通信网实验指导书.doc

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1、通信网实验指导书　　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，目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设计。　　本次实验目的就是要使学生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（一）D算法1．D算法原理已知图G=(V,E)，将其节点集分为两组置定节

2、点集Gp和未置定节点集G-Gp。　　其中Gp内的所有置定节点，是指定点vs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-Gp内的节点是未置定节点，即vs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Gp中的节点作为转接点。　　具体地说，就是将Gp中的节点作为转接点，计算（vs,vj）的径长（vj∈G-Gp），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vj划归到Gp中。　　当（G-Gp）最终成为空集，同时Gp=G，即求得vs到

3、所有其他节点的最短路径。　　jw表示vs与其他节点的距离。　　在Gp中，wi表示上一次划分到Gp中的节点vi到vs的最短路径。　　在G-Gp中，表示从vs到vj)(pjGGv??仅经过Gp中的节点作为转接点所求2得的该次的最短路径的长度。　　如果vs与vj不直接相连，且无置定节点作为转接点，则令??jw。　　2．D算法实现流程D算法流程如图1所示。　　??iv,svGp?sidiw???????ijj=dwmin?jG-GPsisjvd=dpG=n*=min(jw)??jpipjiijvvG-GGw,w+d*min?jG-Gjpivw=w图1D算法流程图（二

4、）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n╳n矩阵，以图G的n个节点为行和列。　　记为Wnnijw??][，其中ijw表示图G中vi和vj两点之间的路径长度。　　路由矩阵是一个n╳n矩阵，以图G的n个节点为行和列。　　记为Rnnijr??][，其中ijr表示vi至vj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

5、新W和R，直至W中的数值收敛。　　2．F算法实现流程F算法流程如图2所示。　　3nn前次经过的转接点时0ij0r??R????即]j[i当wij　wij0?时或,0????0ijjr0　ji??00ijnnW与与iw=[间有边时，j间没有边j]=[]?kkijnnww??min,?kijk-1ijk-1ikk-1kjw+=[]?nnkkijRr?????????????????)()(无改动时即改动时ijw即ij1kkj1kik1kij1kij1kkj1kik1kijkijrwkr??????0?ij0ijdw长为边当当),(jidvvijivv图2F算法流

6、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．记录下实验过程中遇到的问题。　　4．写出实验报告。　　4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

7、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、实验内容1．用编程语言实现ErlangB公式。　　请画出m=5，m=10，m=15，m=50，m=100等五条ErlangB呼损曲线。　　2．用编程语言实现ErlangC公式。　　根据前面得出的ErlangB曲线，求出有一阻塞呼叫清除系统，当阻塞概率为2%，1??次呼叫/小时，s105??，分别有4个信道和20个信道时，系统的最大系统容量。　　若对一阻塞呼叫延迟系统，有4个信道时，s105??，当延

8、迟大于15秒时，呼叫被清除，求出该系统的GoS。