基于H∞控制方法的多链路网络拥塞控制

研究了一类基于主动队列管理(active queue management,AQM)路由器的多链路网络拥塞控制问题.用一个状态空间模型来描述多链路网络流量的动态特性,并将实际链路带宽相对于期望带宽的偏差作为干扰信号,从而用H_∞控制方法来解决网络拥塞问题.在链路带宽变化的情况下,通过丢包率来控制实际窗口大小及队列长度,使得实际窗口大小和队列长度达到期望值,从而达到降低网络拥塞的目的.最后通过两个仿真示例验证了方法的有效性.     

基于OPNET的交换结构信源建模及仿真分析

针对交换结构所使用的信源模型,不仅要考虑网络业务流自身特性,还要考虑输出端口的业务均衡问题,提出一种可用于交换结构性能分析与设计验证的信源模型,该模型能够产生具有自相似特性的网络业务流,并且能够正确模拟到达交换结构输入端口处的均衡和非均衡分布的网络业务流,同时通过在OPNET仿真平台上的测试,证明了上述结论。该模型对于高速交换机中交换结构的设计具有重要意义。     

基于自适应模糊滑模控制的主动队列管理算法

针对TCP这样大型复杂的网络系统的拥塞问题,考虑系统中存在的不确定因素是未知非线性的情况,设计了一种采用自适应模糊滑模控制理论的主动队列管理算法。该算法基于网络模型的特殊性,构造了Lyapunov-Krasovskill函数,设计了滑动模面,并基于线性矩阵不等式的方法给出该系统鲁棒渐近稳定的充分条件,所设计的自适应模糊控制律能够使系统的状态轨迹在有限时间内到达滑动模面。仿真结果表明,该算法在网络条件变化的情况下,能实现准确的跟踪目标队列长度,避免网络拥塞的发生。     

基于DiffServ的自适应IP QoS管理框架研究

IP QoS已成为IP网络的核心技术。目前实现IP QoS的机制主要包括有多种，例如子带宽管理、MPLS、IntServ、DiffServ等，可以结合起来实现更完善的IP QoS。目前，比较一致的看法是在网络边缘采用IntServ，在网络主干采用DiffServ。我们在局域网自适应IP QoS基础上，进一步研究了基于DiffServ的IP QoS.本文给出一种DiffServ结合IntServ实现彻底的端到端的IP QoS网络框架，提出了DiffServ实现自适应IP QoS管理的框架与方案，讨论了内部路由节点自适应QoS控制策略。最后讨论基于网络仿真软件NS2的一个简单实验结果。     

面向双层卫星网络的多业务负载均衡算法

卫星网络中由于卫星高动态拓扑和地面用户分布不均,导致卫星网络易出现区域负载失衡。设计高效的动态路由算法是当前卫星网络的研究热点,为此,提出了一种面向双层卫星网络的多业务负载均衡算法。该算法根据卫星链路上的数据传输量进行拥塞判断,根据链路时延因素和链路负载因素进行负载代价计算,不同服务质量(quality of service, QoS)需求的业务进行不同路径选择,通过分流均衡网络流量。仿真结果表明,该算法能够减少数据包的排队时延和丢包率,提高整网吞吐量。     

基于不确定时滞模型的鲁棒AQM控制器设计

针对网络环境的不确定性和网络参数的时变性,采用不确定时滞系统模型对网络拥塞控制问题进行了研究。给出了利用线性矩阵不等式方法判定主动队列管理(active queue management,AQM)系统稳定的充分条件,以及基于求解非线性矩阵不等式的AQM控制器参数设计方法,设计了基于线性矩阵不等式的含时滞静态输出反馈控制器。仿真结果表明,利用该方法所得到的控制器是有效的,在变化的网络环境下,其动态响应更快,稳态波动更小。     

Bandwidth constrained QoS routing scheme for MPLS traffic engineering

Traffic engineering has been essential to optimize the utilization of network resource and to provide for QoS,QoS routing is a basic component of traffic engineering in MPLS networks. Aiming at some shortages of certain existing routing algorithms, we propose an efficient bandwidth constrained QoS routing scheme with additional traffic engineering objectives. The objectives of traffic engineering considered in our algorithm are to reduce the blocking probability of requests and to evenly distribute the traffic load. Accordingly, the algorithm avoids using critical links as far as possible by assigning large weights to them as a function of their criticality. The critical links can be specified according to max-flow reduction weight, a new link weight introduced by the algorithm. Then, a new defined additive metric, path saturation,is used to select optimal path. Extensive simulations are carried out to evaluate the performance of the proposed algorithm in terms of call blocking probability and link resource utilization. Compared to other several routing algorithms, the simulation results show the new algorithm performs well.     

集中式网络拥塞控制的高效RPL路由协议

针对低功耗有损网络中采用博弈论的网络拥塞控制(game theory based network congestion control protocol, GTNCC)路由算法在路由构建过程中仅仅考虑无线链路质量不能使网络拓扑最优,以及在拥塞控制过程中由拥塞节点的子节点判断是否切换父节点不能快速高效地缓解网络拥塞等问题,提出一种基于多维度量结合的集中式网络拥塞控制(centralized network congestion control based on multi-metrics combination, CNCCMC)路由协议。首先,为了降低网络拥塞发生的概率,CNCCMC路由协议综合考虑了节点剩余能量、缓存占用率、无线链路质量和中继节点当前子节点个数等多维度量完成路由构建;其次,当检测到网络拥塞时,CNCCMC路由协议依据网络拥塞节点进行流量分析和判断的结果采取集中式的方式控制其子节点的切换;最后,在网络拥塞缓解过程中,提出一种“乒乓效应”避免机制。理论分析和仿真结果表明,与GTNCC路由算法相比,CNCCMC路由协议在降低网络拥塞发生的概率、延长网络平均生存寿命和提高网络吞吐量等方面的性能得到了有效提升。     

基于遗传预估策略的智能主动队列管理

针对TCP传输过程中的典型时滞特性,提出了一种智能主动队列管理算法.该算法以自学习预估机制模型为核心来克服大时滞特征对网络稳定性能的影响,拥塞控制系统以两条信息通道分别实现模型补偿和预测控制功能.模型补偿通道采用了Smith预估嚣实现对网络时滞特征的动态补偿,并进一步设计迭代进化算法实现对Smith预估模型未建模特征的估计过程.预测控制通道采用基于神经网络的PID智能丢弃算法,通过神经网络的学习预测功能自适应调整预测控制通道的控制行为.通过仿真研究表明了提出的控制方法显著提高了拥塞控制机制的稳定性能和自适应性能.     

无线多跳网络中基于QoS的自适应拥塞控制方案

提出的无线多跳网络中基于服务质量(QoS:Quality of service)的自适应拥塞控制方案是从两个方面实现拥塞控制和QoS保证的.一方面,通过控制路由请求过程,为实时业务选择时延较短的路由,为非实时业务选择时延较长的路由来控制拥塞并保证QoS.另一方面,按照QoS等级减小邻居结点的转发业务来增加拥塞结点占用信道的概率,从而消除拥塞并保证QoS.该方案的特点在于综合考虑了拥塞控制和QoS保证,能在控制拥塞的过程中提高服务的QoS质量.论文建立了路由发现成功率、端到端时延和丢包率的性能分析模型,并对提出的方案进行了性能分析.性能分析和仿真结果表明我们提出的方案能够有效的控制拥塞,并保证实时业务的QoS.     

基于TCP/AQM的离散滑模控制器设计

基于网络拥塞控制有效的主动队列管理算法(AQM),设计了一种鲁棒的离散滑模控制器(DSMC).针对实际网络中离散化的采样系统和定期更新等运行特点,将TCP动态拥塞窗口模型离散化,考虑该模型存在的网络延迟及流量扰动等参数不确定等特点,采用鲁棒性较好的滑模控制器.在控制器的设计中,构造了包含起始点滑模面,缩短到达时间;假设不确定扰动的最大上界,采用等效控制设计控制律;然后给出了系统的稳定性分析.仿真结果表明该控制器能够获得较快的响应速度和稳定的队列长度,在网络参数变化时仍能获得很好的鲁棒性.     

LLN中基于环路避免的高效路由修复算法

针对低功耗有损网络(low power and lossy networks, LLN)中现有路由修复算法存在控制开销冗余、修复时延较大和路由环路等问题,提出一种LLN中基于环路避免的高效路由修复算法(highly-efficient loop-free based repair routing protocol for LLN,HLR-RPL)。该算法提出了3个优化思路:首先,采用一种修正后的面向目的地的有向无循环图(destination oriented directed acyclic graph, DODAG)信息请求消息(DODAG information solicitation amend, DIS-A),使得链路中断通告过程和寻路过程同时进行;其次,提出一种减少控制消息回复机制,避免所有接收到DIS-A消息的节点均回复DODAG信息对象消息;最后,提出一种链路中断节点的子节点切换机制,从而优化了网络拓扑。仿真结果表明,HLR-RPL算法在控制开销和路由修复时延等性能方面优于现有的路由修复算法,且能够彻底避免路由环路的产生。     

部分连接K用户MIMO干扰信道的串行迭代干扰对齐算法

针对部分连接相比全连接的K用户多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）干扰信道（interference channel,IC）的干扰对齐（interference alignment,IA）能以每用户仅提供有限信号维度条件下在任意用户数规模部分连接网络应用的实用意义,一种基于两干扰源K用户MIMO-IC模型的低复杂度串行迭代IA算法被提出。仿真分析表明,相比现有算法,该算法具有更低的复杂度、更快的收敛速度和更理想的实用性能,并能以有限次迭代（10次以内）达到最优自由度。同时该IA算法的提出也证明在部分连接网络信号维度受限时存在可应用于任意用户数规模部分连接IC网络的可行性IA方案结论的正确性。     

高质量保形三角网格简化算法

网格简化算法在多分辨率模型显示、三角网格模型重构、网络传输等领域应用广泛,但是目前的简化算法简化后的网格,经常会出现极大、极小、狭长的三角片,质量不高。在基于QEM(QuadricErrorMetric)简化方法的基础上,提出了在点对折叠代价中引入折叠点对关联形状因子、法向量的夹角因子、边长的非线性加权因子3种优化因子,并配合虚折叠回退操作,对简化过程中网格质量进行综合优化,并取得了较好的简化结果。     

Heuristic based data scheduling algorithm for OFDMA wireless network

A system model based on joint layer mechanism is formulated for optimal data scheduling over fixed point-to-point links in OFDMA ad-hoc wireless networks. A distributed scheduling algorithm （DSA） for system model optimization is proposed that combines the randomly chosen subcarrier according to the channel condition of local subcarriers with link power control to limit interference caused by the reuse of subcarrier among links. For the global fairness improvement of algorithms, a global power control scheduling algorithm （GPCSA） based on the proposed DSA is presented and dynamically allocates global power according to difference between average carrier-noise-ratio of selected local links and system link protection ratio. Simulation results demonstrate that the proposed algorithms achieve better efficiency and fairness compared with other existing algorithms.     

一类不确定离散网络系统的全局滑模控制

针对动态传输控制协议(transmission control protocol, TCP)网络的拥塞问题,基于离散全局滑模控制理论设计了一种主动队列管理(active queue management, AQM)算法,该算法消除了滑模控制的到达阶段,保证网络系统在整个控制过程中的鲁棒性。为了减弱离散指数趋近律的抖振现象,给出了一种改进的滑模趋近律,使得复杂的网络系统具有良好的性能。仿真结果验证了所设计的控制器对活动的TCP连接数、链路带宽及往返时延的不确定性具有很强的稳定性和鲁棒性。     

Distributed QoS multicast routing in networks with imprecise state information

1.INTRODUCTION WiththerapiddevelopmentofInternet,mobilenet worksandhigh performancenetworkingtechnology,itbringsoutextensiveinterestsofpeopleinproviding multimediaandreal timeservicessuchasvideoconfer ence,distanceeducation,entertainmentandsoon.Theseservicesrequirecertainquality of service(QoS)fromthenetworks.Thatis,thereshouldbe guaranteesastobandwidth,delay,delay jitter,ratio ofpacket lossandlowcostduringthedatatransmis sion.Meanwhile,multicastserviceshavebeenused invariousmultimediaap…     

多媒体传感器网络中服务感知的传输控制协议

多媒体传感器网络中同时存在端到端（end-to-end）的多媒体流和事件到汇聚点（event-to-sink）的事件流,这对多媒体传感器网络服务质量保证带来了新的挑战。针对多媒体传感器网络提出了一个基于二级反馈的QoS自适应保证方法,该方法以传输控制协议为核心,根据汇聚节点处数据包的接收率和网络拥塞状况将网络划分为10个运行状态,通过传输控制协议调整媒体流和事件流的发送率,完成网络向最优状态的迁移。一系列基于NS2的仿真试验证明了本方法的有效性。

Abstract：

There exist two kinds of streams in multimedia sensor networks：end-to-end stream and event-to-sink stream,this makes the guarantee of QoS multimedia transmission face a new set of challenges. A self-adaptive QoS guarantee scheme was proposed based on two-layer feedback for multimedia sensor networks. The kernel of this scheme is transport control protocol. The network is partitioned into 10 typical states by means of the data packet receive rate at sink node and network congestion status,thus the state transfers to the optimal one by adjusting the transmit rate of media stream and event stream. A series of simulation results are performed by NS2 to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme.     

一种基于Fuzzy-PID控制的组播拥塞控制机制

针对现有实际通用组播(pragmatic general multicast protocol, PGM)拥塞控制方案难以适应网络的动态变化等不足,提出了一种基于模糊比例积分微分(fuzzy proportional plus integral plus derivative, Fuzzy-PID)控制的组播拥塞控制机制(fuzzy-PID controlled multicast congestion control mechanism, FPIDMCC)。FPIDMCC在源端和接收端代表间运用Fuzzy-PID控制方案,使源端能快速响应网络拥塞,实时调整发送速率并使之趋于稳定,增强了对动态网络的适应性;此外,采用基于代表和中间节点反馈聚集相结合的方式进行反馈控制,可有效避免反馈爆炸。其中Fuzzy-PID控制方案结合了传统PID和模糊推理的优点,由模糊推理得到PID控制参数,减少了对系统模型的依赖性。仿真结果表明,FPIDMCC机制拥塞响应速度快、系统稳定性好、动态适应能力强。     

一种Ad Hoc网络信道接入退避算法及仿真分析

移动自组网络的应用环境以及其在商业上的潜在应用要求它支持QoS，高效合理的MAC协议对于保障Ad Hoc网络QoS具有重要的意义。在分析现有典型MAC协议及退避算法的基础上，提出了一种支特动态服务区分兼顾公平性的退避算法——服务区分动态退避（SDDB）算法。分析和仿真结果证明，与IEEE802．11等协议采用的退避算法相比，该算法在信道公平性和提供服务区分方面有较好的改善，并且在信道的吞吐量和提供服务区分、改善信道接入公平性之间能达到较好的折衷。