基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法及系统，利用二项分布逼近泊松分布的定理建立了RDSS信号入站概率模型，完善了RDSS入站信号服从泊松分布的合理性证明。基于信号占用系统处理的时间服从负指数分布，通过RDSS信号入站概率模型结合模拟通道先到先服务原则，构建出信号入站的损失制排队M/M/n/n模型，为RDSS信号入站提供了信号到系统的整体离散动态仿真方法，对主控站的RDSS信号接收性能测试有着重大意义。

【技术实现步骤摘要】
基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法及系统
本专利技术涉及卫星导航
，具体的涉及一种基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法及系统。
技术介绍
RDSS(RadioDeterminationSatelliteService)系统由通信卫星系统、地面主控站系统以及若干用户设备构成，具有提供位置报告、报文通信和授时的功能。其中，入站信号由用户设备发送至卫星，然后通过卫星透明转发至地面主控站。大量突发的RDSS入站信号与有限的带宽形成矛盾，因此，测试主控站的接收性能尤为重要。RDSS入站离散随机动态系统仿真是测试评估主控站接收性能的重要方法，故而如何模拟RDSS入站离散随机动态系统以评估主控站接收性能是亟需解决的关键问题。RDSS入站信号呈现持续时间短、数量多、周期性的特点。目前，模拟仿真RDSS信号入站的方法主要有话务理论入站模型和泊松分布入站模型。话务理论入站模型在卫星单波束覆盖场景下综合分析了影响RDSS入站容量的因素，为提高系统入站容量提供了模型参考。直接参考通信网业务建立起来的泊松分布入站模型，可得入站容量与信号处理终端数量的关系。但是，话务理论入站模型未考虑到处理器处理时间效率的问题，故其分析结果并不一定能真实反映实际的系统容量。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法及系统，能够真实反映实际的系统容量。根据本专利技术实施例第一方面实施例的一种基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法，包括以下步骤：S1、确定RDSS信号入站的随机特征；S2、由二项分布逼近泊松分布定理构建RDSS信号入站的分布模型；S3、获取泊松序列{sn}来模拟入站的信号流，其中sn代表第n个信号到达系统的时刻；S4、设置n个模拟源系统处理通道；S5、创建模拟源系统服务原则，模拟源系统遵循FCFS原则，并设置信号占用系统的时间服从负指数分布；S6、根据模拟源系统服务原则和RDSS信号入站的分布模型建立RDSS信号入站的M/M/n/n排队模型；S7、建立模拟源系统状态流；S8、计算模拟源系统性能指标，评估RDSS主控站的接收性能。根据本专利技术第一方面实施例的基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法，至少具有如下技术效果：本专利技术实施方式利用二项分布逼近泊松分布的定理建立了RDSS信号入站的概率模型，基于信号占用系统处理的时间服从负指数分布，通过RDSS信号入站概率模型结合模拟通道先到先服务原则，构建出信号入站的损失制排队M/M/n/n模型。相比话务理论入站模型和泊松分布入站模型，M/M/n/n入站模型解决了话务理论入站模型未考虑到处理器处理时间效率的问题。本专利技术实施方式为RDSS信号入站提供了信号到系统的整体离散动态仿真方法，对主控站的RDSS信号接收性能测试有着重大意义。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S1中第k个RDSS信号入站的概率表达式为其中，k=0，1，2，…，n；n为用户总数，X表示入站用户数量的随机变量，p为每个用户发送信号的概率。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S2中RDSS信号入站的分布模型表达式为其中λ为入站强度，λ=np，n为用户总数，p为单位时间内每个用户发送信号的概率,k为入站信号的个数，X表示入站用户数量的随机变量。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S3中泊松序列{sn}的获取步骤为:设tn表示信号流的相继到达时间间隔，即tn=sn-sn-1，按抽样公式t=-ln(r)/λ获得负指数分布随机数，即{tn}的泊松序列，然后将{tn}的泊松序列转换为泊松序列{sn}，其中r为大于0的随机数，λ为入站强度。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S8中性能指标包括呼损率Pf，系统的相对处理能力Q与绝对处理能力A。根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S8中呼损率Pf，系统的相对处理能力Q与绝对处理能力A、以及系统单位时间内占用资源的均值和系统处理效率η的计算公式为其中λ=np，n为用户总数，k为入站信号的个数，p为每个用户发送信号的概率。根据本专利技术实施例第二方面实施例的一种基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估系统，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上述的基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法。根据本专利技术第二方面实施例的基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估系统，至少具有如下技术效果：本专利技术实施方式利用二项分布逼近泊松分布的定理建立了RDSS信号入站的概率模型，基于信号占用系统处理的时间服从负指数分布，通过RDSS信号入站概率模型结合模拟通道先到先服务原则，构建出信号入站的损失制排队M/M/n/n模型。相比话务理论入站模型和泊松分布入站模型，M/M/n/n入站模型解决了话务理论入站模型未考虑到处理器处理时间效率的问题。本专利技术实施方式为RDSS信号入站提供了信号到系统的整体离散动态仿真方法，对主控站的RDSS信号接收性能测试有着重大意义。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例中基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法的流程图；图2是本专利技术实施例中泊松序列信号流模拟程序框图图3是本专利技术实施例中RDSS信号进入模拟源系统的模型图4是本专利技术实施例中模拟源系统状态流图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。由于RDSS信号入站呈现随机特性，则在一个连续时间内，可用随机变量X表示入站用户数量。假设共有个用户，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、确定RDSS信号入站的随机特征；/nS2、由二项分布逼近泊松分布定理构建RDSS信号入站的分布模型；/nS3、获取泊松序列{

【技术特征摘要】
1.一种基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定RDSS信号入站的随机特征；
S2、由二项分布逼近泊松分布定理构建RDSS信号入站的分布模型；
S3、获取泊松序列{sn}来模拟入站的信号流，其中sn代表第n个信号到达系统的时刻；
S4、设置n个模拟源系统处理通道；
S5、创建模拟源系统服务原则，模拟源系统遵循FCFS原则，并设置信号占用系统的时间服从负指数分布；
S6、根据模拟源系统服务原则和RDSS信号入站的分布模型建立RDSS信号入站的M/M/n/n排队模型；
S7、建立模拟源系统状态流；
S8、计算模拟源系统性能指标，评估RDSS主控站的接收性能。


2.根据权利要求1所述的基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法，其特征在于：所述步骤S1中第k个RDSS信号入站的概率表达式为



其中，k=0，1，2，…，n；n为用户总数，X表示入站用户数量的随机变量，p为每个用户发送信号的概率。


3.根据权利要求1所述的基于排队模型的RDSS主控站接收性能评估方法，其特征在于：所述步骤S2中RDSS信号入站的分布模型表达式为



其中λ为入站强度，λ=np，n为用户总数，p为单位时间内每个用户发送信号的概率...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟卫华，唐成垚，孙广富，吕志成，李井源，李柏渝，刘文祥，李蓬蓬，黄新明，亢欣，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43