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·· 通信学报 第29卷
第2期 张颉等：无线网关对自相似业务流的影响 ··

第29卷第2期 通信学报 Vol.29No.2
2008年2月 JournalonCommunications February2008

无线网关对自相似业务流的影响
张颉，吴援明
(电子科技大学光电信息学院，四川成都610054)
摘要：在分析具有自相似性的有线网络业务流经无线网关转发后的变化规律的基础上，经过仿真研究，结果表明，当网关工作在“实时转发”模式或“功率控制”模式时，若缓冲区大小与无线信道容量近似相等，无线网关对业务流的自相似性不会产生影响；当网关工作在“功率控制”模式时，若缓冲区大小远大于无线信道容量，EAFRP模型的拖尾系数与自相似程度增大。
关键词：自相似；无线网；EAFRP模型；Pareto分布
中图分类号：TN915.05文献标识码：A文章编号：1000-436X(2008)02-0066-05
Effectofwirelessgatewayonincomingself-similartraffic
ZHANGJie,WUYuan-ming
(SchoolofOptoelectronicElectronicInformation,UESTofChina,Chengdu610054,China)
Abstract:Intheanalysisofthechangesastheself-similarcablenetworkdataentersthewirelessnetworkthroughwirelessgateway,thesimulationresultsshowthat,theself-similaritydoesnotchangewhenthegatewayworksonreal-timeforwardorpowercontrolmode,anditsbufferequalswirelesschannelcapacity;theself-similarityandstatedurationofEAFRPmodelwillincreasewhenthegatewayworksonpowercontrolmodeanditsbufferismuchgreaterthanwirelesschannelcapacity.
Keywords:self-similarity;wirelessnetwork;EAFRPmodel;Paretodistribution

1引言
收稿日期：2007-03-26；修回日期：2007-12-24
基金项目：电子科技大学青年科技基金资助项目(YF020504)
FoundationItem:TheYouthTechnologyFund,UESTC(YF020504)
由于网络流量的自相似性质对网络模型设计、QoS以及网络协议等具有重要价值，且有线网络中的某些研究成果已在实际网络和IPv6中得到大量的应用，因此这方面的研究工作一直是网络研究中的一个重要话题。目前研究人员开始转向无线网中的自相似研究，其主要原因有以下几个方面：首先，近年来无线网络飞速发展，无线通信和无线网络用户在接入Internet时能获得与有线用户一样的带宽，这就意味着无线网有可能与有线网的数据一样存在自相似性；其次，无线网自身的不稳定性使得TCP协议的重传概率增大，造成其数据具有自相似性；再者，有线网的自相似数据经网关转发到无线网后，可能造成无线网的数据与其一样的自相似性。因此部分研究人员大胆假设高速无线网与有线网的流量一样存在自相似性，并研究基于这种假设下的无线网的性能[1,2]。AthinaP.Petropulu通过研究有线网的自相似数据经网关转发后流量的统计性质，得出如下结论：当网关工作在“功率控制”模式下，且其缓冲区远大于无线信道容量时，无线网数据的自相似性下降甚至消失[3]。根据AthinaP.Petropulu的研究结果，可得出一个非常具有应用价值的结论：在日常生活中的非实时、变速率应用(比如FTP)下，其H参数经网关转发后将小于0.5，这对无线网的模型设计以及丢包算法等具有重要影响；但我们在大量仿真实验中却发现：在上述条件下，无线网数据流的H参数增大，并未出现文献[3]中提出的下降甚至消失现象。本文的仿真工作严格遵守文献[3]中的要求，在MATLAB7.1仿真软件中完成。
2系统模型
2.1输入数据
令S(n)代表到达网关的数据流，其是多个单用户数据的概率叠加。本文用EAFRP模型来模拟[4,5]，其中与相互独立，服从参数为和Pareto分布[6]，；ON状态的速率服从下面的分布

其中，L、R分别代表单个用户数据与总数据带宽上限，。
2.2无线网关
本文讨论的网关主要负责存储、转发数据包。将时间轴划分为