基于混沌优化的大时滞网络拥塞控制算法

基于改进的网络简化模型,提出一个大时滞网络拥塞控制算法称为改进的混沌优化PID控制算法(ICPID).改进的网络简化模型考虑了时滞的影响,利用这个模型,AQM路由器应用改进的混沌优化策略优化PID控制器参数.通过加速混沌搜索快速得到控制器参数的次优值,运用变尺度方法在次优值附近找出控制器参数的全局最优值.对比仿真结果表明,该算法有较好的鲁棒性,链路利用率更高,丢包率更小,平均队列长度更趋于期望值,综合性能优于PI和DC-AQM.     

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.     

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.     

基于观测器的网络系统鲁棒控制器设计

针对网络拥塞问题,提出了一种基于观测器的主动队列管理(AQM)算法.该算法讨论了输入受限情况下时滞不确定网络系统的鲁棒控制器设计问题,利用线性矩阵不等式方法研究了观测器和控制器存在的充分条件.仿真结果表明,在网络条件变化的情况下,该方法能很好的使缓存队列迅速收敛到期望队列长度,并且对网络的负载扰动和参数变化具有很强的鲁棒性.     

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。     

基于非线性差分随机早期检测的拥塞控制机制

主动式队列管理技术是网络中间节点拥塞控制的关键技术,它和基于窗口的TCP端到端的拥塞控制相结合,是解决目前网络拥塞控制问题的有效途径。采用非线性增长数据包丢弃概率与差分服务模型相结合的方法,提出NLD_RED算法。该算法是对RED改动很小的一种算法,实现了控制参数动态化,一定程度上消除了RED的参数敏感性问题,满足了不同优先级差分服务需求,增强了调节拥塞控制的能力。在仿真平台上设计了仿真实例,对算法性能进行评估。算法能够尽量维持平均队列长度在一个相对稳定状态,提高了算法稳定性和灵活性。     

基于连续滑模控制的主动队列管理算法及仿真

基于一种改进的滑模控制器提出了一种主动队列管理（AQM）算法。采用连续的滑模控制（SMC）方案来取代不连续的切换控制，消除了滑模控制中存在的抖振现象从而使队列跟踪性能得到改善．对于网络模型的不确定性、网络参数的时变性及非TCP适应流所引起的网络抖动试算法具有很强的鲁棒性。仿真结果表明该方法可以使队列长度快速收敛到设定值，同时使队列振荡最小，结果也表明在网络条件变化的情况下，该算法优于传统的PI控制和传统的滑模控制。     

主动队列管理的PI/PID拥塞控制器的调节

主动队列管理是一类重要的互联网拥塞控制策略。然而,要调节控制参数以达到性能目标是比较困难的,目前,许多研究工作致力于寻找简明有效的调节方法。提出了网络拥塞控制中主动队列管理的PI/PID控制器的一个简化模型,给出了控制器参数调节的经验公式。仿真结果表明,新的拥塞控制器简单易行,并具有系统响应时间短、网络流量吞吐率高等优点。     

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.     

基于自适应灰色预测的虚速率算法

虚速率(VRC)算法是近年来新兴的一种基于速率的主动队列管理算法,本文将灰色预测、自适应控制与虚速率算法三者的设计思想融合起来,提出一种新的基于自适应灰色预测的虚速率算法。将二次型性能指标引入到VRC算法中PID控制器的整定过程中,按照性能指标的负梯度方向修改加权系数,实现了PID的自适应最优控制。同时将自适应PID与灰色预测器相结合,用预测结果代替被控对象测量值,克服了网络时滞和干扰给系统带来的负面影响,并进行了稳定性分析。仿真结果表明,该算法具有优良的性能。     

网络拥塞的智能化适应控制方法

在对拥塞及网络拥塞控制分析的基础上,将人工智能引入到拥塞控制中,提出了网络拥塞的智能化适应控制方法。给出了网络流量速度指标定义,及实现网络拥塞的智能化适应控制结构模式,对网络拥塞的智能化适应控制策略及其实现进行了研究和分析,为实现网络拥塞控制提供了一种新的途径。     

城市道路交通拥挤收费的博弈分析

在分析城市道路交通拥挤收费基本原理的基础上, 应用博弈论的分析方法,针对用户之间的出行、管理者和用户之间的拥挤收费进行了博弈分析,探讨了影响道路拥挤收费的因素, 设计了基于博弈模型的拥挤收费算法.结果表明: 该算法可以给出不同程度拥挤道路收费的数值区间,对道路拥挤收费定价和交通管理有一定的实用价值.     

一种基于多等级拥塞标记的分层组播方案

针对分层组播中存在的公平性、分组丢失、收敛和响应速度缓慢等问题,提出一种基于多等级拥塞标记的分层组播方案LM-MCM。该方案通过引入一个多等级拥塞标记策略,使中间路由器能够根据输出端口的队列状况对流经本端口的组播分组进行标记,接收端根据标记值判断当前网络的拥塞等级,并据此进行相应的层次订阅调整,实现对网络拥塞的响应。仿真实验表明新方案能够快速收敛到最优订阅层次并逐渐稳定在该层次上;当网络发生拥塞时能够及时响应拥塞以减少不必要的分组丢失;同时LM-MCM还具有良好的会话间公平性和一定程度的TCP友好性。     

保证TCP上下行时间公平的ECN标记算法

在无线局域网络中,针对无线信道的异构性和传输控制协议(transmission control protocol, TCP)闭环拥塞控制的贪婪性,提出了一种基于显式拥塞通告(explicit congestion notification, ECN)标记算法的公平拥塞控制机制(access point congestion control, APCC)。APCC在AP节点结合缓存队列长度和无线信道负载的测量来检测拥塞,依据联合的拥塞测度来实施拥塞控制,通过保证低丢包率和低排队延时得到了高吞吐率;利用ECN显式反馈机制,对通过AP的上行和下行TCP DATA和ACK分组实施ECN标记,实现了上下行公平的双向拥塞控制;同时在多速率信道环境下,依据各流的无线信道速率来调节单流ECN的标记概率,实现不同无线信道速率TCP流之间的时间公平,大大提高了网络的总体效率。     

VCP协议公平性算法的仿真分析与改进研究

变结构控制协议(variable structure congestion control protocol, VCP)是一种高带宽时延网络环境下良好的拥塞控制机制,但当各数据流之间往返时延差异较大时,系统表现出不公平。结合NS2仿真实验,分析了在VCP同步数据流和异步数据流作用下系统的公平性。建立了VCP数据流稳态吞吐量的一个简单模型,指出了数据流稳态吞吐量与其公平性算法乘减参数的实际均值有关。通过在端系统自适应调整公平性算法加性参数的权值,有效提高了异步数据流作用下系统的公平性。最后通过仿真实验验证了改进算法的有效性。     

中国制造业能源拥挤效应研究:基于RAM-DEA模型的分析

能源拥挤效应是指产出随着能源要素投入的增加而减少的非正常经济现象.为了检验中国制造业是否存在能源拥挤效应,提高制造业低碳发展能力,根据产出异质性能源拥挤效应可分解为期望能源拥挤和非期望能源拥挤.利用RAM-DEA模型分别建立管理处置和自由处置下期望能源拥挤和非期望能源拥挤模型,对中国制造业28个子行业进行实证研究.研究结果表明:2000年以来中国制造业行业非期望能源拥挤效应的程度越来越严重,到2014年制造业行业存在大约96260万吨标准煤的能源浪费;大部分制造业行业的能源效率较低,且行业差异较大;从能源无效的来源来看,传统制造业主要是拥挤无效,先进制造业主要是技术无效,而传统化工行业和能源密集型产业是拥挤无效和技术无效兼而有之;近年来期望能源拥挤无论在发生频率上还是在数量上都有了一定的改善,这表明越来越多的制造业行业开始进行低碳技术创新.研究结论对制造业节能减排产业结构优化,产能过剩风险预警机制建立具有重要的政策启示.     

基于公平带宽估计的VCP协议的一种快速收敛方法

变结构控制协议(VCP)是一种高带宽时延网络环境下良好的拥塞控制机制,但其采用较大的乘减因子,公平性收敛时间较长.结合一种公平带宽估计算法在端系统估算公平带宽,有效地缩短了VCP协议的公平收敛时间.建立了改进算法的动态模型,分析了其稳定性和动态行为,以及其协议参数对动态性能的影响.最后利用ns2仿真实验验证了改进算法的有效性.     

基于环境保护的拥挤定价下公交收费策略研究

交通拥挤和污染是目前世界多数大中城市普遍面临的问题,公交优先和拥挤定价是针对该问题的有效管理措施.本文采用交通行为科学的理论和方法,从系统科学角度将环境保护、拥挤定价和公交收费等问题结合起来,设计了基于环保目标的拥挤定价下公交收费策略,解释了如何通过拥挤定价和公交收费等经济手段实现缓解交通压力减少交通污染的管理目标.本文以广州市为典型实例,进行了相应的策略分析.     

无尺度网络中的拥塞及其控制

实际网络经常承受超负荷的流量，由于网络节点自身容量或者处理速度的限制，往往导致严重的拥塞产生，使得网络具有较大的时延并且性能下降．已有研究表明，实际的通信网络具有无尺度特征．本文研究了无尺度网络模型中的拥塞现象及其控制方法，结果表明网络节点的性质和网络的无尺度特性均对拥塞现象的产生和控制有显著影响．因此，仅需要对一些最关键的节点加以控制作用，就可以得到类似控制所有节点所产生的控制效果，从而节约花费．     

一种基于速率的提高网络公平性拥塞控制算法

针对无连接的UDP流量所导致的网络资源不公平使用的问题,从端到端策略、路由器控制两方面入手,提出了一种基于速率的实现网络公平性的拥塞控制机制RFCC.根据TCP速率响应函数,由发送方对UDP数据流的发送速率进行调整,路由器以ECN的方式将网络的早期拥塞反馈给发送方,并采用ERED算法,改善带宽受数据包大小影响的情况,接收方运用Markov链方式计算丢包事件率.仿真实验验证了RFCC流量与TCP流量能友好地共享瓶颈链路的带宽,提高了网络资源分配的公平性.