預應力張拉控制系統與無線通信論文

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1系統模型

考慮只包含一個數據源和一個信道無線通信系統模型。假設時間是離散的，初始時刻系統內無數據分組殘存。數據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的數據分組到達信道。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，即系統在任意單位時間間隔內以概率p提供恒定速率為C的服務，以概率（1-p）不提供服務，并且系統服務是關于時間獨立的，實際服務并不會根據已有的服務進行調整。并且，信道傳輸數據分組需要消耗能量。數據分組在某些時間段內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，否則將導致數據分組無限積壓、系統不穩定。數據分組到達時信道若處于關閉狀態，則這些數據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據分組丟失，從而保證了系統傳輸的可靠性。規定信道的傳輸速率必須大于數據分組的平均到達率，但是一定時間段內系統仍可能有數據分組的積壓，本文只分析這一特定時間段內的系統能量消耗。

2隨機網絡演算的基本特性

網絡演算分為確定性網絡演算和隨機網絡演算。確定性網絡演算常用于分析系統的最差性能，隨機網絡演算常用語分析動態系統的性能。這一部分主要介紹了隨機網絡演算到達曲線、服務曲線和時延界限的定義與特征以及如何運用它們去解決第二部分中的提到的最優化問題。

3數值分析及仿真結果

3.1信道服務概率、概率性時延約束與時延約束的關系

在概率性時延約束確定的情況下，信道服務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，其對應的縱坐標的值為信道服務概率可取的最小值，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，范圍起始值對應的縱坐標的值為信道服務概率可取的最小值。在接下來的討論中，信道服務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系

下面討論最小能量消耗與時延約束的關系。令噪聲功率譜密度N0=10-7W/Hz，信道帶寬為W=11MHz，固定的數據分組大小L=1Mbit/s，數據分組達到時間間隔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致最小傳輸速率的減少，使最小能量消耗減少。

4結束語

本文應用隨機網絡演算理論完成了對無線通信系統模型的能耗分析，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果，為減少無線通信系統中的能量消耗提供了理論依據。

作者:李鵬翔李職杜高月紅張欣單位:北京郵電大學