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LMI方法在大時滯網絡擁塞控制器中的應用

作者: 時間:2010-10-14 來源:網絡 收藏

Internet的控制已經成為當前計算機研究領域的一個熱點。的發(fā)生來源于資源和流量分布的不均勻,使得數(shù)據包在傳輸過程中時延增大,丟包率上升,吞吐量下降,從而導致網絡服務質量下降。近年來,控制理論來處理網絡的擁塞控制問題越來越受到人們的關注。
 RED算法是IETF推薦使用的唯一的AQM算法,但研究及實踐均發(fā)現(xiàn), RED算法的魯棒性和穩(wěn)定性并不十分理想, 其性能對網絡設計參數(shù)及運行狀態(tài)很敏感。另外,由于TCP鏈路的物理差別,傳播時延也有較大的波動。但已有的大多數(shù)算法和策略都沒有充分考慮大對AQM穩(wěn)定性的影響,從而導致了大網絡環(huán)境下的劇烈的系統(tǒng)震蕩,降低了鏈路利用率?,F(xiàn)代系統(tǒng)分析技術基于嚴格的理論推導與證明,將時滯分析技術于網絡擁塞控制研究是可行的,并且為深入研究網絡參數(shù)和系統(tǒng)穩(wěn)定性提供幫助。
 本文基于TCP/AQM流體動力學模型,從H∞控制理論的觀點出發(fā),將TCP流個數(shù)的擾動作為網絡負載來考慮,基于設計了具有時滯反饋的網絡控制系統(tǒng)的H∞擁塞,由得到的數(shù)據包分組丟棄概率的變化不僅與隊列的變化率有關,還與窗口的變化率有關,并進一步說明該為基于平均隊列長度估計的預測控制器。仿真結果表明,所設計的控制器在高速網絡中具有良好的穩(wěn)定性和魯棒性。
1 TCP/AQM反饋控制系統(tǒng)
 Misra等人基于流體動力學提出了TCP/AQM系統(tǒng)模型[1],用一對非線性微分方程表示:



則TCP/AQM系統(tǒng)模型可化為如下形式的反饋控制系統(tǒng):


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