全双工和半双工 CSMA/CD EPON 的性能比较

全双工和半双工 CSMA/CD EPON 的性能比较

一、Performance Comparison Between Full-Duplex and Half-Duplex CSMA/CD EPON(论文文献综述)

赵静[1](2021)在《可见光组网的管控技术研究》文中研究指明目前,可见光通信(Visible Light Communication,VLC)已逐渐被视为解决射频(Radio Frequency,RF)频谱资源瓶颈的有效方案,但是由于其研究重点多集中于点对点通信,使用场景非常受限。可见光组网,作为可见光通信的具体应用技术,凭借可见光传输的诸多优势,具有广泛的应用场景和巨大的研究价值。然而,由于目前可见光组网并没有一套完整且可靠的组网协议,很多管控技术的研究无法推进,使得其一直停留在理论探索阶段。本文针对上述难题,参与设计了一个双向可见光组网系统,并基于此系统完成了基于时隙的多路访问控制协议的仿真和实验验证;此外,本文还针对可见光组网的网络管理方面的需求,分别设计并实现了应用于可见光组网的拓扑发现机制和网络管理系统。本文的主要研究工作如下:(1)本文参与设计了一个上下行均使用可见光通信链路的双向可见光组网系统,选择了合适的网络拓扑结构,完成了组网系统的架构设计和MAC层功能模块设计,为可见光组网的管控技术研究提供了基础条件。(2)基于上述组网系统的设计,本文提出了一种基于时隙的多路访问控制协议,用于解决组网的全双工通信问题和多用户接入问题;并且,详细说明了终端接入过程、数据传输过程、关键机制和系统参数等技术方案的设计;最后,通过仿真分析了关键参数对系统性能的影响,并利用组网实验平台完成了该协议的可行性验证。(3)在双向可见光组网系统研究的基础上,本文提出了一种应用于双向可见光组网的拓扑发现机制,将及时感知组网的拓扑变化并获取拓扑信息作为研究重点,完成了拓扑发现机制的详细设计;并且,针对组网的应用需求,搭建了一个拥有一百个终端的组网系统仿真平台;最后,通过仿真证明了拓扑发现机制的有效性,并评估了该机制在两种应用场景下对组网系统性能的影响。(4)针对可见光组网的可视化管控需求,本文全面分析了组网系统的网络管理需求;并根据需求分析,完成了一个基于web的可见光组网网络管理系统的方案设计,包括整体架构设计、各功能模块设计和数据库表设计等;最后,通过等效实验验证了所设计的网络管理系统对被管设备的可视化集中管控的功能,为整个组网系统正常、可靠且高效地运行提供了保障。

张相如[2](2021)在《无线全双工通信场景下的传输调度与主动侦听方案研究》文中认为近年来,随着移动数据业务量爆炸式增长,下一代的无线通信技术面临着频谱资源匮乏、通信信息安全等重大挑战。全双工技术因其支持设备的同频同时收发数据已成为迎接这些挑战的关键技术之一。为了提升无线频谱效率,研究了全双工无线局域网中的传输调度方案来提升网络效用;为了增强主动侦听性能,研究了结合导频污染技术的全双工主动侦听方案以实现有效的信息侦听。具体研究内容和主要贡献如下:(1)在采用全双工接入点(Access point,AP)的无线局域网中,AP发送数据给下行用户节点的同时接收上行用户节点数据。随之引入的上下行干扰会降低网络的频谱效率。为了管理网络中的复杂干扰,提出了以总的下行用户效用最大化为目标的传输调度方案。在该方案中,通过对AP和上行用户发送功率,接入强度以及用户配对关系的联合优化,使得下行用户节点总效用最大化。对所建模的混合整数非线性规划问题,基于连续凸近似和交替迭代设计出了高效的传输调度方案。仿真结果表明了提出的传输调度方案的有效性。(2)在多输入多输出频分双工无线信息侦听场景中,由于配置大规模天线阵列的可疑源端采用了有限导频估计信道,使得侦听器获得的信道状态信息(Channel state information,CSI)是不完美的。为了提高在不完美CSI下的有效侦听数据速率,提出了一种联合导频污染和协作干扰技术的全双工主动侦听方案。在该方案中,侦听器在训练阶段发送欺骗导频控制可疑终端的信道估计,并在数据发送阶段发送人工噪声调整可疑数据速率。另外,通过优化侦听器的欺骗导频序列和发送功率,使得可疑信道评估误差最大化。并通过设计侦听器的收发波束赋形,使得有效窃听速率最大化。仿真结果表明了提出的侦听方案的可行性,而且提出的联合优化方案在提升系统侦听性能方面明显优于两种现有的方案。

简捷[3](2020)在《基于以太网的列车通信网络多业务调度优化策略研究》文中认为随着信息技术的发展,人工智能、大数据、云计算、物联网等先进技术与轨道交通装备不断深度融合,高速动车组体现出智能化和信息化的核心特征。列车通信网络(Train Communication Network,TCN)在承载控制数据之外,需要产生、整合、传输、处理更多源、更大量、更高维的运行及服务数据,实现多业务数据的融合传输。虽然实时以太网技术的引入大大扩展了TCN的带宽,但目前多业务数据在网络中所采用的仍是多网并存、低流量运行的实时性保障方法。在新的业务需求迅速扩展的要求下,为保证多种类型数据的实时性、安全性、可靠性,提升网络资源的利用率,需要对基于以太网的TCN多业务通信的传输模型与调度机制进行深入研究。本文从实时周期数据、实时非周期数据和流媒体数据三种类型业务的传输需求出发,分别讨论了数据的通信模型、网络资源调度算法以及实时性分析方法,主要研究成果如下:1、基于时间触发的实时周期数据调度优化。建立基于时间触发机制的TCN周期数据调度模型;分析以太网TCN的时延构成,并在此基础上形成实时周期数据调度的统一时态约束条件;为兼顾控制与调度性能,构建基于数据抖动和负载均衡的周期调度表优化模型;针对优化模型,提出基于模糊控制的量子粒子群自适应优化算法和基于可调度性排序的可满足性模块理论约束规划算法,进行周期数据时间触发调度表的计算;在TCN拓扑下,基于随机流量进行调度表的性能评估,证明算法的有效性。2、实时非周期数据队列调度优化。依据TCN优先级业务特点,建立实时非周期数据与时间触发数据的融合传输机制,并在此基础上提出实时非周期数据的动态平滑加权轮询-最小截止期优先两级调度方案,综合考虑业务排队长度、优先级、差错丢包数量等因素对轮询权重的影响,避免高优先级业务数据长时间阻塞端口;通过平滑调整轮询顺序,保证子队列轮询公平性与均衡性,提高网络业务整体的时延性能;通过二级截止期调度,保证在同一优先级队列内,紧急数据的优先转发。3、实时非周期数据队列时延的理论计算与实测估计方法优化。在理论时延计算方法上,建立实时非周期数据随机网络演算模型,允许业务在规定的概率下超出统计边界,推导在基于多跳交换机网络的周期、非周期数据融合传输机制下,多优先级队列轮询的理论时延上限。在现场测试方法上,建立实时业务数据端到端递交延误率的先验概率分布,通过统计有限时间内,测试样本中超过截止期的延误帧数量,建立基于贝叶斯规则的延误率后验概率模型,将时延测试问题转化为统计学的置信度问题,为TCN现场实时性指标的测试时间及样本数量的选择提供理论依据。4、基于定价机制与纳什均衡的流媒体数据带宽分配策略。在时间触发周期模型的基础上,建立TCN控制系统与流媒体数据融合传输的模型,分析业务传输的实时性保障性能。结合TCN带宽资源及流媒体数据业务特点,提出一种基于业务体验质量、网络传输性能和缓存要求的流媒体数据网络效用综合评价模型。基于经济学的执行理论与定价机制,将流媒体数据带宽分配问题转换为非合作博弈纳什均衡的求解问题;针对流媒体数据系统效用私密性、决策分散性特点,设计分布式策略定价机制进行码率与带宽的协商与定价,并通过实验验证了算法的有效性。5、搭建基于列车实时数据协议的TCN多业务传输验证平台。以典型的以太网TCN的两级结构与网络拓扑为原型,完成验证平台的设计。通过列车实时控制系统,以太网TCN状态感知系统及列车流媒体播放系统进行平台组网实验,对不同网络负载下的列车通信质量进行时延、抖动及业务平稳性的测试,验证本文所提算法的有效性。

王晓宇[4](2020)在《基于FPGA的工业以太网控制器IP核研究与设计》文中进行了进一步梳理随着科学技术的不断发展,以太网技术已经深入到我们日常生活中的方方面面,同时,从以太网技术延伸出的工业以太网技术在工业自动化系统中扮演着至关重要的角色。工业以太网通信环境具有较大的不确定性,需要针对现场实际使用改变硬件或软件的设计。而FPGA具有可灵活配置的特点,使用FPGA设计工业以太网控制器正好符合了工业以太网对系统灵活性的需求。根据采用FPGA开发具有高灵活性与高拓展性的工业以太网控制器的需求以及Zynq良好的发展前景,本论文基于Xilinx公司Zynq-7000系列FPGA平台,对工业以太网控制器的工作原理以及各功能模块进行分析,采用了软硬件结合设计的方式,提出一套基于FPGA的工业以太网控制器IP核系统设计方案,能够实现数据发送与接收的功能。论文首先简述了TCP/IP协议族相关的基础理论,包括TCP/IP协议族的分层、CSMA/CD协议,分析了工业以太网控制器的工作原理,其中对数据发送与接收的流程进行了详细的论述。其次,基于CSMA/CD协议改进了工业以太网的传输实时性。通过对非坚持CSMA/CD中时隙的再分割,提出一种基于工业以太网的时隙非坚持CSMA/CD算法,并在MATLAB仿真平台上进行模型搭建并仿真,结果显示其与非坚持CSMA/CD算法相比,时延更低,吞吐量更高且信道利用率也更高。接着,基于AXI总线设计了AXI控制器IP核,以它和Ethernet Subsystem IP核为核心搭建了工业以太网控制器IP核硬件平台。其中,Ethernet Subsystem IP核负责通过以太网口发送与接收数据,AXI控制器IP核负责将接收到的数据保存到DDR中,或者将待发送的数据从DDR中传输给Ethernet Subsystem IP核。然后对工业以太网控制器软件部分进行模块化设计,五个模块分别设计为主机接口模块、控制模块、数据发送和数据接收模块、计数器模块,论述了各个模块的工作原理和实现方法。最后,搭建了硬件测试平台,使用Wireshark、网络调试助手等软件对所设计的工业以太网控制器进行功能验证和性能测试。测试结果表明,基于FPGA的工业以太网控制器工作正常,能够与PC建立TCP连接并进行数据的接收与发送,最大传输速率接近100Mbps,满足了系统的设计要求。本论文设计的基于FPGA的工业以太网控制器与传统控制器相比,具有稳定性高、传输速度快的优点,并可以根据实际使用需要进行配置或扩展,满足了工业以太网系统对灵活性方面的要求。

孙悦[5](2020)在《应用于混合网络的以太网控制系统设计》文中认为随着互联网的不断发展,在SOC片上系统实现网络通信协议已经成为一种趋势。本文的系统设计基于自主设计的SOC板卡实现了一种应用于混合网络的以太网控制系统。混合网络系统将以太网通信与光纤通道网络结合,发挥以太网价格低廉和光纤通道网络传输速率快的优势。本文首先对以太网协议、SOC片上系统、以及uIP协议栈的背景进行了阐述,随后对以太网协议的发展和MAC协议在国内外的研究现状进行了调研,之后针对以太网通信系统涉及的MAC协议和TCP/IP协议作了必要的理论基础介绍。本文基于以太网通信系统的原理,采用软硬件协同设计的方式对其进行系统搭建。硬件电路通过MAC控制器实现以太网协议。MAC控制器主要包含七个功能模块:总线接口模块、数据接收模块、数据发送模块、流量控制模块、MII模块、寄存器模块。此外,本文对MAC控制器与处理器单元之间的AXI总线进行了时序分析。软件部分移植的uIP协议栈,提供了网络协议的上层通信协议部分,并为用户提供了上层应用接口和硬件驱动接口。本设计根据MAC控制器的特性编写了硬件驱动,实现uIP协议栈与MAC控制器的交互,根据系统对节点的控制需求,编写了相应的应用函数。混合网络系统的搭建以视频数据传输为例。其中,PC主机通过以太网通信系统实现对各节点的传输控制,节点之间通过光纤通道网络实现视频数据的交换。混合网络系统的硬件部分包含视频传输通路、光纤数据通路、以太网通路,软件部分包含定时器中断处理、DMA中断处理、VDMA中断处理、uIP轮询检测机制。通过PC机的指令信息,对各终端的视频数据发送和接收进行控制。本文最后通过使用wireshark工具以及NetAssist网络调试助手,对以太网系统的连接进行测试,确认可以正确接收信息指令,实现以太网系统对于光纤通道网络传输的控制。

刘松[6](2019)在《边缘无线网络全双工介质访问控制关键技术研究》文中提出随着5G时代的到来,物联网应用的大量部署,边缘无线网络迫切需要更大的网络容量、更小的传输延迟和更高的频谱利用率来支撑数据流量的爆炸式增长和多样化的应用需求。作为5G候选技术的带内全双工技术凭借着可以在同一频率上同时收发报文实现频谱利用效率的倍增,得到了学术界和业界的广泛关注。然而,如何利用全双工技术点到点之间的潜在通信优势,实现网络级的性能提升,需要介质访问控制(MAC)层和更高层协议的配合。其中,MAC层协议的性能直接关系到上层协议的表现,决定了上层协议的网络性能上限。因此,本文重点研究全双工MAC协议的设计与实现。为了解决无线全双工信道竞争中的节点间干扰和非对称流量问题,本文首先提出了一种新型的集中式全双工MAC协议,pFD-MAC。在该协议中,本文设计了一种基于轮询的传输机制,并对轮询策略在全双工网络中的影响进行了研究。通过将节点间干扰特征表征为有向非冲突图,将全双工网络中的轮询策略生成问题进行了理论建模,并证明该问题是NP难问题。为了可以在报文传输的同时并行快速的生成轮询策略,设计了一个流量感知的启发式算法。采用该算法生成的轮询策略,使得接入点(AP)可以有效地利用全双工通信机会,实现报文的高效并行传输。此外,为了在不牺牲网络吞吐率的情况下保证公平性,本文将并行传输时间纳入公平性评估标准中,并针对新的公平性评估标准改进了现有的差额轮询(DRR)算法。仿真结果表明,与现有的两种集中式MAC协议相比,pFD-MAC协议在保持公平性的同时,可以在网络吞吐率和传输延迟方面获得更高的性能。考虑到集中式传输调度的局限性和网络通信环境动态变化的特点,本文提出了一个基于载波侦听多路访问(CSMA)机制的分布式全双工MAC协议。在该协议中,假设接入点使用全双工通信模式而终端工作在半双工模式。为了充分利用全双工传输以提升网络性能,本文以最优化网络吞吐率为目标,将全双工中的传输调度问题转化为一个多臂赌博机问题。为了自适应地解决动态通信环境中的全双工传输调度问题,设计了一个具有在线学习功能的基于窗口约束的贝叶斯优化算法,主要包括:1)重新设计了奖励函数以激励全双工吞吐率提升;2)引入学习增幅因子以提升算法收敛速度;3)增加窗口约束函数以提高算法对动态通信环境的适应性。此外,本文还设计了一种基于两次握手机制的报文传输流程,并对该机制使用马尔科夫链进行了理论建模分析。仿真结果表明,本文提出的分布式全双工MAC协议可以提高全双工通信的利用机会,且可以在动态变化的通信环境中保持稳定的网络性能。最后,考虑到基于AP的无线网络中,全双工AP的部署不但影响着网络覆盖质量还一定程度决定了全双工传输机会,本文从全双工AP部署的角度对优化MAC协议的全双工传输机会进行了研究。首先,从理论上推导了不同AP部署方案下的全双工传输概率密度函数,分析了不同的全双工AP部署方案对于网络吞吐率的影响。分析结果表明,优化AP部署策略可以获得更多的全双工传输机会,进而有效地提高网络性能。其次,以获得最优化网络吞吐率为目标,对全双工AP部署问题进行了建模,将AP部署问题表述为一个整数非线性规划问题。为了有效地求解该问题,本文设计并实现了一种基于局部束搜索的启发式算法。通过仿真实验,深入比较了全双工AP部署与传统半双工网络的不同,以及不同的全双工AP部署策略对全双工网络吞吐率的影响。实验结果表明,本文提出的启发式算法在全双工AP部署问题中可以以较低的代价逼近网格搜索算法获得的最优解。

黄天宇[7](2019)在《全双工WLAN中基于CSMA的资源调度算法设计与实现》文中研究说明近年来,随着通信技术的快速发展,人们对无线通信的要求急剧升级。为了满足人们日益增长的数据流量需求,全双工技术已经被广泛研究用来解决这一难题。然而全双工通信在提升系统性能的同时也带来了用户间的干扰问题,因此如何设计有效的调度方案来解决用户之间的干扰问题从而充分利用全双工技术所带来的性能提升具有重要的研究意义。另一方面,在当前的无线局域网中,由于移动终端设备的局限性,无法随时随地为其提供持续的能量供应,大多数移动终端(例如手机,平板电脑)都是靠电池来供应能量。因此,在应用全双工技术提升系统性能的同时还需要考虑节能问题,即在保证通信需求的前提下,设计有效的方案来减少能量的消耗具有重要的应用价值。具体而言,本文研究的主要内容和创新之处在于:(1)在全双工无线局域网中设计一个基于载波侦听多路访问的用户效用最大化调度方案来充分发挥接入点的全双工能力。具体来说,首先分析在无线局域网中,全双工接入点与半双工用户之间发送数据的过程,建立全双工场景下的网络拓扑;然后分析了不同用户之间的干扰关系,选取合适的配对方案,完成上下行链路的配对;接下来基于配对结果,调整上行用户的接入强度来最大化下行用户的效用总和;仿真结果表明本文提出的调度方案性能优于其他已有的全双工调度方案。(2)研究当全双工无线局域网中使用节点间干扰消除技术时的节能问题。具体来说,首先在传统的全双工无线局域网中引入节点间干扰消除技术,建立新的系统模型;通过基于信号与干扰加噪声比的用户配对算法来完成上下行用户的配对;在满足上下行用户基本数据速率需求的条件下,建立功率控制方案来最小化系统总的能耗;通过仿真分析验证所提节能方案的有效性,并与已有的节能方案进行对比,发现我们的方案具有更好的节能效果。

刘圣波,付立群[8](2018)在《全双工CSMA网络中的隐藏终端问题研究》文中指出同时同频全双工技术允许节点在同一频带内同时发送和接收信号,理论上可以将频带利用率提高一倍。该技术虽然可以有效缓解传统CSMA网络中的隐藏终端问题,但是全双工CSMA网络中的隐藏终端问题仍然缺少全面且深入的研究。对半双工CSMA网络中隐藏终端问题及其解决方案进行了分析,介绍了全双工CSMA网络中的4种传输模式,理论分析和实验仿真说明了全双工CSMA网络中的隐藏终端问题。最后进一步分析了一些现有的全双工媒体访问控制(Medium Access Control,MAC)协议,并提出了几个在设计全双工MAC协议时为解决隐藏终端问题而应该考虑的问题。

孙彦景,左海维,李松[9](2016)在《带内全双工无线通信自干扰消除及MAC调度研究综述》文中研究指明带内全双工(in-band full-duplex,IBFD)无线通信允许节点在同一频段上同时进行发送和接收,与传统双工相比理论上最大可成倍提高频谱利用率。分析了IBFD无线全双工通信需要解决的主要技术问题,系统性地归纳了IBFD无线通信研究现状。介绍了IBFD无线通信系统模型和关键技术,特别强调了自干扰消除方法和媒体接入控制(medium access control,MAC)层协议及调度机制的研究。最后结合当前研究和应用热点,提出了未来IBFD无线通信发展趋势和研究方向。

邹玉涛[10](2016)在《单信道全双工MAC协议研究》文中认为全双工通信技术可以提高链路容量和频谱利用率,是5G和未来无线通信系统的关键技术之一。单信道全双工通信是指收发机可以在一个频带内同时接收和发送信息。随着针对全双工系统的自干扰消除(SIC)技术的不断发展,全双工通信终将得以实现。全双工技术会给现有无线局域网(WLAN)带来极大的变革,传统的半双工MAC协议已无法适应全双工WLAN,因此为了进一步提高WLAN的网络容量和频谱效率,需要研究全双工MAC协议。论文围绕单信道全双工MAC协议展开,在分析IEEE802.11标准MAC层分布式协调功能(DCF)和点协调功能(PCF)基础上,研究了单信道全双工DCF(FD-DCF)协议、全双工CSMA(FD-CSMA)协议和全双工PCF(FD-PCF)协议。具体内容和创新点如下:一、针对传统半双工DCF(HD-DCF)不适用于全双工WLAN的问题,提出一种单信道全双工DCF(FD-DCF)协议。该协议结合不同的网络场景和站点的全双工能力,对RTS/CTS帧进行合理填充,提出了四种工作模式,分别是同步全双工模式、异步全双工模式、条件半双工模式以及半双工模式,分析了FD-DCF在四种不同工作模式下的链路建立流程;结合改进马尔科夫(Markov)模型,推导了FD-DCF协议的碰撞概率、归一化饱和吞吐量、介质访问时延等指标。仿真结果显示,FD-DCF的性能比传统DCF的性能具有较大幅度的提升,特别在帧长较长、站点数较少、数据传输速率较低时,FD-DCF的吞吐量与介质访问时延的提升效果更加明显;与经典的全双工协议“ContraFlow”相比,所提协议通过牺牲极少的吞吐量和时延性能,以满足全双工网络、半双工网络以及混合双工网络的通信需求。二、针对传统CSMA机制对碰撞的感知迟缓问题,同时考虑物理层载波侦听不理想的情况,提出一种全双工CSMA(FD-CSMA)协议。该协议利用全双工技术进行不间断的载波侦听,当碰撞发生时立即停止发送数据,以此缩短对碰撞的感知时间。分析了FD-CSMA协议在干扰环境下的载波侦听和碰撞避免机制,以及在物理层载波侦听存在虚警和漏检情况下的帧传输流程。结合改进Markov模型,研究了FD-CSMA协议的归一化饱和吞吐量和介质访问时延等性能。仿真结果显示,FD-CSMA的性能比传统CSMA有明显的提升,特别在站点数较多和帧长较长的情况下,性能改善更为明显。三、针对半双工PCF(HD-PCF)协议在全双工WLAN中轮询效率不高的问题,提出一种单信道全双工PCF(FD-PCF)协议。该协议充分利用各站点的全双工能力,引入全双工轮询列表(FD-PL)结构以适应全双工网络、半双工网络和混合双工网络的应用场景,并采用集中轮询的方式分配信道的使用权。分析了FD-PCF的通信规则和帧传输流程,利用M/G/1休假队列模型分析了所提FD-PCF的介质访问时延、归一化吞吐量等性能。仿真结果显示,FD-PCF的性能比传统PCF的性能有显着提升,特别在帧长较长和包到达率较大时,系统性能改善更为显着。

二、Performance Comparison Between Full-Duplex and Half-Duplex CSMA/CD EPON(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Performance Comparison Between Full-Duplex and Half-Duplex CSMA/CD EPON(论文提纲范文)

(1)可见光组网的管控技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 可见光组网
        1.1.2 可见光组网的管控技术
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 可见光通信
        1.2.2 可见光组网
        1.2.3 组网的多路访问控制协议
        1.2.4 组网的网络管理及拓扑发现
    1.3 论文主要工作及创新点
        1.3.1 双向可见光组网及其多路访问控制协议
        1.3.2 应用于双向可见光组网的拓扑发现机制
        1.3.3 基于web的可见光组网网络管理系统
    1.4 论文的结构层次安排
第二章 双向可见光组网及其多路访问控制协议
    2.1 双向可见光组网的系统设计
        2.1.1 拓扑结构选择
        2.1.2 系统架构设计
        2.1.3 MAC层功能模块设计
    2.2 基于时隙的双向可见光组网多路访问控制协议设计
        2.2.1 多路访问控制协议分析
        2.2.2 基于时隙的多路访问控制协议的方案设计
        2.2.3 关键参数设计
    2.3 仿真分析与实验验证
        2.3.1 仿真分析
        2.3.2 实验验证
        2.3.3 结果分析
    2.4 本章小结
第三章 应用于双向可见光组网的拓扑发现机制
    3.1 大规模双向可见光组网系统的拓扑设计
    3.2 应用于组网系统的拓扑发现机制设计
    3.3 仿真分析
        3.3.1 OMNeT++仿真原理
        3.3.2 仿真场景与参数配置
        3.3.3 评估指标的定义与计算
        3.3.4 仿真结果与分析
    3.4 本章小结
第四章 基于web的可见光组网网络管理系统
    4.1 网管技术原理分析
    4.2 可见光组网网管系统的需求分析
    4.3 基于web的网管系统的方案设计
        4.3.1 整体架构设计
        4.3.2 功能模块设计
        4.3.3 数据库表设计
    4.4 基于web的网管系统的功能实现
        4.4.1 开发工具
        4.4.2 功能实现
    4.5 本章小结
第五章 论文总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 展望
缩略词索引
参考文献
致谢
攻读学位期间获得的科研成果目录

(2)无线全双工通信场景下的传输调度与主动侦听方案研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 全双工自干扰消除技术
        1.3.2 全双工介质访问控制协议
        1.3.3 全双工WLAN中传输调度
        1.3.4 全双工主动侦听
    1.4 本文主要研究内容、创新点和组织结构
第二章 相关技术
    2.1 全双工技术
    2.2 CSMA/CA协议
    2.3 主动侦听技术
    2.4 导频污染下的信道状态信息获取
第三章 全双工WLAN中的传输调度方案设计
    3.1 引言
    3.2 系统模型与问题建模
        3.2.1 系统模型
        3.2.3 问题建模
    3.3 传输调度方案设计
        3.3.1 功率分配和接入强度调整
        3.3.2 用户配对
    3.4 仿真结果与性能分析
    3.5 本章小结
第四章 全双工主动侦听系统导频与波束赋形的联合设计
    4.1 引言
    4.2 系统模型
        4.2.1 导频污染下的信道训练
        4.2.2 反馈信息窃取
        4.2.3 干扰攻击下的数据传输
    4.3 侦听方案设计
        4.3.1 训练阶段侦听器的导频设计和功率分配
        4.3.2 数据传输阶段侦听器的收发波束赋形设计
    4.4 仿真结果与性能分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士期间的学术活动及成果情况

(3)基于以太网的列车通信网络多业务调度优化策略研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 背景与意义
    1.2 基于以太网的列车通信网络
        1.2.1 列车通信网络的基本要求
        1.2.2 实时以太网的研究现状
        1.2.3 基于以太网的列车通信网络应用
    1.3 基于以太网的列车通信网络多业务调度
        1.3.1 TCN多业务数据分类
        1.3.2 TCN多业务数据调度
        1.3.3 相关问题研究现状
    1.4 论文整体结构
2 基于FQPSO和 SMT理论的实时周期业务调度优化
    2.1 引言
    2.2 周期任务调度优化建模
        2.2.1 时间触发通信机理
        2.2.2 列车通信网络建模
        2.2.3 任务调度约束条件
        2.2.4 抖动与负载均衡目标
    2.3 模糊控制量子粒子群算法
        2.3.1 量子粒子群算法
        2.3.2 收缩-扩张系数与势阱长度关系
        2.3.3 基于模糊控制的量子粒子群自适应优化算法
    2.4 基于可调度性排序SMT的时间触发调度
        2.4.1 可满足性模块理论
        2.4.2 周期业务可调度性排序
    2.5 调度表性能评估
        2.5.1 算法流程
        2.5.2 网络环境
        2.5.3 算例分析
    2.6 本章小结
3 实时非周期业务调度与分析优化方法
    3.1 引言
    3.2 实时非周期数据融合调度模型
        3.2.1 实时非周期数据传输特征
        3.2.2 实时非周期数据融合传输机制
        3.2.3 动态平滑加权轮询—最小截止期优先两级调度
    3.3 基于随机网络演算的实时非周期数据时延计算
        3.3.1 随机网络演算理论
        3.3.2 TCN实时非周期数据到达与服务过程
        3.3.3 TCN实时非周期数据积压与时延边界计算
    3.4 基于贝叶斯规则的实时非周期业务时延估计方法
        3.4.1 业务端到端时延测试
        3.4.2 数据帧延误先验与后验概率分布
        3.4.3 基于目标置信度的端到端数据延误率估计算法
    3.5 算例仿真与分析
        3.5.1 随机网络演算算例分析
        3.5.2 DSRR-EDF调度仿真
        3.5.3 贝叶斯时延测试方法分析
    3.6 本章小结
4 基于定价机制与纳什均衡的流媒体数据带宽分配策略
    4.1 引言
    4.2 列车通信网络流媒体数据融合传输模型
        4.2.1 流媒体数据业务传输特征
        4.2.2 流媒体数据融合调度模型
        4.2.3 流媒体数据带宽决定因素
        4.2.4 流媒体数据综合效用评价模型
    4.3 基于策略定价机制与纳什均衡的流媒体数据码率竞争策略
        4.3.1 执行理论与定价机制
        4.3.2 基于纳什均衡的流媒体数据码率策略定价机制
        4.3.3 策略定价机制设计及求解
        4.3.4 纳什均衡解的有效性
        4.3.5 基于策略定价机制的调度算法设计
    4.4 仿真分析
        4.4.1 仿真平台结构
        4.4.2 流媒体QoE性能参数拟合
        4.4.3 基于策略定价机制的码率竞争仿真
    4.5 本章小结
5 基于以太网的列车通信网络多业务传输验证平台
    5.1 引言
    5.2 验证平台总体设计
        5.2.1 TCN多业务系统结构
        5.2.2 总体设计
    5.3 基于TCN的多业务子系统设计
        5.3.1 基于TRDP的实时通信子系统
        5.3.2 基于TRDP-MIB的以太网TCN状态感知子系统
        5.3.3 基于MPEG DASH的 PIS视频播放子系统
    5.4 平台组网实验
        5.4.1 实时周期数据调度实验
        5.4.2 实时非周期数据调度实验
        5.4.3 流媒体数据调度实验
    5.5 本章小结
6 结论
    6.1 全文工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(4)基于FPGA的工业以太网控制器IP核研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 IP核简介
    1.4 主要研究内容
第2章 工业以太网控制器工作原理分析
    2.1 工业以太网基本原理
        2.1.1 TCP/IP协议族分层
        2.1.2 帧格式介绍
        2.1.3 CSMA/CD协议
    2.2 工业以太网控制器工作机理
        2.2.1 帧的发送与接收
        2.2.2 流量控制
        2.2.3 MII接口
    2.3 本章小结
第3章 工业以太网CSMA/CD实时性改进
    3.1 算法改进原理
        3.1.1 非坚持CSMA/CD
        3.1.2 时隙非坚持CSMA/CD
    3.2 算法框架
        3.2.1 通信模型搭建
        3.2.2 评价指标
    3.3 改进方案
        3.3.1 参数设置
        3.3.2 算法流程
    3.4 仿真分析
    3.5 本章小结
第4章 工业以太网控制器IP核硬件设计
    4.1 开发平台介绍
        4.1.1 硬件开发平台
        4.1.2 软件开发平台
    4.2 系统框架
        4.2.1 设计目标与设计原则
        4.2.2 总体方案设计与系统结构
    4.3 工业以太网控制器IP核
        4.3.1 AXI控制器IP核设计
        4.3.2 IP核总体方案设计
    4.4 本章小结
第5章 工业以太网控制器IP核软件设计
    5.1 主机接口
    5.2 控制模块
    5.3 数据发送模块
        5.3.1 数据发送主程序
        5.3.2 错误处理模块
        5.3.3 校验模块
    5.4 数据接收模块
        5.4.1 数据接收主程序
        5.4.2 地址检查模块
        5.4.3 校验模块
    5.5 计数器模块
    5.6 本章小结
第6章 工业以太网控制器IP核性能测试与分析
    6.1 主机接口模块测试
    6.2 FPGA与 PC连接测试
    6.3 数据传输速度测试
    6.4 本章小结
第7章 总结
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果

(5)应用于混合网络的以太网控制系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 以太网通信网络协议
    2.1 网络模型
    2.2 以太网MAC协议
        2.2.1 以太网帧格式
        2.2.2 以太网半双工模式
        2.2.3 以太网全双工模式
    2.3 TCP/IP协议
    2.4 本章小节
第三章 以太网系统的MAC控制器研究
    3.1 MAC控制器的总体架构
        3.1.1 MII模块
        3.1.2 数据接收模块
        3.1.3 数据发送模块
        3.1.4 流量控制模块
        3.1.5 寄存器模块
    3.2 AXI总线协议
        3.2.1 数据通道与总线互联
        3.2.2 通道握手机制
        3.2.3 传输时序
    3.3 本章小节
第四章 uIP协议栈的移植
    4.1 uIP协议栈的架构
    4.2 uIP主程序设计
        4.2.1 uIP程序的初始化
        4.2.2 uIP轮询检测机制
        4.2.3 用户例程
        4.2.4 参数设置
    4.3 定时器在uip协议栈中的应用
        4.3.1 私有定时器中断
        4.3.2 定时器中断
        4.3.3 轮询定时器
    4.4 硬件驱动的编写
        4.4.1 关于硬件初始化配置
        4.4.2 数据包发送函数packet_send()
        4.4.3 数据包接收函数packet_recieve()
    4.5 软硬件数据交互流程
        4.5.1 数据发送流程
        4.5.2 数据接收流程
    4.6 本章小节
第五章 以太网与光纤通道混合网络设计
    5.1 应用于视频传输的混合网络系统设计
    5.2 节点的硬件设计
        5.2.1 SOC板卡设计
        5.2.2 处理系统架构
    5.3 基于节点板卡的视频传输节点硬件实现
        5.3.1 光纤通道硬件实现
        5.3.2 视频通路硬件实现
        5.3.3 以太网通路硬件实现
    5.4 节点板卡基于前后台的软件设计
        5.4.1 前台程序
        5.4.2 后台程序
    5.5 本章小节
第六章 以太网控制系统的验证
    6.1 MAC控制器仿真验证
        6.1.1 数据接收仿真
        6.1.2 数据发送仿真
    6.2 混合网络系统的设计成果
        6.2.1 SOC板卡
        6.2.2 以太网通信连接
    6.3 本章小节
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(6)边缘无线网络全双工介质访问控制关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号使用说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 边缘无线网络简介
        1.1.2 边缘无线网络中的研究内容
    1.2 带内全双工通信中的研究内容
    1.3 本文主要研究工作
        1.3.1 集中式全双工MAC协议设计
        1.3.2 分布式全双工MAC协议设计
        1.3.3 全双工部署问题分析与优化
    1.4 论文结构
第二章 相关技术与研究
    2.1 全双工通信技术
        2.1.1 全双工通信的基本概念
        2.1.2 自干扰消除技术
        2.1.3 全双工通信中的干扰模型
        2.1.4 全双工通信中的传输模型
    2.2 无线MAC协议
        2.2.1 IEEE802.11协议
        2.2.2 全双工MAC协议分类
        2.2.3 典型的全双工MAC协议
    2.3 本章小结
第三章 基于集中式调度的全双工MAC协议
    3.1 前言
    3.2 系统模型与问题描述
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 问题描述
    3.3 基于轮询的MAC协议框架设计
        3.3.1 信息采集
        3.3.2 传输调度
        3.3.3 报文传输
    3.4 轮询策略生成算法
        3.4.1 公平性调度
        3.4.2 非冲突图构建
        3.4.3 轮询策略生成问题
        3.4.4 流量感知的轮询策略生成算法
        3.4.5 示例
    3.5 性能评估
        3.5.1 仿真参数
        3.5.2 仿真结果
    3.6 本章小结
第四章 基于分布式调度的全双工MAC协议
    4.1 问题描述
    4.2 系统模型与问题建模
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 全双工非对称传输调度问题建模
    4.3 基于窗口约束的贝叶斯优化算法设计
        4.3.1 贝叶斯优化框架
        4.3.2 奖励函数设计
        4.3.3 收敛速度提升
        4.3.4 动态环境支持
        4.3.5 算法描述
    4.4 传输机制设计
        4.4.1 传输机制概述
        4.4.2 非对称传输流程设计
        4.4.3 帧格式设计
    4.5 MAC协议设计
    4.6 性能分析
        4.6.1 报文成功传输的概率
        4.6.2 全双工有效负载
        4.6.3 网络吞吐率
    4.7 性能评估
        4.7.1 仿真参数设置
        4.7.2 协议模型测试
        4.7.3 优化算法有效性测试
        4.7.4 网络吞吐率提升
        4.7.5 学习增幅因子ρ对算法收敛性影响
        4.7.6 移动性支持
    4.8 本章小结
第五章 全双工接入点部署问题分析与优化
    5.1 问题描述
    5.2 系统模型
        5.2.1 网络模型
        5.2.2 传播和干扰模型
        5.2.3 全双工传输模型
    5.3 全双工传输机会理论分析
        5.3.1 全双工传输概率
        5.3.2 全双工传输阈值
        5.3.3 信号距离与干扰距离的概率分布
        5.3.4 理论结果与分析
    5.4 全双工AP部署问题建模
        5.4.1 上行链路的接收信号质量
        5.4.2 下行链路的接收信号质量
        5.4.3 问题建模
    5.5 基于局部束搜索的启发式算法
        5.5.1 用户分布中心位置计算
        5.5.2 局部束搜索
    5.6 性能评估
        5.6.1 仿真实验场景与关键参数设置
        5.6.2 仿真结果
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来工作
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果

(7)全双工WLAN中基于CSMA的资源调度算法设计与实现(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 研究现状
        1.3.1 全双工WLAN中接入协议研究现状
        1.3.2 全双工WLAN中资源调度研究现状
        1.3.3 全双工网络中节能问题研究现状
    1.4 本文主要研究内容、创新点和组织结构
第二章 相关技术
    2.1 CSMA/CA协议
    2.2 全双工技术
    2.3 “IC2”技术
    2.4 本章小结
第三章 基于CSMA的调度方案设计
    3.1 概述
    3.2 系统模型与问题建模
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 问题建模
        3.2.3 链路吞吐量计算方法
    3.3 用户配对与接入强度调整算法
        3.3.1 用户配对算法
        3.3.2 接入强度调整算法
        3.3.3 在AP处的信息收集
    3.4 性能分析
        3.4.1 用例分析
        3.4.2 随机网络场景
    3.5 本章小结
第四章 全双工WLAN中使用IC2 技术时的节能优化
    4.1 概述
    4.2 系统模型与问题建模
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 问题建模
    4.3 用户配对和功率分配算法
        4.3.1 用户配对算法
        4.3.2 功率分配算法
    4.4 仿真结果与性能分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读硕士期间的学术活动及成果情况

(8)全双工CSMA网络中的隐藏终端问题研究(论文提纲范文)

1 引言
2 半双工CSMA网络中的隐藏终端问题及解决方案
    2.1 半双工CSMA网络中的隐藏终端问题
    2.2 半双工CSMA网络中隐藏终端问题的解决方案
        2.2.1 基于Busy Tone的MAC协议
        2.2.2 基于RTS-CTS握手的MAC协议
        2.2.3 基于物理层载波侦听的MAC协议
3 全双工CSMA网络中的隐藏终端问题
    3.1 全双工网络中的传输模式
    3.2 全双工CSMA网络中的隐藏终端问题
    3.3 全双工CSMA网络中的隐藏终端问题仿真
    3.4 全双工MAC协议分析
4 全双工MAC协议设计时应考虑的几个问题
    4.1 新的干扰分析模型
    4.2 节点间干扰的影响
    4.3 多链路共存下的叠加干扰
    4.4 功率控制

(10)单信道全双工MAC协议研究(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
缩略词表
1 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 全双工技术研究现状
        1.2.2 全双工MAC协议研究现状
    1.3 本文主要工作和内容安排
2 无线局域网MAC协议
    2.1 无线局域网概述
        2.1.1 无线局域网拓扑结构
        2.1.2 无线局域网标准
    2.2 IEEE802.11 MAC协议
        2.2.1 MAC层结构
        2.2.2 MAC帧格式
        2.2.3 帧间间隔
    2.3 分布式协调功能
        2.3.1 CSMA/CA
        2.3.2 二进制指数退避
        2.3.3 媒体访问方式
    2.4 点协调功能
        2.4.1 超帧周期
        2.4.2 PCF帧传输
    2.5 本章小结
3 单信道全双工分布式协调功能研究
    3.1 FD-DCF协议
        3.1.1 FD-DCF应用场景
        3.1.2 FD-RTS/FD-CTS帧结构
        3.1.3 FD-DCF通信流程
    3.2 FD-DCF协议性能分析
        3.2.1 改进马尔科夫模型
        3.2.2 FD-DCF饱和吞吐量分析
        3.2.3 FD-DCF介质访问时延分析
    3.3 仿真分析
        3.3.1 FD-DCF饱和吞吐量仿真
        3.3.2 FD-DCF介质访问时延仿真
    3.4 本章小结
4 单信道全双工CSMA协议研究
    4.1 FD-CSMA协议
    4.2 FD-CSMA协议性能分析
        4.2.1 改进马尔科夫模型
        4.2.2 FD-CSMA饱和吞吐量分析
        4.2.3 FD-CSMA介质访问时延分析
    4.3 仿真分析
        4.3.1 FD-CSMA饱和吞吐量仿真
        4.3.2 FD-CSMA介质访问时延仿真
    4.4 本章小结
5 单信道全双工点协调功能研究
    5.1 FD-PCF协议
        5.1.1 FD-PL结构
        5.1.2 FD-PCF通信规则
        5.1.3 FD-PCF传输特点
        5.1.4 FD-PCF帧传输过程
    5.2 FD-PCF协议性能分析
        5.2.1 M/G/1 休假队列模型
        5.2.2 FD-PCF介质访问时延分析
        5.2.3 FD-PCF吞吐量分析
    5.3 仿真分析
        5.3.1 FD-PCF介质访问时延仿真
        5.3.2 FD-PCF吞吐量仿真
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录
    A 作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B 作者在攻读学位期间申请的专利目录
    C 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录

四、Performance Comparison Between Full-Duplex and Half-Duplex CSMA/CD EPON(论文参考文献)

  • [1]可见光组网的管控技术研究[D]. 赵静. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [2]无线全双工通信场景下的传输调度与主动侦听方案研究[D]. 张相如. 合肥工业大学, 2021(02)
  • [3]基于以太网的列车通信网络多业务调度优化策略研究[D]. 简捷. 北京交通大学, 2020(03)
  • [4]基于FPGA的工业以太网控制器IP核研究与设计[D]. 王晓宇. 长春工业大学, 2020(10)
  • [5]应用于混合网络的以太网控制系统设计[D]. 孙悦. 电子科技大学, 2020(08)
  • [6]边缘无线网络全双工介质访问控制关键技术研究[D]. 刘松. 国防科技大学, 2019(01)
  • [7]全双工WLAN中基于CSMA的资源调度算法设计与实现[D]. 黄天宇. 合肥工业大学, 2019(12)
  • [8]全双工CSMA网络中的隐藏终端问题研究[J]. 刘圣波,付立群. 计算机科学, 2018(S2)
  • [9]带内全双工无线通信自干扰消除及MAC调度研究综述[J]. 孙彦景,左海维,李松. 电子科技大学学报, 2016(06)
  • [10]单信道全双工MAC协议研究[D]. 邹玉涛. 重庆大学, 2016(03)

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全双工和半双工 CSMA/CD EPON 的性能比较
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