文档介绍：清华大学信息与通信工程专业研究生专业基础课
《通信网理论基础》《通信网理论基础》
第2章
通信网建模理论
2001-2-28 ? 华?? 1
©牛志升? 华??
本章主要内容本章主要内容
现代通信网络的业务特点
通信业务源的概率模型化
业务建模的准则
连续时间业务源的建模
离散时间业务源的建模
业务源概率模型参数的确定
通信网络的排队模型化
通信处理单接点的排队模型
通信网络的排队网络模型
典型通信网络的建模实际
电路交换网
分组交换网
ATM多媒体交换网
2001-2-28 2
©牛志升? 华??
现代通信网络的业务特点现代通信网络的业务特点
? 多媒体业务的资源共享
? 语音、数据、图象业务的业务特性和服务性能要求存在很大
差异,需要区别对待
? 业务产生的突发性强
? 如何较为简单地描述业务的突发特性是关键
? 业务占用资源的持续时间长且抖动大
? 传统电路交换与分组交换的设计准则需要重新考虑
? 业务之间存在自相似(长时相关性)特性
? 传统马尔可夫模型受到了巨大挑战
? 即使是数据业务,对延迟的要求也越来越高
? Web-based 业务是一个代表例
2001-2-28 3
©牛志升? 华??
通信业务源的概率模型化通信业务源的概率模型化
业务建模的准则
? 真实性
? 尽量贴近实际业务的特征
? 可操作性
? 要能进行数学分析或计算机仿真
? 通用性
? 同时描述更多的业务,只需要改变某些参数而已
? 可适配性
? 模型的参数应能容易地从实际业务中拟合出来
? 安全性
? 近似计算或仿真得到的网络性能应不劣于实际网络性能(安
全近似,做最坏的打算)
2001-2-28 4
©牛志升? 华??
连续时间业务源的建模连续时间业务源的建模
? 随机事件的两种描述法
(1) 随机事件的概率分布描述法
X1 X2 Xn
τ0 τ1 τ2 τn-1 τn
3
2001-2-28 5
©牛志升? 华??
随机事件的两种描述法随机事件的两种描述法
(2) 随机事件的点过程描述(记数过程:counting process)
N (t)
X1 X2 Xn
0 t
τ0 τ1 τ2 τn-1 τn
* 记数过程的统计特性
? 均值过程:m(t)=E[N(t)]
? 分散指数:
? 歪度指数:
2001-2-28 6
©牛志升? 华??
随机事件的两种描述法随机事件的两种描述法
* 两种描述方法之间的“等价”关系
# 结论:记数过程能够更加详细地描述随机事件,它可
以描述随机事件之间相关特性
? 通过改变区间长度可以考察不同内的随机
特性以及它们之间的相关程度
2001-2-28 7
©牛志升? 华??
随机事件统计特性的物理意义随机事件统计特性的物理意义
? 业务强度是衡量随机事件发生频度的基本参数
业务强度小业务强度大
? 方差系数是衡量随机事件抖动(扩散程度)的重要参数
C^2=0 (确定事件:deterministic) C^2=1 (纯随机事件: pure random)
C^2<1 (平滑事件:smooth) C^2>1 (突发事件:bursty)
? 歪度系数是衡量随机事件对称性的重要参数
pdf pdf pdf
平均值平均值平均值
2001-2-28 8
©牛志升? 华??
随机事件统计特性的物理意义随机事件统计特性的物理意义
? 自相关系数是衡量随机事件之间相互关联性的重要参数
θ>0 (positive correlated) θ<0 (negative correlated) θ=0 (uncorrelated)
2001-2-28 9
©牛志升? 华??
独立随机事件的建模独立随机事件的建模
一般更新过程(General renewal process)
? Question: 更新过程的前(后)向递归时间的概率分
布与F(x)之间的关系?两者是否同分布?均值如何?
2001-2-28 10