一种基于卡尔曼滤波的队列长度自适应算法.pdf

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1、2016年第35卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)131DOI：10．13873／J．1000-9787(2016)01-0131--04一种基于卡尔曼滤波的队列长度自适应算法张孝鹏，王平，邢建春，杨启亮(1．解放军理工大学国防工程学院，江苏南京210007；2．国防工程设备环境及智能化军队重点实验室(解放军理工大学)，江苏南京2100073．计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学)，江苏南京210093)摘要：传统主动队列管理(AQM)算法在处理传感器网络突发流时具有响应速度慢、抗网络突变

2、性能弱的缺点。针对此问题，提出了一种新的AQM算法，算法首先将队列长度作为早期拥塞检测参量，运用卡尔曼滤波理论预测队列长度；其次根据队列长度在缓冲区的占用比来划分网络状态；最后根据不同占用比采取相应的丢包策略，自适应地调整丢包率，当出现网络突变时，加大调整幅度，使队列长度保持在理想区间。仿真实验表明：新算法能够较好地适应网络波动，提高网络服务质量(QoS)，算法综合性能优于主流AQM算法。关键词：主动队列管理；拥塞控制；队列长度预测；卡尔曼滤波；自适应中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000--9787(2016)01-0131-04Anad

3、aptivequeuelengthalgorithmbased0nKalmanfilteringzHANGXiao—peng，WANGPing，XINGlian—chun，YANGQi—liang(1．CollegeofDefenseEngineering，PLAUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210007，China；2．KeyLaboratoryofPLAforDevice，EnvironmentandIntelligentSystemofDefenseEngineering，PLAUniversityo

4、fScienceandTechnology，Nanjing210007，China；3．StateKeyLaboratoryforSoftwareNovelTechnology，NanjingUniversity，Nanjing210093，China)Abstract：Traditionalactivequeuemanagement(AQM)algorithmhasshortcomingsofslowresponseandweakperformanceofdealingwithsuddenflowinsensornetworks．Tosolvethisp

5、roblem，proposeanewAQMalgorithm，firstlythealgorithmputqueuelengthasanearlycongestiondetectionparameters，predictthequeuelengthbyKalmanfilteringtheory；secondlythealgorithmdividesnetworkstatusaccordingtooccupancyratioofqueuelengthinbufferzone；finally，thealgorithmtakescorrespondingpack

6、etlossstrategyaccordingtodifferentoccupancyratio，adjustpacketlossrateadaptively，whennetworkmutationoccurs，algorithmincreaseadjustmentamplitudetomakequeuelengthremainsatdesiredinterva1．Simulationresultsshowthatthenewalgorithmcanadapttonetworkfluctuationsbetterandimprovenetworkquali

7、tyofservice(QoS)，comprehensiveperformanceofthenewalgorithmisbetterthanmainstreamAQMalgorithms．Keywords：activequeuemanagement(AQM)；congestioncontrol；queuelengthprediction；Kalmanfiltering；adaptive0弓l言测(randomearlydetection，RED)、比例积分(proportionin—在传感器网络中，由于传感器节点资源严重受限、通信tegration，PI)

8、；基于链路负载尺度的BLUE_4j、自适应虚链路易受干扰等因素，使