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基于EPA的网络控制系统多媒体复合传输研究

作　者: 朱予辰
导　师: 冯冬芹
学　校: 浙江大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: EPA 多媒体复合传输传输时延时延抖动调度稳定性反馈
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

工业信息化与自动化的不断融合,迫切要求在工业网络控制系统中进行多媒体业务流的复合传输。为实现基于EPA的网络控制系统多媒体复合传输,解决控制网络与多媒体数据的传输需求冲突,本文进行了如下工作。1.分析了课题需要解决的四个基本问题。针对如何将多媒体设备接入EPA网络的问题,设计并实现了一种利用IP自学习的接入方法；针对如何描述传输对象的问题,重点提出了多媒体数据的块数据流传输模型；针对如何处理两种业务流之间的关系问题,提出了复合调度基本原则；针对不同应用场景的分类问题,按不同应用特征将复合调度方式分为静态和动态复合调度。2.针对静态复合调度方式,提出了一种对EPA网络资源预分配的静态复合调度算法——在网络设计阶段即对调度参数进行规划,通过控制数据最小允许时延和稳流块数据流时延抖动不定因子进行宏周期宽度规划,以充分利用带宽为目标规划各设备周期时间片。算法有效性通过在一个基于EPA的视频复合传输网络中应用、以及时廷测试得到验证。3.针对动态复合调度方式,设计了一种基于反馈的EPA局部时间域动态复合调度方案——在周期报文通信时间内为多媒体数据单独划分一个“多媒体动态调度时间段”,根据心跳包反馈回的当前网络利用信息、多媒体数据发送时延信息、时延抖动信息以及多媒体数据丢包率等信息,并通过一定的加权处理算法进行编码率的实时调整。这一方案可通过四种块数据流传输调度服务和变码率技术、组态技术等的支持或改进实现。该方案的可行性通过理论分析得以论证。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-11
1 绪论  11-23
  1.1 工业网络控制系统多媒体复合传输研究意义  11-12
  1.2 工业实时确定通信网络的研究现状  12-16
    1.2.1 控制网络通信需求  12-13
    1.2.2 基于以太网的网络控制系统研究现状  13-15
    1.2.3 基于EPA的网络控制系统研究现状  15-16
  1.3 多媒体数据传输需求及研究现状  16-20
    1.3.1 多媒体数据通信特点及需求  17-19
    1.3.2 多媒体数据通信研究现状  19-20
  1.4 冲突与问题  20-21
  1.5 本文工作及主要创新点  21-23
2 复合传输基本问题的分析研究  23-43
  2.1 多媒体设备的EPA接入方法  23-28
    2.1.1 接入方法初探  23-25
    2.1.2 一种基于接入卡的多媒体设备接入方法  25-28
  2.2 复合传输对象的简化及其模型研究  28-37
    2.2.1 EPA网络控制调度模型  29-32
    2.2.2 多媒体数据的块数据流传输模型  32-37
  2.3 复合调度基本原则  37-39
    2.3.1 传输需求关系分析  37-38
    2.3.2 基本原则内容  38-39
  2.4 复合调度方式分类  39-41
    2.4.1 复合传输应用场景分析  39-40
    2.4.2 两种不同场合的复合调度方式  40-41
  2.5 小结  41-43
3 对EPA网络资源预分配的静态复合调度算法  43-57
  3.1 算法内容与分析说明  43-51
    3.1.1 宏周期宽度规划  43-47
    3.1.2 周期时间片宽度规划  47-48
    3.1.3 调度稳定性  48-49
    3.1.4 调度算法总结  49-50
    3.1.5 算法有限性说明  50-51
  3.2 算法应用及验证  51-56
    3.2.1 算法应用过程  51-54
    3.2.2 通过时延测试的算法验证过程  54-56
  3.3 小结  56-57
4 基于反馈的EPA局部时间域动态复合调度方案  57-71
  4.1 方案内容与设计  57-66
    4.1.1 调度机制  57-59
    4.1.2 动态反馈机制  59-60
    4.1.3 调度服务设计  60-64
    4.1.4 相关技术  64-66
  4.2 方案分析论证  66-68
  4.3 小结  68-71
5 总结与展望  71-73
  5.1 工作总结  71
  5.2 工作展望  71-73
参考文献  73-77
作者简介  77
攻读学位期间发表的论文  77

基于EPA的网络控制系统多媒体复合传输研究

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