AOS中基于反馈机制的主动队列管理算法研究

摘要

为了适应航空航天技术的飞速发展，国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)推出了拥有灵活多样的数据处理业务的高级在轨系统（AOS）协议。随着空间数据量的越来越大，以及数据流的自相似性的影响，空间网络发生拥塞就变得不可避免。为了缓解网络的拥塞，本文提出了一种基于反馈机制的主动队列管理算法，实现对拥塞的有效控制。本文的主要研究的内容包括：
　　首先，详细介绍了高级在轨系统以及网络流量的自相似性。网络业务流量拥有着自相似的特性，这意味着传统的泊松模型对自相似业务已经不适用。本文介绍了两种适应自相似性的业务模型：ON/OFF模型和FBM模型，并分别对它们建模和仿真。
　　然后对处理网络拥塞现象有很好效果的RED算法进行详细介绍，借鉴该算法的思想对主动队列管理算法进行改进。使用 ON/OFF模型模拟自相似流量，统计每个信源 ON状态的持续时间，并求其平均持续时间。通过将求得的平均持续时间与设定的门限值进行比较，决定对数据包的丢弃情况，实现调控数据传输速率，缓解网络拥塞的目的。
　　最后，考虑到在引入队列管理模块的AOS多路复用模型中，各个模块之间可以相互结合，实现系统在控制网络拥塞方面的进一步优化。在改进后的队列管理算法的基础上加入反馈机制，将虚拟信道调度模块的帧缓存区的紧张程度反馈给队列管理模块，从而得到性能更加优越的基于反馈机制的主动队列管理算法。该主动队列管理算法同时考虑到数据包缓存区的紧张程度和数据帧缓存区的紧张程度，并使用MATLAB软件搭建仿真平台进行仿真。通过评估仿真结果的各项性能指标，得出加入反馈调节的主动队列管理算法能够极大提高系统性能的结论。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 课题的研究意义

1.3 国内外的研究现状

1.4 现有研究存在的不足之处

1.5 本论文内容及结构安排

第2章 AOS多路复用及自相似业务流分析

2.1 CCSDS AOS 协议及多路复用模型

2.2 自相似特性

2.3 自相似业务流量模型

2.4 本章小结

第3章 基于自相似业务流的队列管理算法研究

3.1 网络拥塞

3.2 随机早检测算法

3.3 改进的队列管理算法

3.4 引入队列管理模块的AOS多路复用的算法

3.5本章小结

第4章 基于反馈机制的主动队列管理算法研究

4.1 加入反馈机制的队列管理算法的思想

4.2 反馈机制的建立

4.3 加入反馈机制的队列管理算法

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢