Dyskretne algorytmy sterowania szybkością nadawania danych w połączeniowych sieciach teleinformatycznych

• Autorzy: Molik T. , Bartoszewicz A.

Warianty tytułu

EN

Discrete time flow control algorithms for connection oriented communication networks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano dwa nowe dyskretne algorytmy sterowania szybkością nadawania danych w połączeniowych sieciach teleinformatycznych. Proponowane rozwiązania wykorzystują predyktor Smitha oraz dyskretny regulator proporcjonalny. Jeden z algorytmów uwzględnia także informację o stanie sieci dostarczaną przez sprzężenie bezpośrednie od dostępnego pasma, co przyczynia się do zmniejszenia wahań czasu opóźnienia związanego z kolejkowaniem danych w węźle wąskiego gardła. Wykazano, że przy spełnieniu odpowiednich warunków przedstawione algorytmy pozwalają całkowicie wyeliminować przeciążenia sieci oraz zapewniają pełne wykorzystanie łącza. Algorytmy zachowują swoje właściwości zarówno w stanie ustalonym sieci, jak i wtedy gdy liczba nadajników oraz dostępne pasmo mogą ulegać zmianie.

EN

The paper presents two new discrete time flow control algorithms for connection oriented communication networks. The algorithms effectively combine the Smith predictor with a discrete time, proportional controller. One of the strategies proposed in the paper uses also the feed-forward compensation of the time varying available bandwidth. This helps reduce transport delay and its variance, consequently ensuring improved quality of service (QoS). It has been proved that the algorithms eliminate the risk of the bottleneck buffer overflow and assure full bandwidth utilisation. The algorithms proposed in the paper maintain these desirable properties not only in the steady state, but also when the number of data sources and the available bandwidth may change during the network operation. The algorithms can support an arbitrary bandwidth allocation, which is their important advantage when compared with other strategies proposed in the past. The favourable properties of the proposed control algorithms are strictly proved and verified by means of a simulation example.

Słowa kluczowe

PL

kontrola przeciążeń; sieci ATM; predyktor Smitha; sterowanie obiektów z opóźnieniem

EN

congestion control; ATM networks; Smith predictor; time-delay systems

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 52, z. 4
• Strony: 563--589
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Molik T.

• Instytut Automatyki Politechniki Łódzkiej, ul. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódź

autor

Bartoszewicz A.

• Instytut Automatyki Politechniki Łódzkiej, ul. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódź

Bibliografia

• 1. A. Bartoszewicz: Nonlinear flow control strategies for connection- oriented communication networks, Proceedings of the IEE - Part D Control Theory and Applications, 2006, Vol. 153, No 1, ss. 21-28.
• 2. A. Bartoszewicz, T. Molik: ABR traffic control over multi- source single-bottleneck ATM networks, Journal of Applied Mathematics and Computer Science, 2004, Vol. 14, s. 101-109.
• 3. F. Blanchini, R. Lo Cigno, R. Tempo: Robust rate control for integrated services packet networks, IEEE/ACM Transactions on Networking, 2002, Vol. 10, Issue 5, s. 644-652.
• 4. F. Gómez-Stern, I. Fornés, F. Rubio: Dead-time compensation for ABR traffic control over ATM networks, Control Engineering Practice, 2002, Vol. 10, s. 481-491.
• 5. O. Imer, S. Compans, T. Basar, R. Srikant: Available bit rate congestion control in ATM networks, IEEE Control Systems Magazine, February 2001, s. 38-56.
• 6. S. Jagannathan, J. Talluri: Predictive congestion control of ATM networks: multiple sources/single buffer scenario, Automatica, 2002, Vol. 38, s. 815-820.
• 7. R. Jain: Congestion control and traffic management in ATM networks: recent advances and a survey, Computer Networks and ISDN Systems, 1996, Vol. 28, s. 1723-1738.
• 8. R. Jain, S. Kalyanaraman, R. Goyal, S. Fahmy, F. Lu: ERICA+: Extensions to the ERICA switch algorithm, Tech. Rep. AF-TM 95-1145R1, 1995.
• 9. R. Jain, S. Kalyanaraman, R. Viswanathen: A sample switch algorithm, Tech. Rep. AF-TM 95-0178R1, 1995.
• 10. S. Kalyanaraman, R. Jain, S. Fahmy, R. Goyal, B. Vandalore: The ERICA switch algorithm for ABR traffic management in ATM networks, IEEE/ACM Transactions On Networking, 2000, Vol. 8, No 1, s. 87-98.
• 11. K.P. Laberteaux, C.E. Rohrs, P.J. Antsaklis: A practical controller for explicit rate congestion control, IEEE Transactions on Automatic Control, 2002, Vol. 47, Issue 6, s. 960-978.
• 12. J.Y. Lee, B.G. Kim, E.B. Lee: Design of new ABR congestion control algorithm using probabilistic congestion detection in ATM networks, Electronics Letters, 2000, Vol. 36, Issue 2, s. 178-179.
• 13. I. Lengliz, F. Kamoun: A rate-based flow control method for ABR service in ATM networks, Computer Networks, 2000, Vol. 34, s. 129-138.
• 14. S. Mascolo: Congestion control in high-speed communication networks using the Smith principle, Automatica, 1999, Vol. 35, s. 1921-1935.
• 15. S. Mascolo: Smith's principle for congestion control in high-speed data networks, IEEE Transactions on Automatic Control, 2000, Vol. 45, s. 358-364.
• 16. D.H. Sun, Q.H. Zhang, Z.C. Mu: Single parametric fuzzy adaptive PID control and robustness analysis based on the queue size of network node, Proceedings of 2004 International Conference on Machine Learning and Cybernetics, 2004, Vol. 1, s. 397-400.
• 17. P. Quet, B. Ataslar, A. Iftar, H. Özbay, S. Kalyanaraman, T. Kang: Rate-based flow controllers for communication networks in the presence of uncertain time-varying multiple time-delays, Automatica, 2002, Vol. 38, s. 917-928.
• 18. ATM Forum: Traffic Management Specification Version 4.0, 1996.