论文摘要
当今因特网各种宽带网络的持续高速发展,把网络拥塞控制这一研究课题带到我们面前,在这一研究领域涌现了好多优秀的理论和实践成果。而卫星通信技术的发展尤其是宽带卫星网络的逐渐成熟,又把我们研究的视野拓宽到卫星网络。然而,鉴于卫星通信的延时大、误码率高、链路不对称等特点,现有的TCP拥塞控制算法很难表现出令人满意的性能。因此,如何将有线网络中运行的主动队列管理算法有效地应用到卫星网络中,是一个值得深入研究的问题。作为被IETF推荐的唯一AQM算法,随机早检测（RED）算法通过计算平均队长来避免拥塞,较好地解决了传统的“弃尾”算法存在的一些问题。但是由于RED算法对参数的敏感,导致其在网络流量发生变化时不能很好地控制队列长度,甚至会频繁产出现队列溢出,从而降低了链路利用率。为此,本文提出了一种RED的改进算法SFPID-RED。通过分析ARED等典型RED算法的改进思路,引入控制理论,基于TCP流模型,采用模糊自整定PID控制器自适应调节RED算法中的最大丢弃概率,从而得到稳定的路由缓冲队列,实现了网络特征的动态自适应性,弥补了RED静态参数设置带来的局限性;在此基础上,针对卫星通信链路易受天气、微波干扰的特征,还建立了专门用于卫星网络的模糊控制系统。最后分别在MATLAB和NS中进行针对各个QoS指标诸如队长变化、丢包率和链路利用率等的仿真实验,实验中SFPID-RED算法和PI算法、PID算法以及RED算法进行了对比。一系列实验结果表明,SFPID-RED算法具有更快的响应速度和更好的鲁棒性以及较高的链路利用率,尤其适合卫星宽带这种动态变化的大时延网络。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题背景和意义1.2 卫星通信技术概述1.2.1 卫星通信的发展1.2.2 卫星星座网络1.2.3 卫星宽带技术1.3 主动队列管理研究现状1.4 论文主要内容第2章 网络拥塞控制2.1 网络拥塞概述2.1.1 拥塞和拥塞控制的含义2.1.2 拥塞产生的原因2.1.3 拥塞控制措施及其性能指标2.2 端到端拥塞控制2.3 基于路由器的队列管理2.3.1 队列管理概述2.3.2 随机早期检测算法2.3.3 RED算法族及其改进思路2.3.4 其他主动队列管理算法2.4 本章小结第3章 基于控制理论的主动队列管理算法3.1 TCP/AQM模型及其线性化处理3.2 PID控制器在AQM中的应用3.2.1 PID控制器概述3.2.2 基于PID控制器的AQM算法3.3 模糊控制在AQM中的应用3.3.1 模糊控制概述3.3.2 基于模糊控制的AQM算法3.4 本章小结第4章 模糊自整定PID-RED算法4.1 算法可行性分析4.1.1 网络流量特征分析4.1.2 算法改进原理4.2 算法思想描述4.3 比例积分微分（PID）控制器的设计4.3.1 模糊自整定的PID控制器设计4.3.2 基于卫星宽带的模糊控制模块的设计4.3.3 MATLAB/SIMULINK仿真验证4.4 本章小结第5章 算法性能评测及比较5.1 实验环境简介5.2 仿真方案设计5.3 实验一 RED性能测试比较5.4 实验二改进型RED算法性能评测与比较5.4.1 队列长度5.4.2 分组丢弃概率5.4.3 丢包率5.4.4 链路利用率5.5 本章小节结论参考文献致谢
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标签：宽带卫星论文; 拥塞控制论文; 主动队列管理论文; 随机早检测论文;
