基于动力学模型的下一代HBDP网络拥塞控制系统研究

项目名称： 基于动力学模型的下一代HBDP网络拥塞控制系统研究

项目编号： No.61201227

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 电子学与信息系统

项目作者： 丁大为

作者单位： 安徽大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 随着吉比特网络、无线网络、传感器网络、物联网和卫星网络的不断普及，HBDP网络的拥塞控制成为下一代互联网研究的新热点之一。本课题关注HBDP网络复杂环境和拓扑结构下拥塞控制系统的稳定性、非线性动力学行为及其优化控制方法，探索适应HBDP网络的拥塞控制协议。在HBDP网络TCP改进协议和路由协议参数不确定性动力学模型的基础上，利用Lyapnov稳定性定理和同伦分析法(HAM)研究拥塞控制协议模型的稳定性及其动力学行为，如分岔、混沌；并利用滑模控制（SMC）等优化控制方法，扩大系统的稳定性；比较各种TCP改进协议及路由协议的拥塞控制性能，设计兼顾稳定性、友好性、公平性的适合HBDP网络拥塞控制算法。本项目属于通信、控制和数学的交叉学科，为揭示拥塞发生的本质原因提供新的理论依据，为研究HBDP网络拥塞系统非线性提供新方法，为设计HBDP网络拥塞控制算法提供新思路，具有十分重要的理论和实践意义。

中文关键词： HBDP网络；拥塞控制系统；稳定性；非线性动力学；分岔控制

英文摘要： With the rapid development of Gbit networks, wireless sensor networks,IOT(Internet of Things) and satellite networks, traditional network congestion control mechanisms are unsuitable for the High Bandwidth-Delay Production (HBDP) networks. Therefore, congestion control algorithm in HBDP networks becomes one of the hotspots in the next generation Internet research field. This project focus on the stability, nonlinear dynamics and optimal control methods of congestion control system in the HBDP networks with complex wired/wireless network environment and multi-sources and multi-links network topology. Stability and nonlinear dynamics (bifurcaiton and chaos) of network congestion contorl models whose parameters are variable will be studied by use of the Lyapnov stability theorem and Homotopy Analysis Method (HAM) , and the Sliding Mode Controller (SMC) and Nonlinear Random Feedback Controller (NRFC) are used to increase the stable region of the models' parameters. Moreover, several wireless, high speed TCP algorithms and routing algorithms are compared with respect to their performance, and some appropriate congetion control algorithms of the HBDP networks will be developed, considering stability, TCP-friendly and fairness. This project belongs to interdiscipline of communications, networks control and mathmatics.

英文关键词： HBDP network；congestion control system；stability；nonlinear dynamics；bifurcation control