基于广义随机网络演算的无线通信系统性能分析模型

本项目扩展了随机网络演算理论，提出了基于最小加代数的广义随机到达曲线和广义随机服务曲线，建立了能够适用于不同无线通信环境的广义随机网络演算理论；从无线多媒体业务流的自相似性、突发性等本质特性出发，针对无线通信系统信道复杂多变的特点，将信道描述参数分解为数据丢失、带宽变化、延时三个部分，分别建立具体的描述模型，引入信道修正参数，构造无线信道的综合描述模型；考虑无线信道损害的随机性，将服务模型分解为理想服务过程和有损服务过程，建立严格随机服务模型；推演以随机网络演算为基础的无线多媒体随机QoS界限模型，建立随机服务质量的参考标准，给出实时的网络性能分析和评价方法。本项目成果可以提供一套从整体到局部都能够对无线多媒体通信系统进行实时分析的理论和方法，为无线网络协议的设计、网络流量控制和无线多媒体通信系统的性能优化等提供可信的参考。

本项目基于随机网络演算理论，运用随机网络演算中基于最小加代数的两个有效分析工具：随机到达曲线模型和随机服务曲线模型，建立了能够适用于不同无线通信环境和不同数据流量场景下的随机网络演算理论分析框架；从无线多媒体业务流的自相似性、突发性等特性出发，建立了基于FBM模型、LFSN模型、LFSM模型等自相似流量模型的随机到达曲线；针对无线通信系统随机时变服务特征和无线信道的时变衰落特性等，将无线时变服务系统分解为数据损失、带宽变化、时延等模块，进一步结合信息论、随机过程、排队论、概率论等理论工具，推导了无线传感器网络、无线多媒体传感器网络、无线ad hoc网络、无线移动分组网络、混合无线网络、协作通信网络等网络场景下的服务网络所提供的随机服务曲线；并针对无线有损服务，建立了基于随机网络演算的有损服务模型，对分析无线网络的性能特性有一定指导意义。. 本项目提出了多种数据流量模型在流经不同无线时变网络服务场景下，无线网络的随机延时和随机数据积压特性的性能分析框架。本项目的研究成果可以提供一套对无线多媒体通信系统进行性能分析的方法，为无线网络协议设计、网络流量控制和无线多媒体通信系统的性能优化等提供可信的参考；本项目的研究成果对随机网络演算理论进一步在不同流量场景和不同网络场景下的建模应用具有较强的指导意义，对随机网络演算在网络性能分析中的应用普及具有积极的推动作用，也体现了随机网络演算理论在实际网络分析中具有较强的实际意义和广阔的应用前景。. 2010-2012年期间，项目组共发表学术论文46篇，申请发明专利10项；培养博士生2名，培养硕士生10名，引进海外学者1名。