基于自相似性的第三代移动通信分组域数据业务特性研究

摘要

快速发展的第三代移动通信提供了一个具有良好扩展性的综合业务平台，不但包含传统的话音业务，还包括灵活的互联网接入、流媒体、电视电话和E-mail等多种数据业务。在资源有限、情况复杂的无线接入环境里，为了保证每种业务的服务质量，首先必须了解其承载业务的统计分布特性，并寻找合适的业务源模型，才能对网络进行合理的规划和优化，达到提升系统服务性能的目的。 本文利用自相似理论和仿真工具对第三代移动通信分组域数据业务特征进行了深入分析和研究。首先对传统业务模型进行了详细介绍，分析了传统业务在数据业务特性刻画中的不适应性。接着探讨了自相似理论背景、定义、性质和其应用，介绍了目前主要的几种自相似业务建模方法。 尽管目前自相似业务流量特性研究仍处于发展阶段，但数据业务流量的自相似性对网络性能的影响已经引起广泛注意。尤其是面对日益高涨的移动数据业务需求，如何合理的进行网络规划成为3G大规模部署前期的紧迫课题。 正是基于此种背景，本文在总结前人研究成果的基础上，有针对性地对目前2.5G分组域中主要数据业务特性进行了深入研究，通过对现有2.5G中GPRS和cdmal X大量数据分析，提出了一种具有较好资源利用率，同时也能确保服务质量的参考模型，对2.5G后期维护和优化工作和3G的网络规划、设计具有实际的理论和工程参考价值。 同时本文利用运营商分组域实际网关数据，验证了在分组交换网络中的聚合业务流量具有自相似性，并对CPU和内存利用率等关键参数也进行了统计特征分析，结果也呈现自相似性。这些情况说明在分组数据网络中数据业务的自相似性对网络性能具有重要影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2论文主要研究内容和结构

第二章相关研究工作

2.1数据业务特性研究

2.2移动通信的演进

2.3自相似现象(Self-Similar)

第三章电信业务模型

3.1综述

3.2传统业务模型及分析

3.2.1 Poisson分布和指数分布

3.2.2爱尔兰B模型(EB)

3.2.3扩展爱尔兰B模型(EEB)

3.2.4 Engset模型

3.3低速数据业务模型

3.3.1ON/OFF模型和IPP模型

3.3.2状态交替更新过程(ASRP)

3.3.3 Markov调制Poisson过程(MMPP)

3.3.4 Markov调制流体过程

本章小结

第四章自相似过程及研究方法

4.1自相似理论研究背景

4.2自相似过程的定义

4.3自相似现象特征

4.3.1长相关特性(LRD，Long Range Dependence)

4.3.2重尾特性(Heavy Tail)

4.4 Hurst现象及参数估计方法

4.4.1时域估算方法

4.4.2频域/小波域估算方法

4.4.3 Hurst参数估算方法性能比较

4.5自相似业务模型

4.5.1分形ARIMA模型

4.5.2基于α分布的自相似模型

4.5.3基于分形布朗运动的自相似模型

4.5.4叠加ON/OFF模型

4.5.5基于离散小波的自相似模型

4.5.6多重分形模型

本章小结

第五章第三代移动通信分组域业务模型及特性研究

5.1第三代移动通信分组域结构

5.2分组域数据业务分类及QoS要求

5.3分组域数据业务模型及特性

5.3.1 WWW应用

5.3.2 E-mail业务

5.3.3 FTP应用(File Transfer Protoco1)

5.3.4基于WAP的业务

5.3.5流媒体业务

本章小结

第六章第三代移动通信分组域业务特性验证及评估

6.1数据采集环境和条件

6.2研究平台

6.3数据分析

6.3.1 PDSN数据吞吐量

6.3.2忙时PDSN-CPU利用率

6.3.3忙时PDSN-MEM利用率

6.3.4忙时每秒PPP最大连接数

6.3.5忙时数据平均吞吐容量利用率

6.4结论分析

第七章结论及今后研究方向

7.1本文研究之总结回顾

7.2未来研究方向

致谢

参考文献

附录