基于LMI的大时滞网络H∞拥塞控制器设计

"本文介绍了将线性矩阵不等式（LMI）方法应用于设计大时滞网络拥塞控制器的方案，特别是在H∞控制理论框架下。文章指出，通过将带宽波动视为网络负载，设计出的H∞拥塞控制器能够有效地处理数据分组丢包率，该丢包率与队列和窗口变化率都有直接关系。此外，控制器被构建为基于平均队列长度估计的预测控制器，增强了系统的性能。 首先，文章讨论了TCP/Active Queue Management (AQM)系统的流体动力学模型，这是一个非线性的微分方程系统，用于描述TCP流量和AQM路由器之间的交互。通过引入H∞控制理论，作者证明了所提出的控制器能够在无扰动情况下保证系统的渐近稳定性。 接着，文章详细阐述了H∞网络拥塞控制器的参数估计过程。在网络稳定状态下，通过解决线性矩阵不等式问题，可以计算出控制器的关键参数，以实现期望的性能指标。 在仿真部分，文章对比了设计的控制器与传统的Random Early Detection (RED)算法。结果显示，新设计的控制器在大时滞环境中能提供更稳定的队列长度变化，同时窗口大小的变化更为平滑，这提高了链路利用率并增强了系统的稳定性和鲁棒性。 该研究为解决网络拥塞问题提供了一个新的视角，即利用LMI方法设计的H∞控制器，它考虑了大时滞的影响，能有效提升网络性能，尤其在高速网络环境中表现突出。这种方法不仅改善了队列管理，而且优化了窗口调整策略，为未来网络拥塞控制的研究提供了有价值的参考。"