ATM网络ABR业务流量控制算法的研究

目前,已经有许多基于速率的流量控制方法,这些方法中大多都能提高连接的公平分配带宽以及利用率。本文在ERICA算法的基础之上提出了一种新的计算虚连接数量的计算方法。该方法的改进方法能够更加快速、准确地计算出处于活动状态的源端数,并将未用带宽在ATM网络ABR连接之间公平且准确地进行分配。     

模糊控制在ATM流量管理中的应用

应用模糊控制理论,研究了ATM网络的流量管理问题。将ABR（Available Bit Rate)业务的流量控制抽象为一时滞系统的控制问题,指出了一种模糊速率流量控制算法,实现了带宽在各个ABR虚连接中公平有效地分配。仿真结果表明算法具有良好的综合性能。     

ABR业务流量控制中的显速率反馈

ABR(Available Bit Rate)业务可以提高ATM网络的利用率,能让用户LAN通过广域网进行高吞吐量、低丢失率的互通。可以预计,未来ATM网上的数据业务将主要用ABR连接来传输。ABR业务中的首要问题是流量控制。文章在比较了几种流量控制方案后,认为显速率反馈是ABR业务流量及拥塞控制的一个有效方法,是完善ABR业务的一个重要手段,并对显速率算法作了进一步研究。     

ATM网络中ABR业务的带宽分配算法研究

在ATM网络(异步转移模式)中,ABR(可用比特速率)业务主要面向数据通信服务,ABR带宽利用率的高低与所采用的带宽分配算法有密切的关系。文中介绍了ABR业务中带宽分配的一般性原则,并讨论了一种新的带宽分配算法。     

一种ATM网络拥塞控制算法的仿真研究

该文讨论了一种基于随机控制理论的ATM网络拥塞控制算法,将该算法应用于带宽变化状态下ABR的拥塞控制问题研究。仿真结果表明：对于带宽变化的情况,该算法对交换机处排队长度有很好的控制效果,并且有很高的带宽资源利用率,同时能在各VCS间实现速率的公平分享。同时将该算法和ATM论坛的ERICA 算法进行了仿真和比较,仿真结果证明：采用该算法使得交换机队列长度、源速率、交换机输出能力波动平缓。该算法在控制队列长度及震荡、提高带宽的利用率以及实现速率公平性原则方面优于ERICA 算法。     

ABR流量控制中的变结构控制器

自适应比特(available bit rate,简称ABR)业务的流量控制是ATM网络中一种有效的拥塞控制机制和流量管理手段.在高速的ATM网络中,算法的简洁性在很大程度上决定着交换机的性能.尽管二进制ABR流量控制的简洁性具有相当大的吸引力,但标准的EFCI算法控制的队列长度和允许信元速率(allowed cell rate,简称ACR)却容易出现大幅振荡的现象,这势必会降低链路的利用率,严重影响交换机的性能.进而又有了相对复杂却有效的显式速率反馈机制.在此研究中,以已有的ABR流量控制模型为基础,应用概率拥塞判定机制,并借助鲁棒控制理论中滑模变结构控制器的设计方法,为ABR流量控制设计了一种新的二进制算法,避免了标准EFCI算法中非线性环节诱发的自激振荡,这对于充分发挥二进制流控算法的简洁性以及优化交换机的性能是极为有利的.仿真实验表明:二进制流量控制中的滑模变结构算法大幅度地抑制了ACR和队列的振荡,平滑了由此而引入的时延抖动,为实现ATM网络中的服务质量提供了可靠的实现机制.     

多时滞ATM网络中ABR 流量的积分滑模控制

针对含有多个时滞的异步传输模式(ATM)网络的拥塞问题,设计了积分滑模控制器,对可用比特率(ABR)业务流量进行控制,并引入预估器来补偿输入时滞.所设计的控制算法不但能够克服变化的ABR带宽给闭环系统带来的不利影响,而且还能保证含有多输入时滞闭环系统的稳定性,同时还可实现带宽按权重分配和缓冲队列长度的跟踪.     

ATM网络带宽动态优化的广义粒子模型和算法

提出一种新的广义粒子模型和算法,将ATM网络优化问题转变为对偶力场中粒子的运动学和动力学问题,从而分布并行地动态优化ATM网络的资源和带宽分配以及ATM网络的QoS通信合约.讨论了ATM网络动态优化的广义粒子模型的适应性、收敛性和稳定性等性质.ATM网络带宽分配优化问题是NP一完全问题.根据服务类型、通信流量特性和QoS参数,优化ATM网络的资源和带宽分配,对于提高网络吞吐能力、保证网络QoS性能有重要意义.理论分析和仿真实验表明,广义粒子模型和算法具有高度分布并行性,能体现资源需求的价格机制,能适应复杂的动态环境,易于硬件和软件实现.     

DiffServ网络中基于流量负载的动态带宽分配

在DiffServ网络中,流量以聚集类的形式存在,聚集类中的流量负载是随时间不断地发生动态变化的.当不同聚集类中的流量负载与调度算法(如WFQ)为其分配的资源(如带宽)不成比例时,即使两个聚集类的优先级相同,它们中的数据包也会得到不公平的待遇.为此,DiffServ网络中面向公平的动态带宽分配引起了广泛的研究.本文中为了实现公平的带宽分配,提出了一种基于流量负载的动态带宽分配的方法,其中在动态计算各个聚集类应分得的新带宽时主要考虑了当前分得的带宽和聚集类的队列长度增量这两个因素.仿真实验结果说明了该方法的有效性.     

基于Kalman算法及神经网络预测的网络流量控制

针对通信网络的传播时延会给基于速率反馈的流量控制带来极大的不利影响，提出了基于Kalman算法的反馈控制和神经网络在线预测补偿相结合的复合控制，对ATM网络的ABR流量进行控制，较好地克服了时延对流量控制的快速性和稳定性所产生的不利影响．仿真研究表明：本方案能使信源的发送速率快速响应网络状态的变化，有效地避免拥塞的发生，并使链路带宽得以充分利用．与PID控制方法相比，信元的丢失率更低、链路的利用率更高以及所需的缓冲容量更小．     

基于模糊逻辑的ABR显式流量控制算法

面向连接的ATM网络通过一系列的流量管理机制为各种应用提供纯粹的服务质量(QoS)保证，其中ABR业务流量控制的作用尤显重要．显式速率(Explicit Rate,ER)控制是一种有效的机制，有效性、公平性和算法复杂度是各种显式速率控制算法所面临的主要问题．该文将ABR业务流基于速率的端到端闭环反馈控制抽象为控制理论中典型的调节系统，运用不依赖对象模型的模糊控制理论设计了一种新的流量控制算法——模糊速率控制算法(FRCA)．仿真试验表明FRCA的综合性能良好：保证了最大—最小公平性的实现；在LAN和WAN上均有较好的适应能力；算法的复杂度低；队列长度的控制能力强；易于硬件实现．     

改进的MRAS无速度传感器VC控制系统仿真研究

针对交流传动系统中异步电机的精确控制和速度辨识等问题,在Simulink软件环境中,对基于模型参考自适应系统(MRAS)无速度传感器的异步电机的矢量控制(VC)系统进行了研究。系统采用按转子磁场定向的VC对异步电机进行控制,通过MRAS辨识算法估算电机转速,由Popov超稳定定理对磁链偏差进行收敛。由于速度辨识算法中电压模型的纯积分环节会引起误差积累和漂移问题,故采用改进积分型转子磁链估算模型来解决这一问题。仿真结果表明,速度辨识方法能够准确推算出电机转速,控制系统动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强,具有良好的动静态控制性能。     

A new state space control scheme for Host-Gate Way Rate Control Protocol within intranets using ATM ABR service

In this paper, a new control strategy based on Host-Gate Way Rate Control Protocol is proposed for intranet congestion management. A more sophisticated optimal control algorithm based on a state space approach will be proposed via using the Available Bit Rate (ABR) service of an Asynchronous Transfer Mode (ATM) backbone network. The stability of the proposed control algorithm will be analyzed and the benefits of the algorithm are investigated thoroughly. Simulations confirm that the proposed new algorithm will produce lower queue level variance at the gateway. This implies that smaller buffers can fulfill the requirement for a given loss probability. Moreover, the queue level variance is less sensitive to variations in the ABR bandwidth model. This is true even when a self-similar long-range dependent trace is used to represent the ABR bandwidth in simulations, which is encouraging in view of the known self-similar nature of both LAN traffic and compressed video streams that will be sharing the ATM network.     

基于VB、VC的交通控制仿真软件的设计

采用交通仿真软件实现和检验交通控制算法是目前交通控制研究的主要方向。该文介绍了自行设计、研发的一种基于VB、VC的交通控制仿真软件，重点阐述了该仿真软件的结构和各模块的特点及所实现的功能，然后详细地介绍了VB和VC的接口技术、VB与PLC的接口技术以及数据库访问技术ADO。最后综合集成VB、VC和Access数据库构建了家童控制仿真软件。该仿真软件经运行调试，基本实现了设计的功能，为交通控制算法提供了一个很好的检验平台。     

Ping-pong flow control for ATM ABR traffic

In this paper, we propose an improved technique for congestion control, named as ping-pong flow control (PPFC), for asynchronous transfer mode (ATM) available bit rate (ABR) traffic. This is a rate-based flow control scheme, in which the rate regulation is achieved by directly adjusting the transmission rate in the source end station. The proposed algorithm uses a bipolar feedback strategy, which employs positive and negative feedbacks to control the transmission rate for different switch states. These states are determined using the traditional threshold-based method. We also introduce state early detection (SED), which enables the PPFC to control traffic flows more precisely and accurately at critical moments. The simulation results show that the proposed algorithm provides a higher throughput and lower cell loss ratio when compared to the well-known backward explicit congestion notification (BECN). Furthermore, these results also show that PPFC is robust against feedback losses.     

综合集成TSIS、VC 和Matlab构建交通控制仿真平台

采用成熟的微观交通流仿真软件及其接口实现和检验交通控制算法是目前交通控制研究的主要方向。该文首先介绍了交通流微观仿真软件TSIS的构成和各组成模块的作用，然后详细介绍了TSIS和VC的接口技术以及VC和Matlab的接口技术，最后综合集成TSIS、VC和Madab构建了交通控制仿真平台。该仿真平台很好地利用了各种软件的优势，能方便快捷地实现各种先进的智能交通控制算法，为交通控制算法提供了一个很好的检验平台。     

自相似网络流量可预测性及其在AQM中的应用

从网络流量的自相似性带来的可预测性入手，小结了两类常用的预测方法，并对其进行了比较；然后根据已有预测算法，将预测结果引入经典主动队列管理机制——RED算法中，提出了基于流量预测的RED算法；最后通过仿真实验表明，该算法能较好地控制平均队列长度，提高主动队列管理的性能。     

Design and analysis of a merging algorithm for multipoint-to-point ABR service in ATM networks

In this paper, we propose a merging algorithm, which can provide efficient support for multipoint-to-point ABR service in ATM networks. By forwarding the FRM cells belonging to the VC with the largest FRM-cell arrival rate in a merge point, the proposed algorithm can achieve better link utilization than existing merging algorithms. In addition, the proposed algorithm reduces the number of FRM cells forwarded by a merge point. As a result, it can reduce the control overhead of ABR service. Most importantly, it does not incur extra complexity in switches. We also discuss the impact of different network topologies on our algorithm. Simulation results show that the proposed algorithm is able to achieve better performance while requiring significantly fewer RM cells.