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基于控制理论的通信网络拥塞控制研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着通信技术的发展，人们对于通信网络实时性和带宽的需求越来越高，但是网络拥塞问题也随之愈发突出。网络拥塞会导致数据传输延迟、丢包率增高以及网络性能降低。所以，研究如何有效地控制网络拥塞，提高网络的性能，已经成为当前研究的热点问题之一。
控制理论是一种系统工程的基础性学科，为解决网络拥塞控制问题提供了很好的理论工具。通过建立网络拥塞控制模型，利用控制理论中的自适应控制、PID控制、鲁棒控制等方法，可以实现网络拥塞的实时监测与调度，并控制其传输速度来适应网络的负载变化，从而提高网络的带宽利用率、降低网络的延迟和丢包率，优化网络质量，提高网络的性能，满足人们对通信网络实时性和带宽的需求。
二、研究目的和研究方法
本研究旨在基于控制理论，研究通信网络拥塞控制问题，探讨网络拥塞模型建立与优化控制方法，提出一种改进的网络拥塞控制算法。研究方法包括文献资料调研、理论分析、仿真实验等方法。
具体的，本研究将会：
1.基于控制理论，建立网络拥塞控制模型，研究网络的拥塞原因和拥塞控制的机制。
2.分别应用自适应控制、PID控制和鲁棒控制方法，对网络拥塞进行控制，并对三种控制方法进行比较分析。
3.根据研究结果，提出一种改进的网络拥塞控制算法，并进行实验仿真验证。
三、研究内容和进度安排
1.调研相关文献，了解网络拥塞控制的基本理论知识和国内外研究现状。预计完成时间：2周。
2.基于控制理论，建立通信网络拥塞控制模型，研究网络的拥塞原因和拥塞控制的机制。预计完成时间：2周。
3.分别应用自适应控制、PID控制和鲁棒控制方法，对网络拥塞进行实时控制，并对三种控制方法进行比较分析。预计完成时间：4周。
4.提出一种改进的网络拥塞控制算法，并进行实验仿真验证。预计完成时间：4周。
5.编写开题报告、会议论文和毕业论文。预计完成时间：4周。
四、预期研究结果
1.利用控制理论，研究通信网络拥塞控制问题，建立合适的网络拥塞控制模型，探讨拥塞控制的机制和方法。
2.比较分析自适应控制、PID控制和鲁棒控制方法在网络拥塞控制中的优劣，提出优化控制算法。
3.利用MATLAB等工具，进行实验仿真验证，并通过仿真得到网络拥塞控制效果评估，评估结果可以对进一步改进网络拥塞控制方法提供参考和建议。
五、研究难点和解决方案
1.建立网络拥塞控制模型的难点
针对通信网络复杂且动态的特点，建立网络拥塞控制模型需要考虑多种因素，如网络拓扑结构、网络拥塞的原因、拥塞控制的机制等，需要综合运用网络通信、控制理论、数学工具等进行研究。
解决方案：收集理论文献，深入学习掌握网络拥塞控制模型的相关知识，从基础细节出发，逐层深入，掌握理论和技术并结合实际情况解决具体问题，为建立精度较高的模型提供重要参考和指导。
2.优化网络拥塞控制算法的难点
网络拥塞具有随机性、时变性、非线性等特点，传统的PID控制等控制方法在网络拥塞控制中的应用效果受到限制。
解决方案：除了传统控制方法，利用自适应控制、鲁棒控制等控制方法，预测网络拥塞状态，并根据预测结果调整控制器参数，优化网络拥塞控制算法，提高网络拥塞控制的鲁棒性和稳定性。
六、参考文献
[1]P.Zhou,C.Hong.CongestionControlforHighSpeedNetworks:AControlTheoryApproach,Beijing,China.:SciencePress,2006.
[2]B.S.Adeyemo,J.B.Polycarpou.NonlinearControlofCongestioninCommunicationNetworks,IEEETransactionsonAutomaticControl,Vol.49,No.9,September2004,pp.1463-1468.
[3]E.A.Varvarigos.AdaptiveControlofCongestion,IEEECommunicationsSurveysandTutorials,Vol.1,No.2,Secondquarter1999,pp.77-100.