论文部分内容阅读
随着通信技术和互联网技术的飞速发展,现代通信网络在通信内容、通信手段及通信模式等方面都发生了巨大的变化。无线宽带技术的迅猛发展,使得用户的通信方式由固定通信慢慢地向移动通信过渡。与此同时,通信业务呈多样化发展,由单一的语音通信向综合数字业务通信过渡。通信方式及通信业务的改变,对通信网络和通信技术提出了更高的要求。
移动Ad hoc网络由于他具有自组性、临时性、无基础设施要求及易于架设等特点,被广泛地用于军事、商业及教育领域,并有进一步向民用网络方向发展的趋势。传统的载波侦听多路访问和改进的具有冲突避免的载波侦听多路访问都是基于争用的MAC接入控制协议,这些方法随着业务量的增加都无法为时延要求较高的业务提供服务质量保证,而具有带宽预约功能的轮询多址接入技术在高负载情况下具有较好的时延保证,因此,将轮询多址接入技术和随机多址接入技术相结合的多址接入技术将能较好的满足这一要求。目前,关于多业务、多服务器以及多接入技术相融合的MAC层接入技术已成为一个研究的热点。
轮询多址排队系统自上世纪60年代起就受到了广泛的关注,然而大量研究是针对对称性轮询多址排队系统开展的,由于系统各站点间以及各随机变量间的相关性,使得就非对称系统控制机理的分析存在较大难度,对于非对称系统的研究至今尚未获得完整的数学分析。
赵东风教授长期从事轮询多址通信系统理论、随机多址通信系统理论、冲突分解算法方面的研究工作,各方面都有着很深的理论造诣,对轮询多址完全服务通信系统、轮询多址门限服务通信系统、轮询多址限定服务通信系统等多个轮询系统进行了深入的研究分析,并提出了新的分析方法和多种服务策略,给出了精确的数学解析结果。本论文就是在赵东风教授完成的非对称性门限服务轮询多址排队系模型理论建模的基础上完成了相关的研究。在非对称系统中,允许定义各站点特性的随机变量具有不同的分布参数,因而具备了更广的实用性。在非对称性门限服务轮询多址排队系统的分析中,采用了赵东风教授提出的概率母函数和马尔科夫链的分析方法进行解析,在离散时间条件下得到了系统排队队长方差的数学解析式。之后,针对该模型进行了系统仿真实验,并对实验结果和理论结果进行了分析比较,最终得到了非对称性门限服务轮询多址排队系统排队队长方差的数学解析式。在导师的指导下对该系统在三站点情况下的概率母函数二阶导数进行求解,为进一步就系统三阶特性的分析做准备。在研究过程中发现要得出非对称轮询多址系统高阶特性的完整解析十分困难,因此本文采用仿真实验的方法分析了在移动条件下,非对称性门限服务轮询多址排队系统各站点高阶特性的稳定性。论文安排如下:
第一章主要介绍了轮询多址通信系统技术的分类以及其发展历程进行了详细的介绍。
第二章首先介绍了无线自组网MAC层协议的分类、关键技术问题以及近年来为解决这些问题而提出的一些新的MAC接入技术;然后结合现今无线自组网多址接入技术存在的问题和发展趋势,引出了本论文欲解决的问题。
第三章首先介绍了非对称性门限服务轮询多址排队系统的系统模型以及服务策略,然后应用概率母函数和马尔可夫链的分析方法,对非对称性门限服务轮询多址排队系统一阶特性进行数学解析和性能分析。
第四章给出非对称性门限服务轮询多址排队系统循环周期二阶特性相等的条件,并对其表达形式作出估计,对系统排队队长方差、平均等待时延等二阶特性进行分析,通过仿真实验验证了在一定适用范围内分析结果的正确性;指出了该模型性能的特点以及适于应用的场合。
第五章在第四章的研究基础上,对非对称性门限服务轮询多址排队通信系统模型进行了分析,采用仿真实验的方法,对由于站点移动引起系统中站点获得发送权的顺序改变后系统的稳定性进行分析,讨论了系统在移动环境中的适用性。
第六章全文总结,对论文中的主要研究工作、成果和存在的问题做出了说明,对今后课题的研究工作做了展望。