论文研究-基于部分网络编码的无线实时多播协议时延随机分布特征研究 .pdf

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基于部分网络编码的无线实时多播协议时延随机分布特征研究,谭林风,谭国平,为了研究基于部分网络编码的实时多播协议在实时业务中的应用,需要探讨其时延分布并预测其时延性能。本文在移动自组网中使用该协
山国武花论文在丝 在这个模型中,时延数据的某个样本服从对数正态分布,其中μ是指时延数 据取自然对数后的均值,。则是指吋延数据取自然对数后的方差,是所有 的时延数据的总个数。如果此时的样本观测值为,其屮样本观测值对应所 得的时延数据中的每一个值,即是指仿真所得时延数据中的第个值。由于 服从对数正态分布,所以 (2) 给出 的联合概率密度函数,即似然函数 Ll 对公式两边取自然对数,可以得到对数似然函数 兀O 公式分别对μ和σ求一阶导数 ∑(m) (5) (6) 要求得公式和的极大值点,需要 (7) LL O (8) O 根据公式和可得 (9) ∑ (10) 根据公式和可以解出 公式求得的是时延数据取自然对数后均值的信计值,而则求得对应方 山国武花论文在丝 差的估计值,经验证可知,所求的估计值为最大值。 模型建立与求解 可以利用均方误差值来验证以上分析。绘制仿真数据的直方图,得到个矩 形区域,假设每个矩形区域内有(从到)个数据,那么可以计算出数据落 在每个矩形区域内的概率为 根据概率的相关定义可知,式中的对应每个矩形区域的面积。对于佔计所得的 对数正态分布图形,将知形区域的:卜边界作为积分上:下限,对分布函数积分, 可以得到分布图形在每个区域内的面积,记为。对应实际数据分布在某段范 围内的累积分布函数值,而则对应估计分布图形在该范围内的累积分布函数 值,设真实误差为δ,贝 根据均方误差公式,有 2仿真数据及模型应用 仿真参数 表仿真场景参数 仿真场景 仿真协议 总节点数 接收节点个数 编码垬长度 节点最大移动速度 节点分布范围 节点分布形式 均匀随机分布 节点信号覆盖距离 停留时间 仿真时间 信道容量 本文使用 构建相应的仿真场景,在给定仿真场景下得出 协议 的时延数据,仿真参数设置如上表。 山国武技文在线 模型应用与检验 根据第2节所述基于对数的极大似然估计理论,对所得的时延数据进行处 理,利用 计算其均值和方差的估计值如下 表基于对数正态分的极大似然估计法所得均值和方差 均值u 方差a 利用所得的均值和方差绘制时延的对数正态分布图形,将其与所得数据的实 际分布图形相比较,得到如卜图形。 估计分图形 延时的白然对数 时延自然对数的概率分布 同时也可以根据估计所得的均值和方差给出时延数据的累积分布函数图形 将其与数据的实际累积分布图形相比较,得到如下图形 图 时延自然对数的累积分布 如图1所示,图中蓝色图形是所得数据的分布直方图,而红色图形是采用基 于对数正态分布的极大似然估计法所得的时延概率分布图形,由图可以看出,估 计所得的概率分布图形与实际分布基本吻合。 山国武花论文在丝 如图2所小,蓝色图形是指数据的实际累积分布图形,而红色图形是通过基 」对数正态分布的极大似然估计法所得的估计图形,从图中可以看出,这两种图 形基本吻合 为了验证其符合程度,根据式15处理数据,计算出图的均方误差为 由此可得基于对数正态分布的极大似然估计模型可以很好地处理数据。 结论 为了使得 协议能够在实时业务中被成功应用,本文采用基于对数 正态分布的极大似然估计模型来研究时延数据的分布。经过检验可知,应用模 型所得时延分布图形与实际分布图形之间的均方误差值很小,由此可得时延数 据符合对数正态分布且可以利用该模型来处理这些数据。对数正态分布只有两 个参数,其分布情况也只受这两个参数的影响,这一点有利于分析时延分布的 特性,使于预测时延的性能 参考文献 谭国平,彭新华,倪新洋,等基于部分网终编码的移动自组网实时多播协议研究微电子学与计算 机 黄丽吴刘仓基于对数正态分冇联合对数均值与对数方差模型的极大似然估计理论新探 谭匡平季敏倪新洋等网络编码存储转发:移动自组网屮实时多播机制仿真研究程度信 息工程学院学报, 黄化吉冯德力网络馍拟和协议仿真北京人民邮电出版社

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