数字交换网络中阻塞率的仿真模型设计

1课程设计2013-2014学年第一学期课程名称数字交换网络中阻塞率的仿真模型设计院（系）专业班级学生姓名学号课程时间指导老师提交时间2目录摘要..................................................................................................................................................3一、前言...........................................................................................................................................41.1课程设计目的与要求........................................................................................................41.2课程设计的内容选择与分析............................................................................................41.3数字交换系统的概念........................................................................................................41.3.1数字交换系统........................................................................................................41.3.2时隙交换................................................................................................................5二、阻塞率概念...............................................................................................................................62.1网络阻塞的概念.............................................................................................................62.2通讯中阻塞率的概念........................................................................................................62.2.1话务量三要素及基本概念....................................................................................62.2.2话务量.................................................................................................................62.2.3忙时话务量.........................................................................................................72.2.4话务量单位.........................................................................................................72.3占用概率分布....................................................................................................................72.3.1四种占用概率分布...............................................................................................72.3.2爱尔兰分布............................................................................................................8三、设计过程的仿真.....................................................................................................................103.1仿真模型..........................................................................................................................103.2仿真程序..........................................................................................................................133.3仿真流程图.....................................................................................................................14四、仿真结果与分析.....................................................................................................................15五、设计小结.................................................................................................................................17参考文献.........................................................................................................................................183摘要在当今这个高速运转的时代，人们已经离不开网络和计算机。无论是学习，还是工作，网络都给我们提供给了很大的便利与帮助。然而，用的人多了就会不可避免的出现一个很严重的问题——网络阻塞。网络阻塞发生当增加增量在被提供的装载主角里或者只对在网络生产量的小增量，或对网络生产量的实际减少。对此，将对数字交换网络中的阻塞率进行仿真模型的设计来更深入的了解网络的阻塞率。关键词：阻塞率爱尔兰分布泊松分布话务量4一、前言1.1课程设计目的与要求（1）目的课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识，解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节。它具有动手、动脑和理论联系实际的特点，是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一个重要教学环节。（2）要求学生根据自己设计过程的具体情况，总结在设计过程的问题和解决方法，完成课程设计的收获和体会，撰写课程设计报告。报告包括以下主要内容：1、课程设计目的与要求2、课程设计内容分析与方案选择3、设计内容的相关理论基础以及参数设置与选择4、设计过程的仿真与测试结果，或者体系架构和设备选择5、结果和架构分析6、课程设计过程中遇到的问题、解决方法，完成本课程设计后的收获和体会。1.2课程设计的内容选择与分析对于这个课设题目，一开始一头雾水，不知道如何下手。阻塞率是什么，如何进行计算，如何进行仿真，其结果如何，等等，这些问题都是要考虑的范围。所以针对这些问题，我开始了这次的课程设计。1.3数字交换系统的概念1.3.1数字交换系统程控数字交换系统是现代数字通信技术、计算机技术与大规模集成电路技术相结合的产物，使先进的硬件与日趋完善的软件合于一体。程控交换系统的核心就是交换网络，通常由若干级接线器组成，因而从交换网络的入线到出线之间将经过若干级网络内部的级间连线——链路。当呼叫由入线进入交换网络，若出线全忙，则该呼叫找不到一条空闲出线，从而该呼叫将损失。通过仿真分析程控数字交换网络的阻塞率，可以更好的理解交换网络的工作情况和程控交换机的性能指标。5图2.1数字交换网络模型1.3.2时隙交换在数字程控交换机中，来自不同用户或模拟中继线的语音信号首先被转换为数字信号，并被复用到不同的PCM复用线上，然后接入内部数字交换网络。为实现不同用户之间的通话，数字交换网络必须完成不同复用线之间不同时隙的交换，即将数字交换网络某条输入复用线上某个时隙的内容交换到指定输出复用线上的指定时隙。图2.1.2时隙交换原理示意图6二、阻塞率概念为了更深入了解数字交换网络中阻塞率，我们要先知道一些阻塞率的相关概念以及算法，然后再通过MATLAB软件进行仿真设计从而更直接的观察出数字交换网络中阻塞率的变化曲线。2.1网络阻塞的概念交换网络通常由若干级交换单元组成，因而从交换网络的入线到出线之间将经过网络内部的级间链路。有时出线空闲，而相应的链路不通时，呼叫也将损失掉。由于网络内部链路不通而使呼叫损失的情况称做交换网络的内部阻塞。显然，可以通过增加网络级间的链路数量来降低内部阻塞的概率。当链路数量达到一定程度时，内部阻塞概率等于零，即成为一种无阻塞的交换网络。2.2通讯中阻塞率的概念在一个区域，由于经济方面的原因，所提供的链路数往往比电话用户数要少得多。当有人要打电话时，会发现所有链路可能全部处于繁忙状态，我们称这种情况为“阻塞”或“时间阻塞”。提供的链路越多，则系统的阻塞率越小，提供给用户的服务质量就越好，即电话系统的承载能力决定了链路的数目，而链路的数目又决定了系统的阻塞率。2.2.1话务量三要素及基本概念1）呼叫强度：λ（单位时间内平均发生的呼叫次数）2）占用时长：S（听拨号音、拨号、振铃、通话）3）考察时间：T流入话务量：在一个平均占用时长内，负载源发生的平均呼叫次数。也叫呼叫强度。完成话务量：在一个平均占用时长内，交换设备发生的平均占用次数。也叫结束强度。流入话务量=完成话务量+损失话务量损失话务量=流入话务量X呼损率2.2.2话务量话务量Y:Y=λ•S•T话务量强度A：由于我们所关注的话务量通常指的是话务量强度，因此我们就将话务量强度简称为话务量。72.2.3忙时话务量一天中最忙的一个小时的话务量。图2.1一天内的话务量2.2.4话务量单位A＝λS（呼/小时*小时/次）无量纲，取“e”作其量纲。1)S采用相同的时间单位，则A为“e”，1e=1小时呼。若:S采用“分钟”，则A为“分钟呼”。S采用“100秒”，则A为“百秒呼”。1e=1小时呼=60分钟呼=36百秒呼如：用户线上的话务量：一般为0.2e.它的含义是什么：0.2e=0.2x60=12分钟呼。呼叫4次，每次占用3