边缘计算环境下的计算卸载策略研究

边缘计算环境下的计算卸载技术通过将移动终端设备的计算任务卸载到网络边缘执行,不仅解决了移动终端设备在计算能力、存储资源和续航时间等方面的不足,而且相比于集中式云计算,在请求时延、通信资源占用等方面具有明显优势.阐述了边缘计算卸载技术的应用背景和基本概念,梳理了边缘计算卸载步骤和主要的影响因素,详细研究了目前应用最为广泛...     

车载多接入边缘网络中联合资源分配和动态任务卸载方案

针对车联网中车辆移动速度过快产生的任务卸载失败问题,设计了一个有效的任务卸载风险评估模型,并提出了联合资源分配的动态任务卸载方案。将时间、能耗和风险共同建模为系统效用,通过联合优化卸载决策、资源分配来最大化系统效用。优化问题被公式化为混合整数非线性规划,在给定卸载决策的情况下,利用凸优化技术解决计算资源分配问题,功率分配通过分式规划技术来优化。仿真分析了车辆移动性对系统效用的影响,证明了所提方案的合理性。     

综合优先级的被动雷达任务自适应调度算法

综合考虑影响威胁度的5个参数,给出辐射源威胁度评估准则与方法。将辐射源威胁度参数融入被动雷达任务优先级的设计中,提出一种综合优先级算法(HTHPEDF),根据辐射源威胁度动态地调整任务优先级。运用该综合优先级算法实现任务自适应调度,设计调度收益与调度代价的评价函数。通过仿真验证了算法的有效性,该算法以较低的调度代价获得较高的调度收益,可有效提升任务综合调度能力。     

防空监视网络传感器任务优先级的模糊评价方法

传感器任务优先级是传感器管理的重要依据。应用模糊推理技术的传感器任务优先级评价方法,基于所有融合航迹和识别数据,通过符号推理确定决策循环过程中执行的每个监视任务的优先级。首先确定了管理系统结构,建立了优先级决策树,给出了模糊推理规则,最后进行了仿真试验。试验结果说明了模糊评价方法在传感器管理应用中的有效性。     

面向计算流体力学的图形处理器资源管理

针对求解计算流体力学过程中图形处理器资源利用率低的问题,提出面向计算流体力学的图形处理器资源优化管理方案。基于计算流体力学的算法特性和同时运行任务的执行特点,设计合理的调度方案。通过动态改变不同任务的启动规模和启动时间,在减少资源竞争的同时提高图形处理器资源的有效使用。实验结果表明:本文提出的资源管理方案相比基线方法在不同任务规模下的平均加速比达到 1.64,对图形处理器的硬件资源使用也有了显著的提升。     

带时间窗的相控阵雷达实时任务调度方法

为了解决传统相控阵雷达任务调度中采用基于工作方式优先级的方法而存在忽略任务时间紧迫性和重要性的问题,提出了一种基于任务自身工作方式优先级、截止期和空闲时间3个特征参数的相控阵雷达任务调度方法,通过调整参数的权重来适应调度器不同的负载情况,并采用时间窗处理发生冲突的任务请求,确保更多的高优先级任务在调度间隔内被调度。仿真结果表明,所提出的方法能够有效提高任务的调度成功率,明显改善调度器性能。     

移动计算终端多途径自适应的信息传输设计

以移动计算系统的网络传输为背景,提出了系统多途径自适应信息传输设计.此设计根据传输信息类型和网络传输途径的状态,按照一定的规则,自动选择一种传输途径进行传输.用户只需简单地参与或者无需参与,即可完成多途径传输任务.与全人工的多途径选择传输相比,此设计提高系统传送信息的效率.     

面向复杂任务集的任务调度算法

基于测控地检设备的显控软件需要同时处理测量解算、遥测帧解析、网络通信和遥测数据存储等多项任务。针对常规的任务调度算法无法适应设备显控软件复杂的任务集,提出了一种动态双优先级任务调度算法。算法在时间片轮转技术的基础上,综合考虑任务周期、相对截止期和剩余空闲时间3方面因素,对于硬实时和软实时周期任务提出不同的动态优先级计算策略,并针对引入剩余空闲时间导致的"颠簸"现象,提出一种抢占阈值的计算方法。理论分析和实测数据均证明该算法的优越性。     

基于GPU的弹道快速计算方法

针对目前飞行器航迹规划中弹道计算量大、耗时长的问题,结合GPU大规模并行计算特性,提出了一种基于GPU的弹道快速计算方法.该方法以4阶Runge-Kutta (R-K)法为基础求解弹道微分方程组,通过计算资源的分配、数据流分段将弹道计算任务映射到GPU线程模型,利用CPU加GPU异构模型的数据流控制能力,实现上千条弹道的并行计算;实验表明该方法计算精度满足要求,并获得几十倍理想加速效果;也为航迹规划系统其他大规模并行计算提供了新的解决思路.     

基于Vague集的TOPSIS法求解目标优先级

针对传感器管理中目标—传感器配对出现的目标优先级求解问题,提出了一种基于Vague集的TOPSIS计算方法。在分析目标优先级的主要影响因素基础上,定义了各影响因素的影响系数。同时结合Vague集的TOPSIS法给出了目标优先级的计算步骤,为目标优先级求解提供了一种新途径。并结合仿真算例表明该方法的合理性与有效性。     

具有优先级消息的AFDX建模与性能分析

以Petri网为工具,建立了基于具有优先级消息传输的AFDX(航空电子全双工以太网)网络模型,通过仿真,求解出消息发送时的平均等待时间,得到的指标结果验证了高优先级数据消息帧发送等待延时明显小于低优先级数据消息帧的发送等待延时,充分说明了优先级对紧急数据传输的重要性。模型有助于进一步理解航电系统不同优先级消息在AFDX网络中的传输机制,为以AFDX为总线的综合航电系统的设计和完善提供重要的理论依据。     

基于逆向分层的工作流时间-费用优化方法

针对效用网格下基于优先级因子的工作流时间-费用优化问题,基于工作流的同步完成特征对任务进行分层并提出三种实时调度算法:基于逆向分层的sufferage(BLSuff)、基于逆向分层的min-min(BLMin)及基于逆向分层的min-max(BLMax)。算法设计基于优先级因子的衡量标准对时间与费用同时进行优化,并为任务设置期望完成时间以达到充分利用费用优化空间进行费用优化的目标。实验结果表明这三种算法在各种优先级因子下都能对工作流的执行时间与执行费用进行较好的优化。     

高速互连网络中基于网卡的归约计算硬件卸载机制

聚合通信广泛应用于高性能计算的研究和工程领域。在大规模的科学和工程计算中,聚合通信开销占据很大比例,有时甚至可达到全部消息传递开销的80%,是高性能计算系统的性能瓶颈。因此提出了一种基于网卡的归约计算硬件卸载机制,通过在网卡上嵌入归约操作逻辑部件,实现了数据在传输过程中的计算,减轻了CPU的负担,降低了通信延迟。通过FPGA平台实现了16节点的归约操作实验,并基于xNetSimPlus模拟器模拟了不同节点规模的归约操作。实验证明,卸载机制能有效减少聚合通信中归约操作的时间,所提支持归约计算的网卡卸载机制最高可以加速归约操作2.71倍。     

基于MPSO的地面防空群维修任务规划研究

针对地面防空群的维修任务规划问题,建立维修任务规划流程,以维修任务的优先级、维修时间和维修保障资源消耗为目标,建立了地面防空群维修任务规划模型,根据战场环境特点,基于置信度法确定多目标参量的权重,将多目标优化问题转化为单目标问题,并采取改进的自适应粒子群优化算法对模型进行求解。通过实例验证,该方法在收敛速度及求解结果质量上均优于传统粒子群算法,可以有效解决地面防空群的维修任务规划问题,对部队维修保障决策具有一定的参考价值。     

基于目标威胁度的相控阵雷达自适应调度方法

对时间资源的合理安排是相控阵雷达发挥自身优势的关键。将目标威胁度引入调度算法中,与工作方式和任务截止期共同进行综合优先级规划。通过构建目标威胁度的量化模型,使雷达在调度跟踪任务时依目标威胁度大小分配时间。提出了修正价值率和执行威胁率的概念,完善了性能评估指标。通过仿真,全面评价了新算法性能,验证了引入目标威胁度的合理性。结果表明,新算法可以有效提升相控阵雷达对高威胁度目标的处理能力。     

前瞻智能化飞行任务辅助决策手段——航行任务规划系统建设

为解决复杂环境或紧急任务下飞行员飞行准备时效性不高、大信息量下准备内容不全和最大限度杜绝时间紧、任务重导致的准备质量不高带来潜在的风险隐患,提出以“快速汇集、决策支撑、安全保密”为特点的智能化、数字化航行任务规划系统,任务规划系统是以训练管理信息系统为平台、各专业现有软件系统为依托,按照信息化“前店后厂”模式,基于统一的时空框架,融合集成短报文收发、地图管理、航行计算、导航时频等各类专业飞行要素信息和系统功能,为各级领导和飞行人员了解战场环境、获取重要任务信息、掌握任务态势提供信息窗口,初步形成受领任务后快速网络化处理能力。     

随机弱实时系统作业调度概率保证分析

随机弱实时系统与强实时系统的显著区别是 ,它不要求实时任务的每一项作业都满足时限要求 ,只要保证作业的时限延误率低于某一阈值 ,其总体执行性能就是可以接受的。提出了概率时间需求分析法 (PTDA) ,用于估计可剥夺静态优先级调度策略下周期性任务的作业满足时限约束的概率的下界 ,并通过一个具体的实例考察了下界的紧性。对实例系统的仿真结果表明 ,PTDA分析的误差小于 1 0 % ,计算速度快 ,可以为弱实时应用的设计提供重要的参考依据     

基于补偿跟踪的低轨预警资源调度方法研究

针对低轨预警系统资源调度过程中,导弹目标由于长时间候控而易丢失的问题,提出了一种补偿跟踪机制,并将其反映在导弹预警子任务的动态优先级中,建立了基于补偿跟踪的低轨预警资源调度问题模型,并设计了一种基于动态优先级的启发式算法对模型进行求解。通过仿真实例验证,表明补偿跟踪机制在降低导弹丢失概率方面,以及基于动态优先级的启发式算法在求解速率方面的优越性能。     

动态服务质量的多信道媒体接入控制传输机制

针对航空自组网在高负载下的服务质量及时延问题,提出一种动态服务质量的多信道媒体接入控制传输机制。以多信道检测统计为平台,结合优先级机制,通过在高负载网络中适当遏制低优先级业务,并且进行网络流量优化,保证高优先级业务的低时延发送;同时利用流量预测模型估计网络流量,通过粒子群优化算法进行优化,寻找合适的优先级门限值,确保高优先级业务接入率。通过计算机仿真可知,所设计的动态服务质量的多信道媒体接入控制传输机制,可在大负载网络中动态控制信道的接入,保持良好的网络吞吐量,其高优先级业务接入率达到99%以上,能有效解决航空数据链网络高业务量导致的服务质量及时延问题。     

带优先级的单类型航空弹药转运多目标规划模型

针对航母航空弹药转运过程非常复杂、涉及设备多、要求高的特点，在对其流程进行细致分析的基础上，将其抽象为一个两阶段多目标规划问题。同时，深入分析了转运过程中的各种约束条件、构建了该问题的两阶段优化模型。建模时，不仅考虑了武器升降机的有效利用、弹药量的合理分配等因素，还考虑了转运时对于不同类型弹药转运优先级与停机区弹药需求优先级的要求。通过模型优化，在满足转运优先级要求的基础上，能有效提高航空弹药的转运效率。