PID拥塞控制算法的设计与仿真实现

摘要：作为网络拥塞控制的重要控制机制，主动队列管理的好坏关系到整体网络通信质量的好坏。当我们把主动队列管理策略应用在中间节点控制算法上时，队列长度可以得到很有效的控制，并且这种良好的控制机制在较高吞吐量时依然能够正常起作用。本论文基于TCP/AQM控制模型，遵照最优控制理论以解析的方法设计了仿真所用的PID控制器。该控制器存在以下特点：控制器仅有一个预设参数；可以方便地实现系统标称性能和鲁棒性的折衷。仿真结果说明该PID控制器具有良好的响应速度、较小的队列长度波动以及较高的链路利用率。7091
关键词拥塞控制主动队列管理 TCP/AQM控制模型   最优控制理论
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title the design of PID controller for congestion control Algorithm and its implementation
Abstract
Active queue management is a important congestion control mechanism ,the quality of which is close relative to the performance of whole network .Queue length will be controlled effectively，when we use active queue management strategy in the intermediate-node’s control
algorithm ,and the strategy can still work even on the condition with high throughput .Based on a model of TCP and AQM ,a new PID controller is designed analytically using optimal control theory in this paper.The specialty of this controller is that a single parameter tuning method is proposed, through which the nominal performance and robust performance can be adjusted monotonically to achieve the trade-off .Simulation result shows that the controller we designed has a good responsibility, small queue length fluctuation and high utility of link-resource.
Keywords congestion control; Active queue management;
model of TCP and AQM; optimal control theory
目录
1.   引言   1
1. 1 拥塞控制的基本思想   1
1.2 队列管理   1
1．2. 1 被动式队列管理   2
1．2．2主动式队列管理   2
2.   TCP/AQM控制理论模型   3
2．1 PID控制器简介   3
3.   PID控制器的解析设计   4
3．1 PID控制器解析设计过程   4
3．2 PID控制器离散形式与数字实例   5
4.   PID控制器算法的参数整定和代码实现   6
4.1 参数整定   6
4.2 代码实现   7
5.   基于NS2的仿真实验   10
5．1 NS2简介   10
5．2 添加 PID模块   11
5．3 仿真实验   11
5. 3. 1 仿真的拓扑结构   11
5. 3. 2 仿真代码   12
5 . 4 仿真结果   15
5 . 4 . 1 队列长度变化曲线   15
5 . 4 .2 链路上的丢包率变化   17
5 . 4 . 3 使用PID控制时链路上的数据传输速率变化曲线   19
5 . 5 仿真结果分析   19
结    论   21
致   谢   22
参考文献   23
1.   引言
   Internet的出现对现代高科技技术的发展起到了难以估量的促进作用．用户的不断增加对Internet的带宽提出了更大的要求，现在Internet的带宽已经很难保证网络信息的可靠传输．当网络传输的分组数量接近网络的分组处理能力时，连接节点(如交换机、路由器等)设备缓存器中等待服务的分组队列会逐渐增长，网络中的分组由于时延的增大会发生重传现象．如果队列超出节点缓存器容量，分组就会溢出．Internet中发生分组丢失或数据重传现象，就标志着发生了网络拥塞． PID拥塞控制算法的设计与仿真实现:http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_4861.html