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《大连理工大学》 2005年
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主动队列管理的优化与预测控制算法设计

滕海涛  
【摘要】:目前Internet网络无论用户数,还是业务类型都以惊人的速度增长,特别是建立大规模计算和数据处理、满足稳定而高效的科学活动的网络环境的需求,使得现有的网络管理和控制机制越来越不适应实际的需要,因此合理有效的拥塞控制机制成为网络管理研究的首要任务。虽然以集成服务(IntServ)和区分服务(DiffServ)为代表的服务模型和以接纳控制、流量成形、队列管理为核心的业务管理机制在一定程度可以满足用户的服务质量要求,但最基本和最核心的依旧是拥塞控制,因为时常有可能出现严重拥塞而无法及时恢复的网络是难以实现良好的服务质量(QoS)保证的。基于窗口的TCP速率控制及其改进算法,虽然已作为标准在Internet上广泛使用,但是完全依赖于终端系统的策略和算法是很难满足复杂的应用对QoS的需要。于是结合源端算法研究路由器等中间节点设备的控制机制,更及时了解网络的拥塞状态,并以此实施有效的资源管理策略,使网络能有效地避免拥塞,或尽早从严重的拥塞状态中恢复过来显得更加重要。 以RED算法为代表的主动队列管理(AQM)方案作为中间节点设备的增强机制,在保证较高吞吐量的基础上有效控制队列长度,从而实现了控制端到端的时延,保证QoS的目的。但是研究表明大多数AQM方案对网络的连接数变化、业务类型及延时大小等网络状态非常敏感,不正确的参数设置常引起队列震荡、吞吐量降低和时延抖动加剧等不良作用。 本文针对上述问题,首先介绍了拥塞控制和主动队列管理(AQM)的背景,并简单分析了各种已有的AQM算法。描述了TCP+AQM拥塞控制机制的控制理论建模过程,然后采用最优化、预测控制等方法提出了数值优化控制算法、广义预测控制算法和预测PID控制算法。最后以OPNET仿真平台为工具,对所提出的算法进行了深入系统的仿真研究。仿真表明本文方法在一定程度上改进了某些现有算法的不足,改善了系统的暂态性能,增强了对延迟、用户数变化等不确定性的鲁棒性,提高了网络利用率。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP393.07

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘启林;基于分数阶PI~λD~μ的网络拥塞控制[D];武汉科技大学;2006年
2 李治国;基于神经网络的AQM算法研究[D];大连理工大学;2008年
3 黄媛辉;自相似业务主动队列管理研究[D];西南交通大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙德辉;郝冬冬;李志军;;考虑网络丢包的网络化控制系统的广义预测控制[J];北方工业大学学报;2009年01期
2 吴刚,孙一康;多变量模糊预测控制在板形板厚综合系统中的应用[J];北京科技大学学报;1999年04期
3 邹良华;沈玲;张云霞;;解广义预测控制模型的障碍函数法探析[J];成功(教育);2009年05期
4 刘志远;王都;游海翔;冒晓建;卓斌;;基于GPC的稀燃天然气发动机空燃比自适应控制[J];车用发动机;2009年04期
5 张典范;高峰;;6-(P-2P-S)并联宏动平台的轨迹跟踪控制[J];燕山大学学报;2009年03期
6 孙峻,徐德民;基于Smith预估器的自适应广义预测控制[J];电机与控制学报;2002年02期
7 陈书锦;李华德;马保柱;冉正云;;电动汽车驱动系统广义预测控制[J];电机与控制学报;2006年06期
8 武俊峰;王世明;;一种基于模糊控制的两步法预测控制方法[J];电机与控制学报;2010年07期
9 宁芳青,张世峰,严文福;立火道温度的广义预测控制[J];电子科技大学学报;2004年01期
10 蒋铁铮;;大型同步发电机非线性最优预测综合控制[J];电力系统及其自动化学报;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 吴义虎;宋丹丹;侯志祥;袁翔;;车辆横摆角速度的广义预测控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 曾庆军;王捍兵;徐晶晶;;基于软组织环境的遥操作机器人系统预测控制研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 余雷;费树岷;朱海荣;;火电厂过热汽温系统的切换控制平台设计与应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
4 韩亚红;由勇;由俊生;;基于广义预测控制的DFS控制方法的研究[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
5 师五喜;王萍;徐国伟;李红利;;基于跟踪误差调节的参数未知线性系统直接自适应模糊广义预测控制[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
6 付东波;田学民;;广义预测控制在一种双线性系统中的应用[A];2001系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2001年
7 韩晓丽;孙志毅;柏艳红;温明军;;基于广义预测的摆动气缸控制[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年
8 郭健;陈庆伟;胡维礼;;补偿预测误差的非线性系统广义预测控制[A];2003年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张宏瀚;高性能U型减摇水舱系统设计与控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 刘芙蓉;半潜船动力定位控制系统建模和仿真研究[D];武汉理工大学;2011年
4 张磊;基于Agent的水下机器人运动控制系统体系结构[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 黄丽;基于数据驱动的生物反应过程软测量与优化控制[D];江苏大学;2011年
6 王东风;多变量智能控制在电厂制粉系统中的应用研究[D];华北电力大学;2001年
7 李江;神经—模糊预测控制及其在碱回收炉中的应用[D];浙江大学;2001年
8 余世明;预测控制算法及其应用研究[D];浙江大学;2001年
9 张天宏;民航发动机远程故障诊断技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
10 郑子文;超精密机床伺服控制技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李长鹏;基于CSTR温度系统的模糊神经网络预测控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王岩;智能建模和模糊广义预测控制研究及在船舶减纵摇控制中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谢笑颖;环境最优船舶区域动力定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙靖;水下机器人状态反馈广义预测解耦控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王峰;时滞系统的辨识与控制[D];大连理工大学;2010年
6 李红涛;智能预测控制算法在倒立摆中的应用研究[D];长沙理工大学;2010年
7 李志国;管式加热炉冗余调炉决策支持系统[D];天津理工大学;2010年
8 吴凡;基于预测控制的网络控制系统研究[D];天津理工大学;2010年
9 王世明;基于模糊控制与遗传算法的两步法预测控制在三级液位系统中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 张勇;基于DSP的火电锅炉风烟系统广义预测控制[D];太原理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李,朱金兆,朱清科;分形维数计算方法研究进展[J];北京林业大学学报;2002年02期
2 吴春明,姜明,朱淼良;几种主动式队列管理算法的比较研究[J];电子学报;2004年03期
3 吴清亮;陶军;姚婕;;一种基于预测PI控制器的自相似网络主动队列管理算法[J];电子学报;2006年05期
4 任丰原,王福豹,任勇,山秀明;主动队列管理中的PID控制器[J];电子与信息学报;2003年01期
5 温昱晖;朱祥华;张勇;;自相似流量的主动队列管理算法[J];电子与信息学报;2006年07期
6 罗燕,汪纪锋,曹长修;宽带网络闭环式拥塞控制方法综述[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年03期
7 陈帅,杨洪波;主动队列管理(AQM)拥塞控制算法研究[J];光机电信息;2002年12期
8 张远翼;杨祥;司海平;;典型的主动队列管理算法性能分析[J];桂林工学院学报;2007年03期
9 王春枝;万勇;朱玉明;;主动式队列管理中ARED算法的分析研究[J];湖北工业大学学报;2007年02期
10 韩欣,姚凌,纪红;Internet中的主动队列管理技术[J];合肥学院学报(自然科学版);2004年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 索东海;广义预测拥塞控制算法及仿真研究[D];大连理工大学;2003年
【二级引证文献】
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1 丁胜仁;公路网结构优化理论与方法研究[D];长安大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 胡海波;分数阶PI~λD~μ控制器参数的整定和应用研究[D];安徽理工大学;2010年
2 肖智勇;自相似环境下的拥赛控制算法研究[D];西南交通大学;2010年
3 田小敏;智能分数阶PIλDμ控制器的研究[D];安徽理工大学;2012年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任丰原,林闯,任勇,山秀明;大时滞网络中的拥塞控制算法[J];软件学报;2003年03期
2 文宏;唐玉华;朱培栋;;RED簇主动队列管理算法研究[J];计算机工程与科学;2006年05期
3 麻海圆;孟相如;贾艳萍;郝志建;;基于速率的主动队列管理算法的性能分析[J];微电子学与计算机;2007年11期
4 朱华;向少华;;一种模糊自适应PI算法在网络拥塞控制中的应用[J];大众科技;2009年11期
5 李婷;苗增强;周玲;满高华;;大延时网络中基于单神经元-Smith的AQM算法[J];网络安全技术与应用;2011年07期
6 樊燕飞,林闯,任丰原,赵达源;一种具有ECN能力的智能分组丢弃算法(英文)[J];软件学报;2005年09期
7 刘明;窦文华;张鹤颖;;主动队列管理研究综述[J];计算机工程;2006年24期
8 张士娟,孙金生;一种新的自适应RED算法[J];控制工程;2004年S2期
9 倪长旺,王行愚;自适应模糊BLUE主动队列管理算法[J];武汉理工大学学报;2005年10期
10 文雅琳;徐昌彪;;基于模糊控制的主动队列管理技术分析[J];黑龙江科技信息;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王莉;;基于预测控制的主动队列管理算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
2 王妍;夏利;赵娟;王光兴;;基于公平性的主动队列管理策略研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
3 曾振平;陈娟;;对主动队列管理算法仿真研究的几点建议[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
4 李春来;罗晓曙;;一种基于模糊RBF神经网络自整定的拥塞控制算法[A];全国复杂系统研究论坛论文集(二)[C];2005年
5 卿利;朱清新;王明文;;网络拥塞控制的自适应PID算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
6 杜照丰;于忠诚;段军义;;一种基于模糊控制的主动队列管理算法[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2007年
7 何凌;井元伟;;网络拥塞控制对偶算法的稳定性[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
8 曹振臻;肖扬;;基于流量估计的自适应随机早期检测算法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
9 张士娟;孙金生;;主动队列管理算法的仿真研究[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
10 安娜;蒋国平;;网络TCP/RED算法稳定性研究[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
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1 本报记者 何晓曦;中国能源战略寻求突破[N];国际商报;2004年
2 ;流量控制与拥塞控制[N];人民邮电;2000年
3 清华大学 程鹏 林闯 戴琼海 吴秋峰;组播中的拥塞控制[N];计算机世界;2001年
4 林闯 罗万明;IP拥塞控制策略[N];计算机世界;2001年
5 吴国纲 许纯;七种IP拥塞控制算法需改进[N];计算机世界;2006年
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7 张建铭;RPR受宠?[N];网络世界;2004年
8 ;高速TCP缓解广域网拥塞[N];网络世界;2005年
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10 林闯 罗万明;TCP 基于窗口的端到端的拥塞控制机制[N];计算机世界;2001年
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1 陈伟杰;基于主动队列管理的拥塞控制策略及其稳定性研究[D];浙江工业大学;2011年
2 王萍;主动队列管理的滚动优化控制研究[D];吉林大学;2011年
3 李旻;主动队列管理若干问题的研究[D];复旦大学;2003年
4 王宏伟;TCP/IP网络拥塞控制中主动队列管理算法研究[D];东北大学;2009年
5 陈尚兵;IP网络中拥塞控制和可扩展组播路由研究[D];浙江大学;2003年
6 何凌;TCP/IP网络拥塞控制若干问题的研究[D];东北大学;2008年
7 魏晋宏;预测控制在工业生产过程中的应用研究[D];太原理工大学;2011年
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9 张楠楠;基于滑模控制理论的若干网络拥塞控制算法研究[D];东北大学;2009年
10 李姝;基于预测控制的汽油发动机怠速控制方法研究[D];吉林大学;2010年
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1 陈金华;TCP拥塞控制中主动队列管理算法的研究[D];南京理工大学;2004年
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3 陈瑾平;网络拥塞控制研究[D];浙江工业大学;2004年
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7 郑锋;基于主动队列管理的拥塞控制策略研究[D];西北大学;2010年
8 房曙东;网络拥塞控制中主动队列管理算法研究[D];南京理工大学;2005年
9 徐燕;Internet拥塞控制研究[D];南京理工大学;2004年
10 林斌;基于智能控制的AQM及相关网络拥塞控制问题研究[D];浙江大学;2004年
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