智能优化算法及其在ATM网络流量控制中的应用研究

《智能优化算法及其在ATM网络流量控制中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Y103，0808分类号!￡2UDC§2≥：2河浮大哮硕士学位论文学号：Q生319Q2QQ2密级玉智能优化算法及其在ATM网络流量控制中的应用研究赵海宾指导教师姓名醒亟J灿型麴撞逦渔盍堂让簋丑壁信!垦王猩堂瞳遁蒸省直立直重鏖蹬!曼(至!QQ竺82申请学位级别王堂亟±专业名称捡型夔盔量自塾垡装量论文提交日期：2QQ2生!旦2墨目论文答辩日期：2QQZ生3星12目学位授予单位和日期：塑篷太堂2QQ2生一尘一旦旦答辩委员会主席：型飞论文评阅人：塞9玉、扬扈塞2007年3月20日中国南京河海大学硕+学位论文摘要摘要综合业务数字网是未来通信技术的发展趋势，ATM网络已被国际电信联盟作为

2、一项典型传输技术加以推广。在ATM网络中，信息的拥塞及丢失是影响网络业务服务质量的主要因素。由于ABR业务是唯一一种可采用反馈机制进行流量控制的业务，ABR业务流量的控制和管理问题目前已成为一研究热点，引起了控制和通信学者的广泛关注。本文将控制理论引入到网络通讯中，对控制、通信而言均具有重要的理论意义和实用价值。为了较好地解决可控流的拥塞控制问题，本文主要作了以下研究工作：首先，在分析了ABR业务反馈机制的基础上，给出了ATM网络单瓶颈节点模型，在此基础上，将PID控制引入到网络控制中，设计出了适用于ATM网络模型的PID控制器，并给出了保证系统闭环稳定的充分条件。其次，为了

3、较好地应用PID控制，本文选用了遗传算法和粒子群算法对PID控制器进行参数优化，经过优化的PID控制器能较好地控制ATM网络流量，减少拥塞，提高网络资源利用率。另外，针对基本粒子群算法容易陷入局部最优值的缺点，提出了两种改进的粒子群算法。一种是基于粒子运动方向变异的改进粒子群优化算法，此算法通过改变部分粒子的运动方向来达到扩大种群多样性的目的；另一种是基于混沌思想的混合粒子群算法，此算法通过引入算法早熟判断机制，并结合混沌算法的随机性、遍历性、规律性来提高算法的搜索能力和搜索效率。这两种改进的粒子群算法都具有较强的全局搜索能力，能较好的解决普通粒子群算法容易陷入局部最优解的问

4、题。最后，将经过智能优化算法整定的PID控制器应用于提出的ATM网络模型中，使得系统的稳态／动态性能有所改善，并使系统具有一定的鲁棒性，抑制了交换机的队列长度的大幅波动。关键词：ATM网络；ABR业务；拥塞控制；PID控制；PID参数整定；遗传算法；粒子群算法；混沌算法河海大学硕士学位论文Abs虹actAbstractIntegratedServiceDigitalNetwork(ISDN)isconsideredasthetendencyofthecommunicationtechniqueinthefuture．AsynchronousTransferMode(ATM)i

5、sadoptedasatypicaltechniquebytheInternationalTelecommunicationUnion(ITU)．Thelossofdataandthecongestionofinformationayemainfactorsthataffectthequalityofservice．AvailableBitRate(ABR、serviceistheonlytypeoftrafficthatcallbecontrolledbythefeedbackmechanism．ThecontrolandmanagementofABRservicehave

6、becomeafocusandattractedalotofpeopleinthecontrolandcommunicationsfield．TheresearchoncongestioncontrolofATMnetworkhasgreatsignificanceinboththeoryandpractice．TocontrolATMnetworkbetterandsolvethecongestionproblemofcontrollableflow,thefollowingresearchworkshavebeendone：Firstly，basedonthefeedba

7、ckmechanismofABRservice，themodelofsinglebottlenecknodeisgiven．Basedonthis，thePIDcontrolmethodisintroducedintothenetworkcontrolandthePIDcontrollerisdesigned．Furthermore，thesufficientconditionofthestabilityofclosedloopisalsogiven．Secondly，toapplyPIDcontrol