基于控制理論的通信網(wǎng)絡(luò)擁塞控制研究的開題報(bào)告

基于控制理論的通信網(wǎng)絡(luò)擁塞控制研究的開題報(bào)告一、研究背景和意義隨著通信技術(shù)的發(fā)展，人們對于通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性和帶寬的需求越來越高，但是網(wǎng)絡(luò)擁塞問題也隨之愈發(fā)突出。網(wǎng)絡(luò)擁塞會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲、丟包率增高以及網(wǎng)絡(luò)性能降低。所以，研究如何有效地控制網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高網(wǎng)絡(luò)的性能，已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題之一?？刂评碚撌且环N系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)性學(xué)科，為解決網(wǎng)絡(luò)擁塞控制問題提供了很好的理論工具。通過建立網(wǎng)絡(luò)擁塞控制模型，利用控制理論中的自適應(yīng)控制、PID控制、魯棒控制等方法，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞的實(shí)時(shí)監(jiān)測與調(diào)度，并控制其傳輸速度來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載變化，從而提高網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率、降低網(wǎng)絡(luò)的延遲和丟包率，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提高網(wǎng)絡(luò)的性能，滿足人們對通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性和帶寬的需求。二、研究目的和研究方法本研究旨在基于控制理論，研究通信網(wǎng)絡(luò)擁塞控制問題，探討網(wǎng)絡(luò)擁塞模型建立與優(yōu)化控制方法，提出一種改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法。研究方法包括文獻(xiàn)資料調(diào)研、理論分析、仿真實(shí)驗(yàn)等方法。具體的，本研究將會：1.基于控制理論，建立網(wǎng)絡(luò)擁塞控制模型，研究網(wǎng)絡(luò)的擁塞原因和擁塞控制的機(jī)制。2.分別應(yīng)用自適應(yīng)控制、PID控制和魯棒控制方法，對網(wǎng)絡(luò)擁塞進(jìn)行控制，并對三種控制方法進(jìn)行比較分析。3.根據(jù)研究結(jié)果，提出一種改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證。三、研究內(nèi)容和進(jìn)度安排1.調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)，了解網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的基本理論知識和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。預(yù)計(jì)完成時(shí)間：2周。2.基于控制理論，建立通信網(wǎng)絡(luò)擁塞控制模型，研究網(wǎng)絡(luò)的擁塞原因和擁塞控制的機(jī)制。預(yù)計(jì)完成時(shí)間：2周。3.分別應(yīng)用自適應(yīng)控制、PID控制和魯棒控制方法，對網(wǎng)絡(luò)擁塞進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并對三種控制方法進(jìn)行比較分析。預(yù)計(jì)完成時(shí)間：4周。4.提出一種改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證。預(yù)計(jì)完成時(shí)間：4周。5.編寫開題報(bào)告、會議論文和畢業(yè)論文。預(yù)計(jì)完成時(shí)間：4周。四、預(yù)期研究結(jié)果1.利用控制理論，研究通信網(wǎng)絡(luò)擁塞控制問題，建立合適的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制模型，探討擁塞控制的機(jī)制和方法。2.比較分析自適應(yīng)控制、PID控制和魯棒控制方法在網(wǎng)絡(luò)擁塞控制中的優(yōu)劣，提出優(yōu)化控制算法。3.利用MATLAB等工具，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證，并通過仿真得到網(wǎng)絡(luò)擁塞控制效果評估，評估結(jié)果可以對進(jìn)一步改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法提供參考和建議。五、研究難點(diǎn)和解決方案1.建立網(wǎng)絡(luò)擁塞控制模型的難點(diǎn)針對通信網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜且動(dòng)態(tài)的特點(diǎn)，建立網(wǎng)絡(luò)擁塞控制模型需要考慮多種因素，如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)擁塞的原因、擁塞控制的機(jī)制等，需要綜合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)通信、控制理論、數(shù)學(xué)工具等進(jìn)行研究。解決方案：收集理論文獻(xiàn)，深入學(xué)習(xí)掌握網(wǎng)絡(luò)擁塞控制模型的相關(guān)知識，從基礎(chǔ)細(xì)節(jié)出發(fā)，逐層深入，掌握理論和技術(shù)并結(jié)合實(shí)際情況解決具體問題，為建立精度較高的模型提供重要參考和指導(dǎo)。2.優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法的難點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)擁塞具有隨機(jī)性、時(shí)變性、非線性等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的PID控制等控制方法在網(wǎng)絡(luò)擁塞控制中的應(yīng)用效果受到限制。解決方案：除了傳統(tǒng)控制方法，利用自適應(yīng)控制、魯棒控制等控制方法，預(yù)測網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果調(diào)整控制器參數(shù)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)擁塞控制算法，提高網(wǎng)絡(luò)擁塞控制的魯棒性和穩(wěn)定性。六、參考文獻(xiàn)[1]P.Zhou,C.Hong.CongestionControlforHighSpeedNetworks:AControlTheoryApproach,Beijing,China.:SciencePress,2006.[2]B.S.Adeyemo,J.B.Polycarpou.NonlinearControlofCongestioninCommunicationNetworks,IEEETransactionsonAutomaticControl,Vol.49,No.9,September2004,pp.1463-1468.[3]E.A.Varvarigos.AdaptiveControlofCongestion,IE