[发明专利]一种减缓网络拥塞的控制方法

权利要求书

1.一种减缓网络拥塞的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、建立网络拥塞的状态空间模型；

步骤2、提出系统矩阵表示方法；

步骤3、设计角域条件解决系统状态受约束问题；

步骤4、设计网络堵塞节点的反馈控制律；

步骤1具体如下：

首先采集储存转发节点变化数据，利用这些数据建立网络拥塞系统网络的状态空间模型，形式如下：

其中，f(x(t))＝(f₁(x₁)，f₂(x₂)，...，f_n(x_n))^T表示t时刻网络储存空间的状态，n表示数据流的信息类，u(t)∈R^m为t时刻缓冲区节点的状态，m表示缓冲区数据流的信息类，R^m为m维实列向量；A,B是传感器实时采集到的节点数据而组成的加权矩阵；考虑实际系统的正性，即x(t),u(t)始终是非负的，这里假设网络拥塞系统是一种正系统模型，满足A矩阵所有非对角线元素都非负，B≥0，“≥”是针对B矩阵中的每个元素，即B矩阵内所有元素都非负，σ(t_i)表示当t∈[t_i，t_i+1)时，第σ(t_i)个子系统在t_i时刻被激活，在t_i+1时刻离开；

步骤2具体如下：

利用传感器实时采集到系统矩阵顶点的一组数据，系统矩阵A,B→[A(t),B(t)]是一种多胞体型结构：

其中，A(t),B(t)表示t时刻加权常数矩阵，n为正整数表示传感器采集的顶点矩阵的个数,p＝1,2,...,n,[A_p,B_p]代表矩阵A,B的第p个节点的系统矩阵；

步骤3具体如下：

其中，δ_p和为两个正数，p表示第p个网络节点，即系统在第p个节点的状态变化是被存储空间和带宽限定的；

步骤4具体如下：

4.1构造一个线性余正类型Lyapunov函数形如：

V_p(x(t))＝x(t)^Tν^(p)

其导数为：

其中，对于任意时刻t，ν^(p)表示第p个n维实列向量且每个元素都为正数；

4.2针对步骤2测量存在的多胞体不确定，使下列优化问题有解：

若存在常数ζ_p,μ＞0,λ＞1，向量z^(p)∈R^s，使得：

对任意(p，q)∈S×S，p≠q成立，n表示顶点矩阵的个数；e_r＝[1,...,1]^T∈R^r，T表示向量或矩阵转置，z表示一个s维实列向量且列中每个元素都小于零，“≥”，“＜”，也是针对向量或矩阵中的单个元素大小关系；A_p,B_p在步骤2中定义，在步骤3中定义，v_p在步骤4.1中定义，v_p与v_q一致，满足p,q∈{1,2,...,n}且p≠q；

4.3依据步骤4.1所构造的Lyapunov函数及其导数，若步骤4.2优化问题有解，则多胞体闭环系统是稳定的，可得下列不等式关系：

4.4依据步骤4.2所设计优化问题的条件，可得如下结果：

4.5结合步骤4.3和步骤4.4中的优化问题中的条件，可得下列不等式关系：

4.6综上步骤4.1至步骤4.5可得，网络拥塞控制律形式如下：