輪詢服務兩級模型以區分業務優先級，但是該模型查詢服務包括空閑站點在內的所有站點，信道利用率受到限制。文獻[9]提出區分站點狀態的限定（K=2）服務方式，文獻[10] 提出區分站點狀態的完全服務方式。雖然文獻[9-10]基于不同的輪詢服務方式來區分站點的忙閑狀態，以降低系統的平均等待時間和能耗來提高系統網絡資源利用率，但并未設置中心站點和普通站點來區分網絡業務的傳輸優先級。

針對上述問題，本文依據輪詢模型的動態性[11]，提出了區分站點忙閑狀態的完全門限兩級輪詢控制模型（ExhaustiveThreshold Twolevel Polling control model based on Site Status， ETTPSS）。該模型算法與文獻[9-10]相比，最大的創新是進行中心站點與普通站點的兩級設置，中心站點傳輸高優先級業務，普通站點傳輸低優先級業務，解決了網絡業務傳輸優先級的問題。該模型算法與文獻[9-10]模型算法相同之處就是同樣根據站點的忙閑狀態，對有發送需求的忙站點進行信息分組的發送服務，且服務過程與查詢過程采用并行處理方式，節省了轉換查詢時間，提高了模型工作效率。運用概率母函數[12]與馬爾可夫鏈[13]相結合的方法對該模型進行分析研究，仿真實驗表明該模型理論分析的正確合理性。

4 結語

本文提出了一種采用CNN算法進行UWB信道環境分類的方法，直接對信道統計特性進行特征提取，識別信道環境。實驗結果表明， 將CNN用于信道環境分類具有較高識別率，并且模型穩定性比較高。

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