基于排队论的通信网络QoS研究

论文摘要

通信网络的QoS（服务质量）对未来网络技术的研究、应用和发展具有举足轻重的意义。本课题从排队论角度出发,研究通信网络QoS,建立排队模型并加以分析,以解析公式的方式对关键的QoS性能指标进行描述。首先,研究区分服务链路中AF组数据流在网络核心节点中的排队,采用Markov随机环境模拟AF组数据流的带宽变化规律,分析了网络边界节点对AF组数据流采用的WRED缓存管理机制,随后提出一类带有WRED缓存管理机制的MMPP+MMPP/MMPP/1/K队列模型,求解模型并得到相关的QoS性能指标。然后,为通信网络中的动态优先权队列建立一类基于离散时间的D-MAP/PH/1排队模型,通过矩阵分析的方法求解该模型的平稳分布,进而得出两类数据流的平均队长、阻塞概率和平均等待时间等QoS性能指标。最后,为功率管理机制下无线自组织网络节点建立了一类带有空闲-启动和优先权机制且缓存容量有限的空竭服务多重休假D-BMAP/PH/1排队模型,对该排队模型进行了稳态分析并求解出相应的QoS性能指标,最后通过数值例子分析不同的负载情况下空闲期和睡眠期对网络性能的影响。对上述的三种模型,到达过程为Poisson过程的推广,模型更能体现现实意义,从而较好地研究了通信网络的QoS性能指标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目标与内容
• 1.3 本文组织结构
• 第二章 通信网服务质量（QoS）及其排队模型
• 2.1 通信网服务质量（QoS）概述
• 2.2 保证QoS的一般机制
• 2.3 当前Internet支持QoS保障概况
• 2.4 移动网络上提供QoS保障概况
• 2.5 排队模型综述
• 2.5.1 排队论的基本概念
• 2.5.2 排队论的经典研究方法和成果
• 第三章 有关排队理论及工具
• 3.1 矩阵的Kronecker积与Kronecker和
• 3.2 PH分布
• 3.3 马尔科夫到达过程
• 3.4 生灭过程与拟生灭过程（QBD）
• 3.5 GI/M/1与M/G/1型结构矩阵
• 3.6 随机环境
• 第四章 区分服务链路中确保型数据流的性能分析
• 4.1 引言
• 4.2 模型建立
• 4.3 模型分析
• 4.4 数值例子
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于离散时间的动态优先权队列排队分析
• 5.1 引言
• 5.2 排队模型描述
• 5.3 模型分析
• 5.3.1 系统状态转移概率矩阵
• 5.3.2 稳态分析
• 5.3.3 主要QoS性能指标
• 5.4 数值例子
• 5.5 本章小结
• 第六章 功率管理机制下无线自组织网络性能分析
• 6.1 引言
• 6.2 模型建立与符号表示
• 6.2.1 网络节点的状态转移描述
• 6.2.2 数据包到达过程
• 6.2.3 数据包服务过程
• 6.2.4 网络节点空闲期、睡眠期和启动期分布
• 6.3 模型分析
• 6.3.1 系统状态转移概率矩阵
• 6.3.2 稳态分析
• 6.3.3 主要QoS性能指标
• 6.4 数值例子
• 6.5 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录