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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。用户已经不满足于在固定的地方,通过单一的内容进行通信的方式。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。信息论及编码技术以及多媒体业务的蓬勃发展,也使得通信内容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。
在通信技术的发展过程中,无线局域网多址接入技术的产生与发展对无线通信网络的发展产生了巨大的影响。无线多址接入技术的应用使无线局域网络具有了移动灵活、组网方便、经济节约、易于扩展等优点。目前,无线局域网MAC子层常用的多址接入机制可分为:随机竞争、按需分配、固定分配三类,三种多址接入技术分别适用于不同的通信业务。
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,现巳发表论文150余篇。赵东风教授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,发表论文30余篇。本论文就是在赵东风教授完成的轮询多址定长(K=1)访问排队服务通信系统模型理论建模的基础上,完成了有关内容的分析。由于轮询多址定长(K=1)访问排队服务通信系统的控制比较简单,而且在特定的通信业务类型下系统具有较好的性能,因此,对轮询多址定长(K=1)访问排队服务通信系统的分析与研究,具有较强的实际意义。在对系统分析中,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平均排队队长和平均等待时间的数学解析式。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,最终得到了轮询多址定长(K=1)访问排队服务通信系统平均排队队长和平均等待时间的数学解析式。在对轮询多址定长(K=1)访问排队服务通信系统的分析过程中,发现系统查询转换时间γ和系统服务时间β在一定条件下对系统模型及性能有影响,在导师的指导下对系统模型进行改进,使系统查询转换时间γ远远小于系统服务时间β,并对系统模型进行改进,同时也应用了概率母函数和马尔科夫链的分析方法对改进后的模型进行了分析研究、仿真实验和对比研究。论文安排如下:
第一章首先对轮询多址通信系统技术进行了详细的介绍;然后详细介绍了无线局域网MAC子层的三种多址接入技术,即随机竞争接入、按需分配接入、固定分配接入;介绍了目前在无线局域网中的三种主流多址接入机制;阐述了无线通信网络的概念;结合无线宽带网络的发展趋势及应用,阐述了无线多址接入技术的研究背景和意义;在此基础上,引出了本论文欲解决的问题。
第二章首先介绍了轮询多址定长(K=1)访问排队服务系统的系统模型以及服务策略,然后应用导师提出的概率母函数和马尔可夫链的分析方法,对轮询多址通信系统定长(K=1)访问排队服务系统进行数学解析和性能分析;通过仿真实验验证了分析结果的正确性;通过对实验数据的深入研究,对系统的性能进行了全面的分析,指出了该模型性能的特点以及适合于应用的场合。
第三章在第二章的研究基础上,对轮询多址定长(K=1)访问排队服务通信系统模型进行了分析,在系统查询转换时间γ远远小于系统服务时间β时,将系统模型进行了改进,将系统查询转换时间γ包含于系统服务时间β中,将系统服务规则做了改进。然后,应用概率母函数和马尔可夫链的分析方法对新模型进行了分析;通过仿真实验验证了分析结果的正确性,并将该模型和第二章的模型进行了对比研究,说明了两个模型的各自的特点。
第四章全文总结,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。