預(yù)應(yīng)力張拉控制系統(tǒng)與無線通信論文

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1系統(tǒng)模型

考慮只包含一個數(shù)據(jù)源和一個信道無線通信系統(tǒng)模型。假設(shè)時間是離散的，初始時刻系統(tǒng)內(nèi)無數(shù)據(jù)分組殘存。數(shù)據(jù)分組到達信道的過程為周期過程，即每隔時間τ有一個大小固定為L的數(shù)據(jù)分組到達信道。對于信道而言，馬爾科夫on-off信道模型下的傳輸時延與Gilbert-Eliotton-off信道模型下的系統(tǒng)性能已有詳細的論證，這說明討論一般on-off信道模型的價值性與必要性。本文將信道定義為一種無記憶的伯努利on-off信道，即系統(tǒng)在任意單位時間間隔內(nèi)以概率p提供恒定速率為C的服務(wù)，以概率（1-p）不提供服務(wù)，并且系統(tǒng)服務(wù)是關(guān)于時間獨立的，實際服務(wù)并不會根據(jù)已有的服務(wù)進行調(diào)整。并且，信道傳輸數(shù)據(jù)分組需要消耗能量。數(shù)據(jù)分組在某些時間段內(nèi)的到達率可能會大于信道的傳輸速率，但是不會一直大于信道傳輸速率，否則將導(dǎo)致數(shù)據(jù)分組無限積壓、系統(tǒng)不穩(wěn)定。數(shù)據(jù)分組到達時信道若處于關(guān)閉狀態(tài)，則這些數(shù)據(jù)分組被寄存在一個容量無限的緩存器中，這樣就保證了不會有數(shù)據(jù)分組丟失，從而保證了系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃?。?guī)定信道的傳輸速率必須大于數(shù)據(jù)分組的平均到達率，但是一定時間段內(nèi)系統(tǒng)仍可能有數(shù)據(jù)分組的積壓，本文只分析這一特定時間段內(nèi)的系統(tǒng)能量消耗。

2隨機網(wǎng)絡(luò)演算的基本特性

網(wǎng)絡(luò)演算分為確定性網(wǎng)絡(luò)演算和隨機網(wǎng)絡(luò)演算。確定性網(wǎng)絡(luò)演算常用于分析系統(tǒng)的最差性能，隨機網(wǎng)絡(luò)演算常用語分析動態(tài)系統(tǒng)的性能。這一部分主要介紹了隨機網(wǎng)絡(luò)演算到達曲線、服務(wù)曲線和時延界限的定義與特征以及如何運用它們?nèi)ソ鉀Q第二部分中的提到的最優(yōu)化問題。

3數(shù)值分析及仿真結(jié)果

3.1信道服務(wù)概率、概率性時延約束與時延約束的關(guān)系

在概率性時延約束確定的情況下，信道服務(wù)概率的最小值是隨著時延約束的增加而減小的。當時延約束為一個給定值時，其對應(yīng)的縱坐標的值為信道服務(wù)概率可取的最小值，這樣才能保證最小傳輸速率有意義。當時延約束為一個給定范圍時，范圍起始值對應(yīng)的縱坐標的值為信道服務(wù)概率可取的最小值。在接下來的討論中，信道服務(wù)概率和時延約束的取值必須符合上述約束條件。

3.2最小能量消耗與時延約束的關(guān)系

下面討論最小能量消耗與時延約束的關(guān)系。令噪聲功率譜密度N0=10-7W/Hz，信道帶寬為W=11MHz，固定的數(shù)據(jù)分組大小L=1Mbit/s，數(shù)據(jù)分組達到時間間隔τ=0.1s。選取時延約束為[0.7s,4s]，信道服務(wù)概率p=0.99，概率性時延約束p0=0.1。每一個時延約束都對應(yīng)著唯一的最小能量消耗，這表示在一個確定的時延約束下的最優(yōu)化問題有唯一解。另外，最小能量消耗隨著時延約束的增加而減少，這是因為時延約束的增加將導(dǎo)致最小傳輸速率的減少，使最小能量消耗減少。

4結(jié)束語

本文應(yīng)用隨機網(wǎng)絡(luò)演算理論完成了對無線通信系統(tǒng)模型的能耗分析，得到了時延約束、傳輸速率與能量消耗的關(guān)系，并且研究了傳輸過程中不同的因素對能量消耗的影響，完成了定性與定量的分析，得到了比較可靠的結(jié)果，為減少無線通信系統(tǒng)中的能量消耗提供了理論依據(jù)。

作者:李鵬翔李職杜高月紅張欣單位:北京郵電大學