5、随机过程与队列理论在通信网络中的应用

随机过程与队列理论在通信网络中的应用

1 通信网络中的随机性和队列建模

通信网络中的流量本质上是随机的。电话呼叫在随机的时间点到达，并且持续随机的时间间隔。尽管如此，我们仍希望对系统及其提供的服务发表一些看法。第2、3和4章讨论的流量都被假定为恒定的。从宏观层面来看，这可能是合理的，但在链路层面则不然，因为随机变化的交通需求可能导致网络性能的恶化。

1.1 交通和阻塞的基本概念

通信网络的目的是传输流量。流量可以分为提供的流量，即用户实际产生的总流量；以及传输的流量，即网络实际承载的流量；还有被阻塞的流量。被阻塞的流量是由于瞬间的网络资源不足而导致的。呼叫阻塞的比例是衡量服务质量（GoS）的重要指标，它通常被定义为被阻塞的呼叫次数除以提供的呼叫次数。这也可以被视为客户对服务提供商满意度的衡量。

1.2 点过程和泊松过程

点过程是描述事件在时间上分布的数学工具。泊松过程是一种特殊的点过程，它具有以下特点：事件的发生是随机的，并且在任意时间区间内发生的事件数量服从泊松分布。泊松过程的到达率为λ，表示单位时间内到达的平均事件数量。

特点	描述
无记忆性	未来的事件发生与过去的事件无关
独立增量	不相