ATM广义预测控制的研究

论文摘要

ATM是一种面向连接的、分组交换和统计复用技术。然而,当多个突发业务同时到达一个节点时,或高速链路介入慢速网络时,则导致拥塞。因此,有效地控制网络拥塞,是提高网络资源利用率和改善网络服务质量的首要任务。 ATM论坛采用基于速率的反馈控制方法作为实现拥塞控制的标准算法,但论坛只给出该算法设计的指导性建议并未明确规定具体实施方案。目前经验设计的缺点是不能保证资源分配的公平性,易使源端的发送速率产生不稳定的振荡,而基于线性控制理论的方法几乎都没有考虑传输延时的随机时变特性、饱和非线性和用户数的动态变化等不确定性。这些因素的存在,导致用常规的控制理论进行拥塞控制是不行的。 本文针对上述问题,建立了单瓶颈节点的网络流模型,该方法只需考虑网络链路延时,将其它延时(如排队和交换延时)和不确定性看作系统的扰动。由此设计了广义预测拥塞控制算法,保证了闭环系统的全局稳定性和稳态公平性,并设计了自适应预测拥塞控制算法,提高了系统对用户数动态变化的鲁棒性。最后,采用离散时间仿真软件OPNET对DPDC、ERICA、GPCC算法进行仿真,仿真结果表明,本文所提算法在性能上优于已有算法:改善了系统的暂态性能,增强了对不确定性的鲁棒性,提高了网络利用率,实现了带宽分配的公平性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 ATM的发展
• 1.2 拥塞控制的原因
• 1.2.1 拥塞的概念
• 1.2.2 拥塞控制的方法
• 1.3 拥塞控制算法的发展
• 1.4 本文的工作
• 第2章 ATM基本原理
• 2.1 ATM的工作原理
• 2.1.1 各层的功能简介
• 2.1.2 ATM的业务种类
• 2.2 ATM的主要参数
• 第3章 ATM网络的业务量控制与拥塞控制
• 3.1 ATM网络的业务量控制
• 3.2 ABR流控制原理
• 3.3 ABR流的常用实现方法及其各自特点
• 3.4 ATM交换机与ABR流控制
• 3.4.1 ATM交换机实现ABR流控制的反馈方法
• 3.4.2 ABR流实现方法
• 3.5 资源管理信元（RM）反馈控制信息的过程
• 第4章 基于多步预测的自适应控制
• 4.1 预测控制的基本思想
• 4.2 基于参数模型CARIMA的预测控制
• 4.3 参数估计的最小二乘算法
• 第5章 基于自适应广义预测拥塞控制算法的设计
• 5.1 拥塞判断方法
• 5.2 交换机模型
• 5.3 拥塞控制器的设计
• 5.4 系统公平性的分析
• 5.5 拥塞控制算法设计
• 5.6 拥塞控制算法的实现
• 第6章 基于OPNET的拥塞控制仿真
• 6.1 仿真软件介绍
• 6.2 仿真实现
• 6.3 仿真结果分析
• 第7章 结论
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 参考文献