以太网节能策略的改进及性能优化

【摘要】：随着通信产业的快速发展，如何建立节能减排，绿色环保，可持续发展的绿色通信已成为当今社会一个亟待解决的问题。以太网作为占主导地位的有线局域网技术，其节能策略受到广泛的关注。本文对现有的以太网节能策略进行改进，并通过数学建模，进行性能分析和系统优化。 首先，为了降低系统在休眠状态和唤醒状态之间频繁转换而产生的负载，同时提高用户的响应性能，在IEEE802.3az EEE的基础上提出一种带有延迟休眠和集中发送的节能策略；在单阈值可变传输速率的基础上，引入双阈值的概念，结合休眠-唤醒机制，提出一种带有休眠机制和双阈值可变传输速率的节能策略。 其次，针对带有延迟休眠和集中发送的节能策略，建立带有延迟休假和(N,T)混合策略的排队模型；针对基于单阈值可变传输速率的节能策略，建立具有单阈值的可变服务速率的排队模型；针对带有休眠机制和双阈值可变传输速率的节能策略，建立具有双阈值可变服务速率的多重休假排队模型。分别使用嵌入Markov链方法和矩阵几何解的方法，进行系统模型的稳态分析。 最后，针对不同的以太网节能策略，给出系统的能量节省率和数据帧平均响应时间等性能指标的表达式。进行数值实验和系统仿真，验证节能策略改进的有效性。定量分析休眠计数器，休眠计时器，速率切换阈值，低传输速率等参数对系统性能的影响，揭示不同性能指标之间的折衷关系，给出以太网节能策略的优化方案。 【关键词】：以太网 节能策略 嵌入Markov链 矩阵几何解 能量节省率 平均响应时间
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP393.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 主要研究内容14
• 1.4 论文结构14-16
• 第2章 相关知识16-20
• 2.1 以太网节能机制16-17
• 2.1.1 休眠-唤醒机制16
• 2.1.2 动态速率调节机制16-17
• 2.2 IEEE 802.3az EEE 标准17
• 2.3 休假排队理论17-19
• 2.3.1 排队理论17-19
• 2.3.2 休假排队理论19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 ES-DB 策略及性能分析20-34
• 3.1 ES-DB 策略20-21
• 3.2 带有延迟休假和(N,T)混合策略的排队模型21-22
• 3.3 排队模型的稳态分析22-27
• 3.3.1 系统忙循环的分析22-26
• 3.3.2 数据帧等待时间的分析26-27
• 3.4 ES-DB 策略的性能分析27-33
• 3.4.1 性能指标分析27
• 3.4.2 数值实验与仿真实验27-32
• 3.4.3 系统参数的优化32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 ES-SR 策略的性能分析34-44
• 4.1 ES-SR 策略的工作机制34
• 4.2 单阈值可变服务速率排队模型34-35
• 4.3 排队模型的稳态分析35-39
• 4.3.1 系统的稳态分布36-38
• 4.3.2 稳态队长38-39
• 4.4 ES-SR 策略的性能分析39-43
• 4.4.1 性能指标分析39-40
• 4.4.2 数值实验与仿真实验40-42
• 4.4.3 系统参数的优化42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第5章 ES-SDR 策略及性能分析44-58
• 5.1 ES-SDR 策略44
• 5.2 双阈值可变服务速率的多重休假排队模型44-46
• 5.3 排队模型的稳态分析46-49
• 5.3.1 系统的稳态分布47-49
• 5.3.2 稳态队长49
• 5.4 ES-SDR 策略的性能分析49-56
• 5.4.1 性能指标分析49-50
• 5.4.2 数值实验与仿真实验50-54
• 5.4.3 系统参数的优化54-56
• 5.5 本章小结56-58
• 结论58-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果64-65
• 致谢65-66
• 作者简介66

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