预应力张拉控制系统与无线通信论文

1系统模型

考虑只包含一个数据源和一个信道无线通信系统模型。假设时间是离散的，初始时刻系统内无数据分组残存。数据分组到达信道的过程为周期过程，即每隔时间τ有一个大小固定为L的数据分组到达信道。对于信道而言，马尔科夫on-off信道模型下的传输时延与Gilbert-Eliotton-off信道模型下的系统性能已有详细的论证，这说明讨论一般on-off信道模型的价值性与必要性。本文将信道定义为一种无记忆的伯努利on-off信道，即系统在任意单位时间间隔内以概率p提供恒定速率为C的服务，以概率（1-p）不提供服务，并且系统服务是关于时间独立的，实际服务并不会根据已有的服务进行调整。并且，信道传输数据分组需要消耗能量。数据分组在某些时间段内的到达率可能会大于信道的传输速率，但是不会一直大于信道传输速率，否则将导致数据分组无限积压、系统不稳定。数据分组到达时信道若处于关闭状态，则这些数据分组被寄存在一个容量无限的缓存器中，这样就保证了不会有数据分组丢失，从而保证了系统传输的可靠性。规定信道的传输速率必须大于数据分组的平均到达率，但是一定时间段内系统仍可能有数据分组的积压，本文只分析这一特定时间段内的系统能量消耗。

2随机网络演算的基本特性

网络演算分为确定性网络演算和随机网络演算。确定性网络演算常用于分析系统的最差性能，随机网络演算常用语分析动态系统的性能。这一部分主要介绍了随机网络演算到达曲线、服务曲线和时延界限的定义与特征以及如何运用它们去解决第二部分中的提到的最优化问题。

3数值分析及仿真结果

3.1信道服务概率、概率性时延约束与时延约束的关系

在概率性时延约束确定的情况下，信道服务概率的最小值是随着时延约束的增加而减小的。当时延约束为一个给定值时，其对应的纵坐标的值为信道服务概率可取的最小值，这样才能保证最小传输速率有意义。当时延约束为一个给定范围时，范围起始值对应的纵坐标的值为信道服务概率可取的最小值。在接下来的讨论中，信道服务概率和时延约束的取值必须符合上述约束条件。

3.2最小能量消耗与时延约束的关系

下面讨论最小能量消耗与时延约束的关系。令噪声功率谱密度N0=10-7W/Hz，信道带宽为W=11MHz，固定的数据分组大小L=1Mbit/s，数据分组达到时间间隔τ=0.1s。选取时延约束为[0.7s,4s]，信道服务概率p=0.99，概率性时延约束p0=0.1。每一个时延约束都对应着唯一的最小能量消耗，这表示在一个确定的时延约束下的最优化问题有唯一解。另外，最小能量消耗随着时延约束的增加而减少，这是因为时延约束的增加将导致最小传输速率的减少，使最小能量消耗减少。

4结束语

本文应用随机网络演算理论完成了对无线通信系统模型的能耗分析，得到了时延约束、传输速率与能量消耗的关系，并且研究了传输过程中不同的因素对能量消耗的影响，完成了定性与定量的分析，得到了比较可靠的结果，为减少无线通信系统中的能量消耗提供了理论依据。

作者:李鹏翔李职杜高月红张欣单位:北京邮电大学