通信网理论基础

图书标准信息

• 作者 牛志升；周盛
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2023-02
• 版次 1
• ISBN 9787302614685
• 定价 69.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 328页
• 字数 464千字

【内容简介】

本书主要讲授如何应用概率论、随机过程以及排队论的理论与方法分析通信网的性能，并将其应用于电信网络、计算机网络、移动通信网络、光通信网络等的资源配置与流量控制中，使读者学会用随机的思想看待通信网、用数学的语言描述并分析通信网，从而加深对实际通信网工作原理的理解。

【作者简介】

牛志升：1985年毕业于北方交通大学，1992年获日本Toyohashi University of Technology工学博士学位，1992-1994年就职于日本Fujitsu Laboratories Ltd.，1994年回清华大学电子工程系任教至今，曾任清华大学科技处副处长、电子系副主任、信息学院副院长等职，并获得过国家自然科学基金委员会杰出青年基金、IEEE通信学会亚太区年度最佳论文奖、IEEE通信学会绿色通信与计算专业委员会杰出技术成就奖、中国通信学会科学技术奖一等奖等，并担任国家“973计划”项目“能效与资源优化的超蜂窝移动通信系统基础研究”首席科学家。他同时是IEICE Fellow和IEEE Fellow。

【目录】

第 1 章 通信网络与通信网理论概述 1 

1.1 通信网络发展概述  1 

1.2 通信网性能分析与通信网理论 3 

第 2 章 通信网建模理论  6 

2.1 通信网业务分类及其建模准则 6 

2.2 通信业务源的概率模型化 8 

2.2.1 随机事件的概率特征及其描述方法 8 

2.2.2 几种常用的概率分布 13 

2.2.3 几种常用的随机点过程  22 

2.2.4 更新过程 29 

2.2.5 叠加过程的概率描述 34 

2.2.6 马尔可夫更新过程与半马尔可夫过程  36 

2.3 通信网络的排队模型化  39 

2.3.1 排队节点模型及其马尔可夫过程描述  39 

2.3.2 典型通信网络的排队建模 43 

小结  47 

习题  48 

第 3 章 排队论的基本概念与基本定理 49 

3.1 排队论的基本概念 49 

3.1.1 排队模型和 Kendall 记号 49 

3.1.2 排队模型的特征参数 52 

3.1.3 排队模型的性能参数 52 

3.1.4 排队系统的最优状态 54 

3.2 排队论中的三个基本定理  55 

3.2.1 Little 定理 55 

3.2.2 PASTA 定理  59 

3.2.3 Burke 定理 60

小结  61 

习题  62 

第 4 章 马尔可夫排队系统的性能分析 63 

4.1 M/M/1 排队系统——最基本的排队模型  63 

4.2 M/M/1 排队模型的一般化 69 

4.2.1 顾客到达率和服务率可变的 M/M/1 排队系统  69 

4.2.2 多个服务者的 M/M/s 排队系统 70 

4.2.3 有限等待空间 M/M/s(k) 排队系统 81 

4.2.4 马尔可夫排队系统的暂态分析 86 

4.3 多元马尔可夫型排队系统的分析 87 

4.3.1 即时式多元马尔可夫排队系统 88 

4.3.2 即时-待时混合式多元马尔可夫排队系统 90 

小结  97 

习题  97 

第 5 章 马尔可夫排队网络的性能分析  100 

5.1 M/M/s 排队系统的退去过程与 Burke 输出定理  101 

5.2 排队网络的可逆性与准可逆性  105 

5.3 开环排队网络与 Jackson 定理  108 

5.4 闭环排队网络与 Gordon-Newell 定理 116 

5.5 混合排队网络及其扩展 119 

小结 122 

习题 122 

第 6 章 非马尔可夫排队系统的嵌入马尔可夫过程分析法  125 

6.1 嵌入马尔可夫过程分析法 126 

6.2 率守恒定理与负载守恒定理  127 

6.3 M/G/1 排队系统的性能分析 128 

6.3.1 平均队列长度的求解  128 

6.3.2 队列长度状态概率的求解  130 

6.3.3 FCFS 情况下等待时间概率分布的求解 133 

6.3.4 排队系统忙期的求解  136 

6.3.5 M/G/1(k) 排队系统的分析  138 

6.4 GI/M/s 排队系统的解析 140 

6.4.1 GI/M/s 的嵌入马尔可夫过程 141 

6.4.2 到达时刻状态概率的迭代近似解 143 

6.4.3 任意时刻状态概率的求解  146 

6.4.4 性能指标  146 

6.5 M[X]/G/1 群到达排队系统 151 

6.6 M/G/1 优先权排队系统  157 

6.6.1 M/G/1 非中断式优先权排队系统 158 

6.6.2 M/G/1 中断式优先权排队系统 164 

6.7 M/G/1 休假排队模型  167 

6.7.1 单重休假模型  172 

6.7.2 多重休假模型  173 

6.7.3  N 策略休假模型  174 

6.7.4 扩展及最优休假时间的选择  178 

小结 179 

习题 180 

第 7 章 通信网络的矩阵解析理论 184 

7.1 相位型概率分布  184 

7.1.1 连续 PH 型概率分布  185 

7.1.2 离散 PH 型分布  187 

7.1.3 典型概率分布的 PH 标识  188 

7.1.4 PH 型分布的特征量 190 

7.1.5 PH 型分布的闭合特性 191 

7.2 相位型随机过程  198 

7.2.1 PH 型更新过程 198 

7.2.2 相位型马尔可夫更新过程  201 

7.3 准生灭过程与矩阵几何解 205 

7.4 准生灭过程的嵌入马尔可夫链  213 

7.5 典型排队系统的矩阵几何解 214 

7.5.1 M/PH/1 排队系统  214 

7.5.2 M/PH/1(k) 排队系统 217 

7.5.3 PH/M/s 排队系统  218 

7.5.4 PH/M/s(k) 排队系统 220 

7.5.5 PH/PH/1 排队系统  222 

7.6 矩阵解析法的几个实例 224 

7.6.1 ATM 网络中分组语音或分组视频业务统计复用器的性能解析  224 

7.6.2 部分抢占优先权的即时-待时混合排队系统  226 

7.6.3 基于动态虚电路的实时传输协议性能分析与设计 236 

小结 261 

习题 261 

第 8 章 通信网络的近似解析法 264 

8.1 流体和扩散近似  264 

8.1.1 流体近似  264 

8.1.2 扩散近似  266 

8.2 大偏差理论 272 

8.2.1 大偏差原理  272 

8.2.2 离散时间单队列分析  274 

8.2.3 连续时间单队列分析  280 

8.2.4 等效带宽  282 

8.3 网络演算 285 

8.3.1 “最小加”代数  285 

8.3.2 确定性网络演算  287 

8.3.3 随机网络演算  291 

小结 300 

习题 301 

参考文献 302