一种无线移动通信中的性能分析方法技术

本发明专利技术公开了一种无线移动通信中的性能分析方法，该方法采用了跨层思想，联合考虑无线网络中的时变衰落信道、物理层的前向纠错编码和数据链路层的停止等待ARQ协议，在综合考虑无线网络不同层次特征的基础上，能够求出有限状态马尔科夫链不同状态的服务速率和稳态概率。通过数值分析结果比较可知，本发明专利技术构造的有限状态马尔科夫链模型的状态数目相比之前的模型数目减少，降低了分析的复杂度，计算出的有限状态马尔科夫链模型中每个状态的服务速率和稳态概率都是网络性能中很重要的量。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
１．一种无线移动通信中的性能分析方法，设该无线移动通信中所使用的无线信道服从瑞利衰落，信道的无损服务速率为μ，移动通信终端的移动速度为ｕ，该方法包括下述步骤：步骤１．假设将无线信道的信噪比划分成Ｎ＋１个连续的信噪比间隔［Γ０，Γ１）．．．［Γｋ－１，Γｋ）．．．［ΓＮ，ΓＮ＋１），其中Γ０＝０，ΓＮ＋１＝∞，若某时刻无线信道的信噪比介于Γｋ－１和Γｋ之间，代表信道处于信道状态Ｓｋ，能够得到状态空间｛Ｓｋ｜ｋ＝１，２．．．，Ｎ＋１｝，即能够确定一个状态数目为Ｎ＋１的有限状态马尔科夫链模型；ｋ、Ｎ均为正整数，ｋ表示信道状态的序号，Ｎ＋１表示待确定的信道状态数目；步骤２．设置前向纠错编码参数为（ｎ，ｍ，ｔ），采用式Ｉ计算数据包的误包率ＰＥＲ，其中，ｎ为编码后数据包总的比特位数，ｍ为原始信息数据包比特位数，ｔ代表数据包的可更正比特位数，Ｐｅ（ｒ）是一定调制方法下误比特率的表达式，Ｐｅ（ｒ）是信道信噪比ｒ的函数，式Ｉ中的ｊ为从ｔ＋１到ｎ的整数，编码后数据包的发送时间Ｔ＝ｎ／μ；再利用式Ｉ计算无线信道中传输的数据包的误包率基本为０时的信噪比值ｒｅ；设信噪比ｒ的分布函数ｐ（ｒ）为式ＩＩ，ρ为无线信道的平均信噪比，则信道状态Ｓｋ的稳态概率πｋ为式ＩＩＩ，无线信道的电平通过率ＮΓ定义为式ＩＶ，其中，ｆｄｏｐｐｌｅｒ＝ｕ·ｆ／ｗ为终端移动速度为ｕ时的最大多普勒频移，ｆ代表载波频率，ｗ为电磁波在无线信道中的速率；信道状态Ｓｋ的平均持续时间τｋ表示为式Ｖ；式Ｉ式ＩＩ式ＩＩＩ式ＩＶ式Ｖ步骤３．令式Ｖ中每个信道状态的稳态持续时间都相等且为编码后数据包发送时间Ｔ的整数倍，即τｋ＝Ｍ＊Ｔ，Ｍ为正整数，表示倍数，联立式ＩＩＩ、式ＩＶ和式Ｖ得到式ＶＩ，能够得到编码后数据包的发送时间Ｔ＝ｎ／μ式ＶＩ令式ＶＩ中ｋ＝１，式ＶＩＩ给定倍数Ｍ的值，信道平均信噪比ρ，通信终端移动速度ｕ和前向纠错编码参数时，通过式ＶＩＩ计算出门限值Γ１；依次令式ＶＩ中ｋ＝２，３．．．，依次迭代计算出门限值Γ２，Γ３．．．，当计算出的门限值最接近步骤２中求出的ｒｅ时，则令该门限值为ΓＮ，迭代过程结束；通过上述迭代过程即确定了状态数目Ｎ＋１的值，同时求出了门　限值序列Γ１，Γ２．．．ΓＮ，ΓＮ＋１，即确定了有限状态马尔科夫链的状态数目Ｎ＋１和每个状态的信噪比范围；步骤４．利用式ＶＩＩＩ计算有限状态马尔科夫链模型中信道状态Ｓｋ平均误比特率Ｐｅｋ：式ＶＩＩＩ把式ＶＩＩＩ带入式Ｉ计算出有限状态马尔科夫链中状态Ｓｋ的误包率ｐｋ；步骤５．设当停止等待ＡＲＱ协议的重传次数上限为Ｚ，利用式ＩＸ计算信道状态Ｓｋ数据包的平均发送次数ＴＲｋ式ＩＸ步骤６．根据式Ｘ和式ＸＩ分别计算出有限状态马尔科夫链中状态Ｓｋ的服务速率Ｃｋ和稳态概率πｋ：式Ｘ式ＸＩ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：喻莉，姜烈，罗晶晶，张婕，陈子龙，钱聪，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83