基于控制理论的通信网络拥塞控制研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shibin19860211
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着通信网络规模越来越大,网络节点数量越来越多,网络业务流量越来越复杂,不断增长的需求对网络的负载能力提出了严峻挑战,网络拥塞问题变得日益严重。拥塞控制对于保障网络系统的鲁棒性,保持较高的服务质量具有重要意义,是当前通信网络研究中极为活跃的重要组成部分,是涉及通信网络、计算机科学和自动控制等学科的交叉研究课题。主动队列管理(Active Queue Management,AQMI)策略作为对传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)拥塞控制机制的有效补充,是拥塞控制研究中的热点。拥塞控制是典型的反馈控制,因此基于控制理论研究拥塞控制引起了广泛关注。本文针对通信网络拥塞控制中的突出难题,包括TCP/AQM系统模型、稳定性、鲁棒性和主动队列管理算法适应性等,取得的主要成果与创新点如下:   ⑴提出了一种分析TCP/AQM系统稳定性的图形化方法。基于拥塞控制的二阶时滞系统模型,利用特征伪多项式描述系统的稳定性,给出了判定系统稳定性的充要条件。基于逆Nyquist曲线和负频率特征线,用图形化的分析方法验证系统的稳定性。获得了保证系统稳定的PID控制器参数范围,并分析了控制器比例增益边界与网络特征参数的关系。   ⑵提出了一种基于改进PID控制的主动队列管理算法。将积分分离PID与不完全微分PID的优点相结合,分析了改进PID控制器的工作原理,说明了算法实现步骤和参数整定方法。减小了传统PID控制中由于积分饱和作用以及微分对噪声的放大作用导致对系统性能的不利影响。   ⑶针对拥塞控制模型的时滞特性,提出了基于鲁棒控制理论的主动队列管理方法。针对TCP/AQM系统的离散时滞模型,设计了基于静态输出反馈控制的主动队列管理算法。针对TCP/AQM系统的不确定时滞模型,设计了基于含时滞静态输出反馈控制的主动队列管理算法。针对TCP/AQM系统的时滞有界模型,设计了基于动态输出反馈控制的主动队列管理算法。   ⑷为提高拥塞控制算法的适应性,提出了基于智能控制理论的主动队列管理方法。针对拥塞控制的模型不精确性,同时考虑队列因素和负载因素,运用模糊控制设计了快速响应的主动队列管理算法,运用神经网络控制,设计了自适应的主动队列管理算法。针对拥塞控制的模型时变性,运用粒子群优化技术,设计了参数自整定的主动队列管理算法。最后,总结全文,并指出了进一步的研究方向。
其他文献
随着能源危机与环境污染等问题的日益严重,作为一种可再生的清洁能源,风能越来越受到世界各国的重视。针对风力发电机组地处环境恶劣的边远辽阔地区,维护难度大等特点,本文设计了一套基于GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线业务)网络的风电场远程状态监测系统。该系统使得风电机组维护方式从传统的“定期维修”和“故障维修”转变为现代的在线自动监测,有利于发现的风机早期故
在航空、航天及各类工业生产过程中,存在一类特殊的快时变不确定性参数,其变化与系统的当前状态密切相关。具有这类不确定性参数的对象可以是机械系统中的弹簧弹性、刚度、阻尼
随着全球能源形势的日趋紧张,太阳能光伏发电受到广泛关注。新型节能光源的出现使得太阳能路灯、庭院灯等照明系统越来越多的出现在我们日常生活中,太阳能照明系统逐渐得到广
安全用电已成为我国电力事业发展的永恒主题之一。如何有效检测引起电气火灾的原因,降低电气火灾事故的发生率及造成的生命财产损失,成为当今社会安全用电的研究重点。建筑物低压配电系统中,现有预防电气火灾的保护装置,主要对过载、短路等引起的过电流及由接地故障产生的剩余电流,起到检测作用。当发生易引起电气火灾的串联型故障电弧时,因故障电流值低于传统保护装置的动作阈值,不能全面、有效的预防电气火灾,致使我国每年
本文基于ZigBee无线通信技术和以太网技术,研究并开发了无线传感器网络远程监控系统,从ZigBee组网技术、ZigBee网络节点软硬件开发、ZigBee网关开发、远程监控系统开发等四个
感应电机以其结构简单、价格低廉、可靠性高、维护方便的优点在工农业中取得了广泛应用。电机发生故障不仅会损坏电机本身,严重时还会使电机突然停机、生产线崩溃,造成巨大的经济损失和灾难性后果。对电机的常见故障进行分析及诊断,提高电机故障的诊断水平,具有重大实用价值。电机出现故障时,故障信号中往往含有大量的时变、短时突发性质的成分,因此可以通过检测、分析故障信号,获得电机的故障信息。传统的信号分析方法,如傅
随着社会经济的进步,工业生产过程的自动化和智能化程度越来越高。自动化程度的不断加深使企业积累和存储了越来越多的过程历史数据。一方面,随着企业对自身要求的不断提高,
随着国内铁路线路运营里程的增加、列车速度的提高和载重的增大,铁路轨道所承受的冲击力越来越大。轨道所受的冲击力增大后,轨道几何形位的变化就成为铁路工务部门关注的焦点
近年来,随着城镇化的发展,城市照明系统变化很大,因此建立一个良好的城市照明控制系统就显得至关重要。本文针对这种情况,将微型计算机控制技术、传感器与检测技术、电力线载
与传统集中式驱动方式相比,分布式驱动的轮毂电动车结构简单、四轮扭矩独立可控、节约能源,已经成为电动汽车研究重点和发展方向。对于转向工况,改善转向性能和提高稳定性是