无线接入网络主动队列管理算法研究

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近年来,随着无线技术的迅速发展,无线接入网络已应用到了人们日常生活的方方面面,但拥塞仍是影响网络全局性能的关键问题。如何避免网络拥塞,是无线接入网络目前的一个研究热点。拥塞控制的意义不仅在于网络资源得到公平分配,还在于使无线接入网络能应付更复杂的网络环境,应用于更多的场合。然而,由于无线网络自身的特点,使得已有的一些关于有线网络的拥塞控制方法不能直接应用于无线接入网络。因此,设计能够适应于无线接入网络的拥塞控制算法成为了保证QoS的当务之急。本文针对无线接入网络的拥塞控制问题,从分析已有一些主动队列管理算法的特点和存在的不足入手,提出了一些新的拥塞控制算法,并通过仿真结果验证了这些算法的有效性。本文主要工作包括:(1).针对标准REM算法中价格产生机制对拥塞感知不敏感的缺陷,提出了一种新的基于改进价格机制的拥塞控制策略——PREM。与标准REM算法不同之处在于PREM算法不是以队列长度作为拥塞控制的首要目标,而以流量速率变化作为拥塞信号,并通过在价格中引入了队列缓存比,从而使其更能反映和适应无线网络的环境变化。通过NS2网络仿真平台的实验验证,PREM能有效减少数据丢包现象,提高了网络传输效率。(2).针对REM算法在无线接入网中响应慢的缺陷,提出了一种基于队列敏感性的无线接入网络拥塞控制算法——SQREM。该算法用队列误差的平方替代队列误差作为控制输入,以获得更快的响应速度,并利用单神经元对SQREM的参数进行优化。仿真实验表明,SQREM具有易于实现,自适应能力强的优点。(3).针对无线接入网络拥塞控制的两个难点:①没有精确的TCP/AQM流量模型;②有线拥塞控制算法在无线环境中鲁棒性差,提出了基于模糊和REM双层控制的拥塞控制方法——FRC。该算法采用切换控制思想,当路由中数据流突然变化时,通过模糊控制来增强算法的响应速度;当路由中数据流比较平缓时,通过REM算法保持队列的稳定性。仿真实验表明,FRC具有响应快、强鲁棒性的优点。最后,对全文所作的工作进行总结,并对无线网络拥塞控制领域的研究前景作出了展望。
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