通信网理论基础实验指导书

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1、通信网理论基础实验指导书吉林大学通信工程学院通信网课程组2008年5月实验一：路径选择实验错误!未定义书签。实验二：通信业务量分析实验错误!未定义书签。实验三：Gompertz（龚伯兹）模型实验错误!未定义书签。实验四：Logistic（罗吉特）模型实验错误!未定义书签。实验一：路径选择实验一、实验目的在进行通信网选择路由时，首选路由和各个迂回路由通常都是按照路径最短的原则进行的，FI的是为了使网络费用达到最小。在求解最短径的算法中常用的有D算法和F算法。D算法用于求指定节点到其他各节点的最短路径；F算法用于求任意端间最短径。在实际中都是由计算机实现这两种算法来帮助设计人员进行路由

2、设计。木次实验目的就是要使学牛深入理解这两种算法并能用计算机实现这两种算法。二、实验内容1.用编程语言实现D算法。2.用编程员实现F算法。三、实验原理(-)D算法1.D算法原理己知图6=(V,E),将其节点集分为两组：置定节点集G〃和未置定节点集G-Gp.其中G〃内的所有置定节点，是指定点％到这些节点的路径为最短(即已完成最短路径的计算)的节点。而G・G〃内的节点是未置定节点，即必到未置定节点距离是暂时的，随着算法的下一步将进行不断调整，使其成为最短径。在调整各未置定节点的最短径时，是将©中的节点作为转接点。具体地说，就是将G”屮的节点作为转接点，计算仏吁)的径长5jWG・Gp),

3、若该次计算的径长小于上次的值，则更新径长，否则，径长不变。计算后取其中径长最短者，之后将V/划归到G”中。当(G・G“)最终成为空集，同时Gp=G,即求得心到所有其他节点的最短路径。w.：表示心与其他节点的距离。在G“中，函表示上一次划分到G“屮的节点刃到必的最短路径。在G・Gp屮，表示从比•到vj(v7wG—Gp)仅经过屮的节点作为转接点所求得的该次的最短路径的长度。如果必与巧不直接相连，且无置定节点作为转接点，则令2.D算法实现流程D算法流程如图1所示。图1D算法流程图（二）F算法1.F算法的基本思路F算法使用距离矩阵和路由矩阵。距离矩阵是一个X矩阵，以图G的斤个节点为行和列。

4、记为W=[%]呦，其中叫表示图G中匕和巧两点之间的路径长度。路由矩阵是一个"Xn矩阵，以图G的并个节点为行和列。记为R=[rii]ttxn,其中乙•表示刃至吁经过的转接点（中间节点）。F算法的思路是首先写出初始的W阵和R阵，接着按顺序依次将节点集中的各个节点作为中间节点，计算此点距其他各点的径长，每次计算后都以求得的与上次相比较小的径长去更新前一次较大径长，若后求得的径长比前次径长大或相等则不变。以此不断更新W和直至W屮的数值收敛。2.F算法实现流程F算法流程如图2所示。tn尔图2F算法流程图四、实验要求1.自学熟悉某一种编程语言。2.用自己熟悉的编程语言实现D算法和F算法。3•记

5、录下实验过程中遇到的问题。4.写出实验报告。实验二：通信业务量分析实验一、实验目的在通信网的规划设计和优化时，需要寻求能够满足各项性能指标的设计和优化方案是非常重要的，排队论为通信网的设计和优化提供了理论依据。ElangB公式和C公式是分析通信网络的主要公式。ElangB公式为阻塞呼叫清除系统提供了一个保守的GoS估算，对于有限用户的M/M/m(m,N)系统，通常会产生更小的阻塞概率。ErlangC公式定义为到达的呼叫需要等待的概率。在实际中都是由计算机实现这两个公式来帮助设计人员进行通信网络的优化设计。本次实验目的就是要使学生深入理解这两个公式并能用计算机实现这两个公式。二、实验

6、内容1・用编程语言实现ErlangB公式。2.用编程语言实现ErlangC公式。三、基础知识业务量理论就是利用ErlangB公式或C公式，即业务量、屮继线(或信道)数量和阻塞概率(或呼叫等待概率)之间的关系式，在一定的服务等级上，在已知业务量预测值的条件下，确定中继电路数、长途电路数、或求移动网中核心网的电路数、无线网的信道配置等。业务量理论就是用来设计一定的服务等级上，能够处理一定呼叫容量的服务系统，目的是使I古I定数量的中继线路或信道可为一个数量更大的、随机的用户群体服务。(—)ErlangB公式ErlangB公式1.M/M/m(n)排队系统因为M/M/m(n)系统屈于生灭过程

7、，根据生灭过程的结论来求解几和人。对于M/M/m(n)排队系统，有：0—(1)k>n0n系统效率z;:(5)〃亠(1-£)m/i1.M/Mm（m）排队系统当系统中的顾客数等于窗口数时，这就是即时拒绝系统，电话通信网一般采用即时拒绝系统方式。（3）式和（4）式中n=m,并令（电话通信网中的流入话务量强度），由此可求出系统的状