22、无线协作中继网络中自相似流量的队列性能分析

无线协作中继网络中自相似流量的队列性能分析

在无线通信系统的设计中，流量队列分析及其行为对系统性能有着重大影响。本文聚焦于多中继协作网络中自相似流量的队列性能研究，下面将详细介绍相关内容。

系统模型与背景知识

• 自相似流量模型 ：在当前研究中，有多种模型用于描述流量的自相似性或生成自相似流量轨迹。其中，分数布朗运动（FBM）过程是一种高效的建模和生成自相似流量的方法。流量到达模式可建模为随机过程，用累积到达形式表示为 $A = {A(t)}_{t\in N}$，$A(s, t) = A(t) - A(s)$ 表示时间间隔 $(s, t]$ 内的流量到达数量。FBM 呼叫到达流可表示为：
  $A(t) = mt + \sqrt{am}Z_A(t)$
  其中，$A(t)$ 是时间间隔 $[0, t)$ 内到达的流量量，$m$ 和 $a$ 分别是 $A(t)$ 的平均流量到达率和方差系数，$a = \sigma^2/m$，$\sigma^2$ 是单位时间内流量的方差。$Z_A(t)$ 是零均值、方差函数为 $Var(Z_A(t)) = t^{2H}$ 的标准 FBM 过程，$H \in (1/2, 1)$ 是赫斯特参数，用于表示自相似程度，$H$ 越接近 1，自相似程度越高。
• 流量队列模型 ：为了更好地对无线协作中继网络中的自相似流量进行队列分析，采用有效带宽（EB）模型。该模型基于大偏差原理（LDP）来表征最小带宽需求，同时满足自相似流量的 QoS 要求。根据 FBM 过程的定义，可得到以下方程：
  $C = m + (-2am \ln \varepsilon)^{1/