多信道共用系统的优化配置方法及Monte-Carlo仿真

摘要

该文将多信道共用通信系统视为一个随机服务系统,根据有限状态生灭过程的稳态解,利用M/M/n/n和M/M/n/n/m两类排队模型,分别推导出了无限用户和有限用户两类多信道共用系统的呼损率公式和信道利用率公式;借助于MATLAB的可视化数据分析功能,比较了这两组公式在数值上的差异;指明了两组公式的适用条件.由此不仅揭示了爱尔兰B公式和相应信道利用率公式用于有限用户系统时会有较大偏差的根源,剖析了偏差的规律性,而且得到了适用于有限用户多信道共用系统的修正公式.进一步,根据适用公式给出了不同的系统优化配置方法以及MATLAB源程序.计算机仿真是结合了系统工程、现代数学方法和计算机技术的一门新兴学科,计算机仿真方法已经成为理论分析和实验研究这两种传统科研途径之外的一种必不可少的科研方法和有效工具.蒙特卡罗方法(MCM)是基于概率理论和计算数学的,因此也称为统计模拟近似计算方法.蒙特卡罗仿真(MCS)就是一种利用MCM进行的计算机数学仿真方法,其应用领域已越来越广泛.文中借助于MATLAB软件,实现了有限用户多信道共用系统的蒙特卡罗仿真.该文将所研究的系统优化配置方法应用于一个有限用户多信道共用电话系统:大规模电话线路扩容系统,实际应用证明系统的呼损率和信道利用率等指标均已达到了设计要求.此外,该文给出的有限用户多信道共用系统的蒙特卡罗仿真方法和MATLAB源程序实际上对于一切实际意义的有限源损失制马尔可夫排队系统具有普遍适用性.