ATM網絡中若干控制問題的研究.pdf

1、計算機和通信技術的快速發(fā)展，以及信息高速公路Internet的興起，人們普遍認識到信息及資源共享的重要意義。因此，基于Internet/Intranet技術的應用系統(tǒng)被廣泛采用。而在其上傳輸的信息可能是數據、話音、圖像或視頻等。對這些多功能的需求，現今的任何網都無法完成，因為這些網都是面對特定業(yè)務類型設計的。 ATM網絡綜合了電路交換和分組交換的優(yōu)點，既有電路交換的可靠性和低延時性，又有分組交換的高效性。因此，ATM網絡能較好地

2、適應多媒體業(yè)務的需要，是對傳統(tǒng)網絡的一種根本性的改變。但是，ATM網絡也面臨著一些急需解決的問題。其中，為解決網絡中的時延問題，而進行的擁塞控制和流量控制是研究的熱點方向。目前，有許多應用控制理論方法解決網絡中的延遲問題的例子，且都取得了較好的控制效果。于是，本文利用控制理論中的極點配置算法和有限拍控制方法，進行ATM網絡的流量控制。 首先，在基于極點配置方法的ATM網絡控制中，討論了將極點配置在不同的位置以實現動態(tài)跟蹤網絡狀態(tài)

3、的問題。將一般的傳遞函數轉換為狀態(tài)空間方程的形式，利用現代控制理論中極點配置方法，得到了網絡系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定的反饋控制律，從而拓展了解決網絡問題的新思路。所應用的極點配置方法不僅能根據網絡狀態(tài)的變化動態(tài)地調整信源的發(fā)送速率，從而使信源快速響應網絡狀態(tài)的變化，解決了時延對網絡控制帶來的不利影響；而且使鏈路帶寬和網絡資源得到了充分的利用。仿真結果驗證了所采用的極點配置算法能使網絡具有良好的動態(tài)性能。 其次，應用有限拍方法討論了ATM網絡

4、的ABR通信中基于速率反饋的流量控制問題。改進了原有模型，引入新的對象傳函，使之更接近實際應用。提出了結構簡單的緩沖器隊列長度的控制方法。此方法使系統(tǒng)的響應在有限拍的時間內嚴格地到達穩(wěn)態(tài)，信源發(fā)送速率能夠快速響應網絡狀態(tài)的變化，較好地克服了時延對流量控制快速性和穩(wěn)定性的影響，從而有效地避免擁塞發(fā)生，同時降低信元丟失率。仿真結果驗證了此算法的有效性。 另外，ATM網絡在管理技術方面還存在著有待解決的問題。于是，本文從管理者的角度出

5、發(fā)，討論了如何使網絡和用戶的整體利益得以保障的問題。將對策論中的Nash平衡和Stackelberg策略概念引入多用戶網絡模型中，較好地引導各用戶采取有利于整體利益的行為，從而有效地實施了網絡控制。此部分工作包括兩個內容： 其一，針對多優(yōu)先級的網絡通信量的價控模型，討論了在確保最大盈余的情況下，各用戶的流量使用比率協(xié)調問題?；趯Σ哒摲椒ǎ謩e提出了線性和非線性激勵策略。改進了對已有的價控問題的研究，在價控策略中引入激勵項，使得

6、網絡管理者可以更有效地引導各用戶采取有利于整個網絡運行的行為。數值例子說明了此方法的適用性。 其二，在基于盈余函數分析的信道選擇方案中，討論了如何合理使用信道以獲得最大利益的問題。ATM網絡中的信道管理問題與流量管理問題有相似之處。利用對策論協(xié)調多用戶系統(tǒng)的矛盾，分別提出線性和非線性激勵策略來引導用戶以一定的原則選擇信道。該方案不僅可以提高信道的利用率、降低呼阻率，而且可以保證用戶得到較滿意的盈余值。從仿真圖形中可以看出，對策論