[發明專利]一種減緩網絡擁塞的控制方法

有效

• 申請號: 201910494944.1
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110177019B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 王宇輝;張俊鋒;邵宇;馮迎港
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/801
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

1.一種減緩網絡擁塞的控制方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1、建立網絡擁塞的狀態空間模型；

步驟2、提出系統矩陣表示方法；

步驟3、設計角域條件解決系統狀態受約束問題；

步驟4、設計網絡堵塞節點的反饋控制律；

步驟1具體如下：

首先采集儲存轉發節點變化數據，利用這些數據建立網絡擁塞系統網絡的狀態空間模型，形式如下：

其中，f(x(t))＝(f₁(x₁)，f₂(x₂)，...，f_n(x_n))^T表示t時刻網絡儲存空間的狀態，n表示數據流的信息類，u(t)∈R^m為t時刻緩沖區節點的狀態，m表示緩沖區數據流的信息類，R^m為m維實列向量；A,B是傳感器實時采集到的節點數據而組成的加權矩陣；考慮實際系統的正性，即x(t),u(t)始終是非負的，這里假設網絡擁塞系統是一種正系統模型，滿足A矩陣所有非對角線元素都非負，B≥0，“≥”是針對B矩陣中的每個元素，即B矩陣內所有元素都非負，σ(t_i)表示當t∈[t_i，t_i+1)時，第σ(t_i)個子系統在t_i時刻被激活，在t_i+1時刻離開；

步驟2具體如下：

利用傳感器實時采集到系統矩陣頂點的一組數據，系統矩陣A,B→[A(t),B(t)]是一種多胞體型結構：

其中，A(t),B(t)表示t時刻加權常數矩陣，n為正整數表示傳感器采集的頂點矩陣的個數,p＝1,2,...,n,[A_p,B_p]代表矩陣A,B的第p個節點的系統矩陣；

步驟3具體如下：

其中，δ_p和為兩個正數，p表示第p個網絡節點，即系統在第p個節點的狀態變化是被存儲空間和帶寬限定的；

步驟4具體如下：

4.1構造一個線性余正類型Lyapunov函數形如：

V_p(x(t))＝x(t)^Tν^(p)

其導數為：

其中，對于任意時刻t，ν^(p)表示第p個n維實列向量且每個元素都為正數；

4.2針對步驟2測量存在的多胞體不確定，使下列優化問題有解：

若存在常數ζ_p,μ＞0,λ＞1，向量z^(p)∈R^s，使得：

對任意(p，q)∈S×S，p≠q成立，n表示頂點矩陣的個數；e_r＝[1,...,1]^T∈R^r，T表示向量或矩陣轉置，z表示一個s維實列向量且列中每個元素都小于零，“≥”，“＜”，也是針對向量或矩陣中的單個元素大小關系；A_p,B_p在步驟2中定義，在步驟3中定義，v_p在步驟4.1中定義，v_p與v_q一致，滿足p,q∈{1,2,...,n}且p≠q；

4.3依據步驟4.1所構造的Lyapunov函數及其導數，若步驟4.2優化問題有解，則多胞體閉環系統是穩定的，可得下列不等式關系：

4.4依據步驟4.2所設計優化問題的條件，可得如下結果：

4.5結合步驟4.3和步驟4.4中的優化問題中的條件，可得下列不等式關系：

4.6綜上步驟4.1至步驟4.5可得，網絡擁塞控制律形式如下：