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大时滞网络自适应预测PI主动队列管理算法

控制与决策 2006年第8期21卷 937-940页

作者：钱艳平李奇东南大学自动化研究所南京210096

针对网络中存在的大时滞和网络参数时变问题,提出一种自适应预测P I主动队列管理算法.将Sm ith预估器与达林算法相结合,既克服了大时滞带来的不利影响,也减少了控制器参数整定数量.利用网络参数与控制参数所具有的确定关系,通过在线估... 详细信息

针对网络中存在的大时滞和网络参数时变问题,提出一种自适应预测P I主动队列管理算法.将Sm ith预估器与达林算法相结合,既克服了大时滞带来的不利影响,也减少了控制器参数整定数量.利用网络参数与控制参数所具有的确定关系,通过在线估计网络参数来实时调节控制参数,使得控制器能够适应网络参数的变化,同时采用线性化方法分析了系统局部稳定性.仿真结果表明,所提出的算法是可行而有效的.

关键词：主动队列管理拥塞控制大时滞网络自适应预测PI

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大时滞网络拥塞控制器的设计

电子学报 2007年第11期35卷 2105-2110页

作者：王建新荣亮中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083

几乎现有的AQM算法都忽略了大时滞对网络拥塞控制系统稳定性的负面影响,以致稳定性、响应性和鲁棒性在大时滞网络中大大降低.如PI、REM等AQM算法在大时滞环境下表现出剧烈的队列震荡和频繁的空队列情况,这些现象直接导致了链路利用率的... 详细信息

几乎现有的AQM算法都忽略了大时滞对网络拥塞控制系统稳定性的负面影响,以致稳定性、响应性和鲁棒性在大时滞网络中大大降低.如PI、REM等AQM算法在大时滞环境下表现出剧烈的队列震荡和频繁的空队列情况,这些现象直接导致了链路利用率的低下和延时抖动的增大.而面向大时滞网络拥塞控制的DC-AQM算法不够恰当的参数配置使得系统输出偏离了控制的目标,出现了很高的分组丢弃概率.为解决大时滞网络拥塞控制的稳定性问题,本文基于内模控制原理,提出一种新的鲁棒AQM控制器IMC-PID来补偿网络时滞对系统稳定性的影响.仿真分析表明,随着网络时滞的增大,IMC-PID在综合性能上胜过其他算法,获得了较高的链路利用率和较低的延时抖动.

关键词：拥塞控制主动队列管理内模控制大时滞网络稳定性

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大时滞网络下的拥塞控制算法研究

大时滞网络下的拥塞控制算法研究

作者：郑忠儒东北大学

学位级别：硕士

主动队列管理(AQM)算法作为端系统拥塞控制的一种补充,在保证高吞吐量的基础上有效地控制了队列长度。但是绝大多数AQM算法在设计及验证过程中都没有充分考虑大时滞网络对算法性能的影响。并且,伴随着各种先进的控制理论的成熟,在解决... 详细信息

主动队列管理(AQM)算法作为端系统拥塞控制的一种补充,在保证高吞吐量的基础上有效地控制了队列长度。但是绝大多数AQM算法在设计及验证过程中都没有充分考虑大时滞网络对算法性能的影响。并且,伴随着各种先进的控制理论的成熟,在解决大时滞问题下又提供了很多有效的新方法。因此,将先进的控制理论运用到大时滞网络的AQM算法就成为一种研究方向。本文从控制理论角度对网络拥塞控制机制建模并进行分析的基础上,针对大时滞对网络拥塞控制系统的影响进行了研究,主要工作如下:针对网络的时滞和网络模型的不确定性,从控制理论的角度将Smith预估控制与内模控制器与相结合,提出了新的抗模型不适配和扰动的主动队列管理算法Smith-IMC控制算法,并且在多种情况下作了详尽的仿真研究,得到了较好的结果,证明了Smith-IMC算法的优越性。针对Smith预估补偿机制过分依赖网络模型,提出了一种具有双控制器的Smith预估控算法(DCSmith),在此基础之上对DCSmith进行改进又进一步提出了将模糊增益调整的PID算法与DCSmith相结合的新型AQM算法:模糊增益PID-DCSmith算法。该算法通过模块增益调整,以及无需被控对象的精确模型即能实现良好的控制的特性,克服了 Smith预估补偿依赖精确模型的缺点,对网络环境变化有很强的鲁棒性,并通过在大时滞网络环境变化下的仿真比较分析,验证了该算法的优越性。最后,本文对所开展的研究工作进行了总结,并展望了下一步的研究工作。

关键词：大时滞网络拥塞控制主动队列算法内模控制模糊PID算法

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基于速率和队长的大时滞网络AQM算法

计算机工程 2010年第20期36卷 96-98页

作者：郑博孟相如李欢蒋静芝空军工程大学电讯工程学院西安710077

针对网络拥塞控制系统在大时滞网络中产生的不利影响,提出一种基于速率和队长的大时滞网络AQM算法。该算法采用缓冲区队列长度和包到达速率作为网络拥塞的判别依据,在结合Smith预估的模糊PID控制方法中加入速率控制项。仿真表明该算法... 详细信息

针对网络拥塞控制系统在大时滞网络中产生的不利影响,提出一种基于速率和队长的大时滞网络AQM算法。该算法采用缓冲区队列长度和包到达速率作为网络拥塞的判别依据,在结合Smith预估的模糊PID控制方法中加入速率控制项。仿真表明该算法在大时滞和网络动态变化的环境中拥塞响应较快、收敛时间短,并能较好地将队列长度稳定到期望值附近,提高缓冲区的利用率。

关键词：主动队列管理 Smith预估模糊PID控制包到达速率大时滞网络

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LMI方法在大时滞网络拥塞控制器中的应用

电子技术应用 2010年第8期36卷 111-113,118页

作者：牛訸侯辉浙江大学电气工程学院浙江杭州310027 桂林理工大学图书馆广西桂林541004

从H∞控制理论的观点出发,将带宽扰动作为网络负载来考虑,基于LMI方法设计了大时滞反馈网络控制系统的H∞拥塞控制器,所得到的数据分组丢包率不仅与队列的变化率有关,还与窗口的变化率有关,并进一步说明该控制器为基于平均队列长度估计... 详细信息

从H∞控制理论的观点出发,将带宽扰动作为网络负载来考虑,基于LMI方法设计了大时滞反馈网络控制系统的H∞拥塞控制器,所得到的数据分组丢包率不仅与队列的变化率有关,还与窗口的变化率有关,并进一步说明该控制器为基于平均队列长度估计的预测控制器。仿真结果表明,所设计的控制器在高速网络中具有良好的稳定性和鲁棒性。

关键词：拥塞控制 LMI方法大时滞网络稳定性

具有最小时间加权平方误差积分的主动队列管理算法ISTE-PI

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计算机学报 2012年第5期35卷 951-963页

作者：汪浩李晓明严伟黄明和江西师范大学软件学院北京大学信息科学技术学院光纤通信系统与网络国家重点实验室

针对现有基于控制论的主动队列管理(AQM)算法的不足,在不忽略TCP/AQM传递函数模型中时滞环节的条件下,将TCP短流和UDP流作为干扰信号引入AQM控制器的设计过程,并借助最小"时间加权平方误差积分(ISTE)"控制方法,设计了一个基于PI控制器的... 详细信息

针对现有基于控制论的主动队列管理(AQM)算法的不足,在不忽略TCP/AQM传递函数模型中时滞环节的条件下,将TCP短流和UDP流作为干扰信号引入AQM控制器的设计过程,并借助最小"时间加权平方误差积分(ISTE)"控制方法,设计了一个基于PI控制器的AQM算法ISTE-PI.与现有算法相比,ISTE-PI算法同时具备响应速度快、抗干扰能力强、能用于大时滞网络环境且鲁棒性好等特点.鉴于Internet网络流量由TCP长流、TCP短流和UDP流构成,且是大时滞网络,因此ISTE-PI算法能更好地适应Internet网络环境下的主动队列管理.

关键词：拥塞控制主动队列管理(AQM) 时间加权平方误差积分(ISTE) 大时滞网络抗干扰

具有最小平方误差积分的主动队列管理算法ISE-GPM-PID

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计算机科学 2012年第1期39卷 37-43页

作者：汪浩严伟黄明和郭斌江西师范大学软件学院北京大学信息科学技术学院光纤通信系统与网络国家重点实验室

随着互联网流媒体应用的增多,流媒体流量在互联网总流量中所占比例越来越大。流媒体流量具有时延敏感和容忍丢包等特点,通常采用UDP协议传输;UDP流量是对TCP/AQM模型的干扰流量,但现有针对TCP长流设计的主动队列管理算法缺乏抗击UDP流... 详细信息

随着互联网流媒体应用的增多,流媒体流量在互联网总流量中所占比例越来越大。流媒体流量具有时延敏感和容忍丢包等特点,通常采用UDP协议传输;UDP流量是对TCP/AQM模型的干扰流量,但现有针对TCP长流设计的主动队列管理算法缺乏抗击UDP流量干扰的能力,不能适应互联网视频和音频流量日益增多的局面。利用TCP/AQM模型,设计了一个具有最小平方误差积分,且相角裕度在30°至60°之间,幅值裕度在2至5之间的基于PID控制器的主动队列管理算法ISE-GPM-PID。该算法对UDP流量具有良好的抗干扰能力,能适应互联网流媒体和Web应用日益增多的局面;同时其响应速度快,计算开销小,能用于大时滞网络环境,且鲁棒性好。

关键词：拥塞控制主动队列管理(AQM) 稳定裕度大时滞网络流媒体

基于Smith预估的模糊PID主动队列管理算法研究

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计算机工程与设计 2010年第5期31卷 986-989页

作者：郑博孟相如李欢麻海圆空军工程大学电讯工程学院陕西西安710077

为解决网络拥塞控制系统中由于网络大时滞对主动队列管理算法产生不利影响的问题,提出了一种基于Smith预估的模糊PID主动队列管理算法。该算法将Smith预估控制与模糊控制相结合,利用Smith预估器补偿网络时滞,同时运用模糊控制在一定程... 详细信息

为解决网络拥塞控制系统中由于网络大时滞对主动队列管理算法产生不利影响的问题,提出了一种基于Smith预估的模糊PID主动队列管理算法。该算法将Smith预估控制与模糊控制相结合,利用Smith预估器补偿网络时滞,同时运用模糊控制在一定程度上克服了传统Smith预估器对模型结构与参数的精确性过于敏感、鲁棒性差的缺点,使主动队列管理算法控制性能有明显提高。仿真实验结果表明,该算法在大时滞的网络环境下能很好地将路由器队列长度收敛于期望值,并能适应突发流和非弹性业务流的干扰,适用于动态变化的网络环境。

关键词：拥塞控制主动队列管理 Smith预估模糊PID控制大时滞网络