基于最優(yōu)化控制方法的AQM控制器研究.pdf

1、如果在路由器端采用的算法是傳統(tǒng)的“尾部丟棄”，當(dāng)隊(duì)列的長(zhǎng)度超過(guò)了隊(duì)列的緩沖存儲(chǔ)容量，之后到達(dá)的數(shù)據(jù)包就不允許進(jìn)入隊(duì)列而被丟棄，只有當(dāng)隊(duì)列中的存儲(chǔ)區(qū)可以容納新到達(dá)的數(shù)據(jù)包才允許進(jìn)入隊(duì)列中。這樣的算法有很多的缺點(diǎn)：它導(dǎo)致隊(duì)列長(zhǎng)度抖動(dòng)幅度大，導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的、長(zhǎng)時(shí)間的分組的排隊(duì)延遲，導(dǎo)致鏈路的利用率很低。
　　 解決該算法缺陷的一種方法是在路由器中采用AQM(基于主動(dòng)式隊(duì)列管理)算法。由IETF推薦的AQM(主動(dòng)隊(duì)列管理)算法是路由器端

2、擁塞控制的主要技術(shù)，目前解決互聯(lián)網(wǎng)上擁塞控制的相關(guān)問(wèn)題最主要的方法是將TCP擁塞控制與AQM結(jié)合。AQM算法一直以來(lái)是互聯(lián)網(wǎng)中路由器端擁塞控制的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。盡可能實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)流之間合理化、公平化的分配網(wǎng)絡(luò)資源，數(shù)據(jù)包(分組)延時(shí)的最小、鏈路上吞吐量的最高、以及數(shù)據(jù)包丟棄的最小化等，這些都是執(zhí)行擁塞控制機(jī)制所要達(dá)到的最終目的。
　　 本文建立在TCP以及AQM擁塞控制的基礎(chǔ)上，應(yīng)用控制理論的知識(shí)，基于閉環(huán)反饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用線性控

3、制的方法結(jié)合最優(yōu)控制的方法提出了一種新的AQM控制器。通過(guò)詳細(xì)的理論分析以及相關(guān)性能仿真，證明了這種控制器在某些方面優(yōu)于原有的部分AQM算法。
　　 本文的主要工作：通過(guò)KELLY提出的TCP擁塞控制模型的轉(zhuǎn)換(變體)，得到一種新的系統(tǒng)模型，將這種模型通過(guò)狀態(tài)方程表示，得到線性二次型的狀態(tài)方程。采用線性二次型最優(yōu)控制的理論，應(yīng)用極小值原理，通過(guò)最優(yōu)解的必要條件，尋找最優(yōu)控制使得系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到最小。最終通過(guò)得到的最優(yōu)控制參數(shù)k