引言

　　隨著通信網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，Internet的擁塞控制已經(jīng)越來越成為當前計算機網(wǎng)絡研究領域的一個熱點。網(wǎng)絡擁塞的發(fā)生來源于網(wǎng)絡資源和流量分布的不均勻，擁塞使得數(shù)據(jù)包在傳輸過程中時延增大，丟包率上升，吞吐量下降，從而導致網(wǎng)絡服務質(zhì)量下降。應用控制理論方法來處理網(wǎng)絡的擁塞控制問題于是就成了一個亟待解決的課題。

　　本文基于TCP/AQM流體動力學模型，從H∞控制理論的觀點出發(fā)，將TCP流個數(shù)的擾動作為網(wǎng)絡負載來考慮，基于LMI方法設計了具有時滯反饋的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的H∞擁塞控制器，由控制器得到的數(shù)據(jù)包分組丟棄概率的變化不僅與隊列的變化率有關，還與窗口的變化率有關，并進一步說明該控制器為基于平均隊列長度估計的預測控制器。

　　1 TCP/AQM反饋控制系統(tǒng)

　　Misra等人基于流體動力學提出了TCP/AQM系統(tǒng)模型，用一對非線性微分方程表示：

　　則TCP/AQM系統(tǒng)模型可化為如下形式的反饋控制系統(tǒng)：

　　證明：

　?。?）如果定理中LMI成立，則系統(tǒng)是漸近穩(wěn)定的；

　　由式（9），利用Schur補性質(zhì)可得出式（7），從而由引理1可證得無擾動時式（4）漸近穩(wěn)定。

　　則定理2得證。另外由于式（15）為LMI，因此將網(wǎng)絡參數(shù)代入即可求解。

　　2 H∞網(wǎng)絡擁塞控制器的參數(shù)估計

　　當網(wǎng)絡穩(wěn)定時，由系統(tǒng)參數(shù)之間的相互關系，通過解LMI式（15）及式（16）可得出k和γ的值，此時AQM/TCP系統(tǒng)的H∞擁塞控制器的形式為：

　　3 性能仿真

　　從隊列長度變化及窗口大小的變化可以看出，所設計的擁塞控制器在大時滯環(huán)境下比RED算法獲得了更穩(wěn)定的隊列變化；并且窗口變化平緩，鏈路利用率高，具有良好的穩(wěn)定性和魯棒性。

　　4 結語

　　針對大多數(shù)傳統(tǒng)AQM算法和策略沒有充分考慮大時延對AQM穩(wěn)定性影響的問題，本文基于LMI方法設計了一種H∞網(wǎng)絡擁塞控制器，由控制器得到的數(shù)據(jù)包分組丟棄概率的變化不僅與隊列的變化率有關，還與窗口的變化率有關，并進一步說明該控制器為基于平均隊列長度估計的預測控制器。仿真結果表明，所設計的控制器在高速網(wǎng)絡中具有較高的鏈路利用率和很好的隊列穩(wěn)定性，并且具有良好的穩(wěn)定性和魯棒性能。