1通信网理论-课程情况介绍

1We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT通信网理论课程情况介绍纪阳北邮无线新技术研究室Tel:[phone]E-mail:[e-mail]2We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍•课程情况介绍–时间每周1晚6:30-8:30–地点教三楼130–学时403We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–先修课程•概率论–随机事件概念；–随机事件的独立性与相关性；–条件概率与全概率定理；–常见概率分布及其特性；–多维随机变量及其分布函数；–随机变量的特征量（均值、方差、相关系数等）；4We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–先修课程•随机过程–大数定律及中心极限定理–随机过程的特征量与特征函数；–泊松过程、生灭过程、更新过程；–马尔可夫过程的状态转移概率与切普曼-柯尔莫哥洛夫方程式；–高斯过程5We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–先修课程•通信网络–电路交换、分组交换、ATM交换的概念–局域网、广域网等网络–计算机网络基本工作原理(七层协议等)6We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–课程意义•70年代以来，随着计算机、程控交换、分组交换、IP、ISDN、ATM等技术的出现、通信网络技术飞速发展•21世纪的通信将是一个融合了语音、数据和图像业务的超高速、宽带、可移动的多媒体网络•通信的多样化和大规模化要求对网络进行周密的预测、有效的控制以及合理的优化•随着硬件技术的不断成熟，网络管理和性能优化已经成为决定网络公司成败的决定因素7We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–竞争的不断激烈（通信自由化）大大促进了网络运营商和制造商对网络性能和成本的关注–时代的变化需要我们培养懂得网络运营和管理的高级专门人才–具体地讲，我们需要懂得链路层、网络层及网络层之上的功能，尤其是懂得网络控制平面和管理平面的人才8We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–培养目标•学会用数学的语言研究通信网•学会从应用的角度理解通信网•学会用随机的思想看待通信网•掌握各种通信网的性能分析技巧•加深对通信网工作原理的理解•不仅要知其然，还要知其所以然9We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT通信网理论通信网概述业务建模排队论&网络业务分析图论&网络拓扑分析网络可靠性网络规划与优化网络计费理论课程情况介绍通信网理论发展展望10We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍•课程学时安排（共40学时）–通信网理论基础概论4学时–通信网业务建模理论2学时–排队论与通信网业务分析18学时–图论与通信网拓扑结构分析8学时–通信网的可靠性理论4学时–通信网的规划与优化2学时–通信网理论发展展望1学时–课程总结1学时11We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍•课程学时安排（共40学时）–通信网理论基础概论4学时•系统和网•通信网的类型•通信网的设计要素（经济规模、业务集成、网络的外部特性、网络内部能力)•网络历史、现状和未来•网络服务与分层体系结构•应用（固定比特速率、可变比特速率）•网络服务（面向连接服务、无连接服务）12We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍•网络组成部分（主要组成部分：终端、信道、交换设备）•队列网络模型•网络组成部分与服务特点•基本网络机制–（多路复用、交换与路由）–差错控制、流量工程、资源分配•网络分层模型简介–Internet网络体系–Internet体系与OSI体系的对应–Internet的成功与局限性13We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–通信网业务建模理论2学时•开关Poisson过程模型•Markov调制Poisson过程(MMPP)模型•Markov调制流模型•分布•自相似业务模型简述14We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–排队论与通信网业务分析18学时•排队论基础–M|M|1问题–基本概念–M|M|m(n)问题•Markov排队模型的推广–M|G|1,G|M|1和G|G|1问题–更新过程的若干基本结果•通信网业务分析举例–主备用系统–优先制系统–Jackson网络15We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍•网络分析的确定性方法–线性边界–漏桶–突发性•网络分析的统计方法–独立同分布随机变量的大偏差–排队系统的大偏差–有效带宽–解耦带宽16We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍•网络服务质量指标•多址接入系统的分析–ALOHA系统–分槽ALOHA系统–载波监听多址接入•以太网与CSMA/CD•无线局域网与CSMA/CA–轮询方式–多种接入方式的比较–MAC技术汇总17We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–图论与通信网拓扑结构分析8学时•图论基础–基本定义–树、割和环–图的矩阵表示•最短径问题–最短主树–端间的最短径•路由优化问题–静态路由–动态路由–Bellman-Ford算法–分布式梯度算法18We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍•流量分配问题–最大流问题–最佳流问题–公平性问题19We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–通信网的可靠性理论4学时•可靠性理论概要•可修复系统的可靠度•复杂系统的分解•通信网的联结性•可靠网的规划设计•抗毁性与Adhoc网络20We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–通信网的规划与优化2学时•通信网规划的一般原理–规划的分解–WCDMA无线网络规划举例–分组交换网的时延预算与时延规划–网络时延组成部分»WCDMAUTRAN时延预算举例•规划的最优化数学表示•分组交换网络的优化–分组交换网容量配置的优化–分组交换网路由选择的优化21We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–通信网理论发展展望1学时–课程总结1学时22We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–成绩•考试成绩80％–考试闭卷–理论计算为主，也有概念辨析等填空、选择题目•论文20％–论文题目将指定范围，在大约期中的时候给出–希望按照制定的格式，能够将课程中的理论应用于某些具体技术问题的分析中；•习题–课堂布置，不计入考试成绩23We’reThinkingforInnovations…WirelessTechnologyInnovationLabs,BUPT课程情况介绍–主要参考书•《通信网理论》周炯磐,人民邮电出版社•《高性能通信网络》J.Walrand,P.Varaiya，电子工业出版社•《排队论在通信网络中的应用》盛友招，北邮出版社•《现代通信中的排队论》陈鑫林，电子工业出版社•其他材料，如论文，将在课程中穿插介绍