本文選題：TCP網(wǎng)絡 + 擁塞控制�。� 參考：《東北大學》2014年碩士論文

【摘要】：隨著科學技術的不斷發(fā)展,新型網(wǎng)絡應用的出現(xiàn)以及網(wǎng)絡用戶的不斷增加導致網(wǎng)絡擁塞成為亟待解決的問題�；诼酚善鞯闹鲃雨犃泄芾頇C制,與TCP協(xié)議的擁塞控制相結合,是解決目前TCP網(wǎng)絡擁塞控制問題的一個主要途徑。考慮到TCP網(wǎng)絡的強非線性,本文利用哈密頓理論來設計控制器。哈密頓理論是一種基于能量的控制方法,不僅結構形式簡單,而且在控制器設計和穩(wěn)定性分析方面也具有巨大優(yōu)勢。因此,針對TCP網(wǎng)絡系統(tǒng),本文首次嘗試采用哈密頓理論控制方法設計控制器,成功解決了網(wǎng)絡擁塞的問題。本文的主要研究內容有：首先介紹TCP網(wǎng)絡擁塞控制研究的背景和意義,闡述了網(wǎng)絡擁塞發(fā)生的原因,總結了國內外擁塞控制算法的研究現(xiàn)狀,針對網(wǎng)絡擁塞存在的問題,分析了網(wǎng)絡擁塞控制算法設計存在的難點,并且說明了哈密頓理論的研究現(xiàn)狀。其次闡述了哈密頓控制方法的基礎理論,結構特點以及建立哈密頓模型所需要的構造方法。同時考慮到具體的網(wǎng)絡是一個參數(shù)時變、強非線性的動態(tài)系統(tǒng),為了能夠更好的適應網(wǎng)絡的變化,利用哈密頓系統(tǒng)是一種基于能量函數(shù)的控制方法,能夠很好地處理非線性的特點,采用預置反饋方法來建立網(wǎng)絡擁塞控制系統(tǒng)模型。然后基于哈密頓理論設計了TCP的網(wǎng)絡擁塞控制器。利用前面所建立的基于哈密頓理論的TCP網(wǎng)絡數(shù)學模型,設計了哈密頓控制器,并且對其穩(wěn)定性進行了理論分析,最后仿真分析,和傳統(tǒng)的PI控制器的仿真圖進行了比較,結果表明哈密頓控制器的快速性和穩(wěn)定性明顯優(yōu)于PI控制器,能夠有效避免網(wǎng)絡擁塞。再者基于已經(jīng)建立哈密頓理論的TCP網(wǎng)絡擁塞模型,針對系統(tǒng)中的UDP流等干擾,采用極小極大控制法處理干擾項,構造了與性能指標相關的檢驗函數(shù),充分估計干擾對系統(tǒng)的影響,有效降低了傳統(tǒng)干擾處理方法的保守性。同時針對TCP網(wǎng)絡系統(tǒng)中的參數(shù)不確定性,加入了自適應控制,設計了自適應律。仿真分析表明,所提控制策略有效改善了系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和魯棒性。最后進行了總結與展望。對本課題研究內容做了總結,并分析了哈密頓理論在擁塞控制中的研究前景。
[Abstract]:With the development of science and technology, the emergence of new network applications and the increasing number of network users, network congestion has become an urgent problem to be solved. The active queue management mechanism based on router, combined with the congestion control of TCP protocol, is a main way to solve the congestion control problem of TCP network. Considering the strong nonlinearity of TCP network, the controller is designed by using Hamiltonian theory. Hamiltonian theory is an energy-based control method, which is simple in structure and has great advantages in controller design and stability analysis. Therefore, for the TCP network system, this paper first attempts to use the Hamilton theory control method to design the controller, and successfully solves the problem of network congestion. The main contents of this paper are as follows: firstly, the background and significance of the research on TCP congestion control are introduced, the causes of network congestion are expounded, and the research status of congestion control algorithms at home and abroad is summarized, aiming at the problems existing in network congestion. The difficulties in the design of network congestion control algorithm are analyzed, and the research status of Hamiltonian theory is explained. Secondly, the basic theory of Hamiltonian control method, the structural characteristics and the construction method needed to establish the Hamiltonian model are expounded. Considering that the concrete network is a dynamic system with time-varying parameters and strong nonlinearity, in order to adapt to the change of the network, the Hamiltonian system is a control method based on energy function. The model of network congestion control system is established by preset feedback method. Then a TCP congestion controller based on Hamiltonian theory is designed. Based on the established mathematical model of TCP network based on Hamiltonian theory, the Hamiltonian controller is designed, and its stability is analyzed theoretically. Finally, the simulation results are compared with the traditional Pi controller. The results show that the Hamiltonian controller is superior to Pi controller in speed and stability, and can effectively avoid network congestion. Thirdly, based on the congestion model of TCP network based on Hamiltonian theory, aiming at the interference such as UDP flow in the system, the minimal maximum control method is used to deal with the interference item, and the test function related to the performance index is constructed. The influence of interference on the system is fully estimated, which effectively reduces the conservatism of traditional interference processing methods. At the same time, adaptive control is added to the parameter uncertainty of TCP network system, and an adaptive law is designed. Simulation results show that the proposed control strategy can effectively improve the transient stability and robustness of the system. Finally, the conclusion and prospect are given. The research content of this paper is summarized, and the research prospect of Hamiltonian theory in congestion control is analyzed.
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.06

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 錢民;唐克生;;基于定性動態(tài)概率網(wǎng)絡的網(wǎng)絡擁塞控制[J];計算機科學;2011年S1期

2 潘巍,王明政,李建華;主動網(wǎng)絡擁塞控制的研究與實現(xiàn)[J];計算機工程;2004年20期

3 蘇錫亮;李君;;網(wǎng)絡擁塞控制中的公平性[J];河南科技;2006年08期

4 季敏;張利萍;;網(wǎng)絡擁塞控制概述[J];軍民兩用技術與產(chǎn)品;2006年08期

5 譚寧;常毅;;一種網(wǎng)絡擁塞控制體系的設計[J];微計算機信息;2007年12期

6 肖嵩;吳成柯;周有喜;杜建超;;結合信源特性與網(wǎng)絡擁塞控制的可靠性視頻傳輸算法(英文)[J];軟件學報;2007年11期

7 鐘伯成;吳小培;;自私用戶下的網(wǎng)絡擁塞控制研究[J];合肥學院學報(自然科學版);2008年01期

8 林開司;佘東;;計算機網(wǎng)絡擁塞控制綜述[J];科技資訊;2008年03期

9 魏星;高振中;;網(wǎng)絡擁塞控制概述[J];桂林航天工業(yè)高等�？茖W校學報;2008年01期

10 袁希群;;淺談計算機網(wǎng)絡擁塞控制[J];電大理工;2012年01期

相關會議論文 前10條

1 武賽;鄧飛其;;基于反步法的網(wǎng)絡擁塞控制[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

2 裴利軍;楊俊平;;互聯(lián)網(wǎng)絡擁塞控制TCP-RED模型的動力學研究[A];第二屆全國動力學與控制青年學者研討會論文摘要集[C];2008年

3 程杰;;基于移動Agent的網(wǎng)絡擁塞控制機制的設計[A];山東省計算機學會2005年信息技術與信息化研討會論文集（二）[C];2005年

4 王義;楊祥;魏華;;基于TCP和路由器技術的網(wǎng)絡擁塞控制[A];第三屆全國虛擬儀器大會論文集[C];2008年

5 鐘伯成;韓江洪;杜兆芳;張杰;;基于博弈論的IP網(wǎng)絡擁塞控制[A];計算機技術與應用進展——全國第17屆計算機科學與技術應用（CACIS）學術會議論文集（下冊）[C];2006年

6 尹鳳杰;井元偉;;模糊滑�？刂圃诰W(wǎng)絡擁塞控制中的應用[A];第二十四屆中國控制會議論文集（上冊）[C];2005年

7 李曉莉;牛玉剛;王行愚;;一種基于自適應模糊理論的ATM網(wǎng)絡擁塞控制[A];全國自動化新技術學術交流會會議論文集（一）[C];2005年

8 閆明;安亞亮;;基于滑�？刂扑惴ǖ腡CP網(wǎng)絡擁塞控制[A];2007中國控制與決策學術年會論文集[C];2007年

9 張士娟;孫金生;;主動隊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 郭曉燕;陳陽舟;;最優(yōu)控制方法在ATM網(wǎng)絡擁塞控制中的應用[A];第二十二屆中國控制會議論文集（上）[C];2003年

相關博士學位論文 前10條

1 向少華;高速網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];華南理工大學;2006年

2 蔡小玲;網(wǎng)絡擁塞控制的若干問題研究[D];南京理工大學;2005年

3 黃小猛;高速網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];清華大學;2007年

4 林慶華;高速網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];華南理工大學;2004年

5 毛鵬軒;下一代網(wǎng)絡擁塞控制關鍵算法的研究[D];北京交通大學;2013年

6 何凌;TCP/IP網(wǎng)絡擁塞控制若干問題的研究[D];東北大學;2008年

7 陶勇;容遲容斷網(wǎng)絡擁塞控制關鍵技術研究[D];國防科學技術大學;2011年

8 鐘伯成;IP網(wǎng)絡擁塞控制的若干問題研究[D];合肥工業(yè)大學;2006年

9 楊歆豪;基于控制理論的網(wǎng)絡擁塞控制中的若干算法研究[D];南京理工大學;2010年

10 于驪;基于跨層方法的網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];天津大學;2009年

相關碩士學位論文 前10條

1 謝薪;面向物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡擁塞控制的改進RED算法研究[D];江西理工大學;2015年

2 王琨;基于哈密頓理論的TCP網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];東北大學;2014年

3 張坤;基于動力學模型的高速網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];安徽大學;2013年

4 王雯;基于少數(shù)派博弈的網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];華中科技大學;2009年

5 湯峗;網(wǎng)絡擁塞控制中的接納控制技術研究[D];重慶大學;2010年

6 趙靜;基于禁忌遺傳優(yōu)化的網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];鄭州大學;2007年

7 張璐;網(wǎng)絡擁塞控制中主動隊列管理算法的研究[D];南京理工大學;2008年

8 徐勝;基于模型的網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];南京理工大學;2008年

9 李建軍;基于魯棒理論的網(wǎng)絡擁塞控制研究[D];哈爾濱工程大學;2006年

10 張莉;網(wǎng)絡擁塞控制技術的研究[D];天津工業(yè)大學;2007年

，

本文編號：2010679