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《兰州理工大学》 2009年
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基于广义随机Petri网理论的SIP的研究

杨鹏  
【摘要】:鉴于会话初始化协议(Session Initiation Protocol,SIP)在网络和通信领域所占的重要地位和目前表现出来的广阔前景,对SIP研究有一个总体上的把握,建立SIP的形式化模型,正确进行SIP特性及性能的分析和评价,从而更合理地设计、扩充和优化协议,这具有十分重要的理论意义和应用价值。 广义随机Petri网(Generalized stochastic Petri Net,GSPN)是一种基于图形化的语言,具有描述、分析复杂系统强大功能。基于广义随机Petri网过程建模分析技术不但可以在协议服务流程和资源分配期间了解系统的性能,而且为系统实施到最优性能和逻辑结构改变提供了分析方法。 目前SIP的研究主要集中在SIP服务网络性能的提高和SIP组件服务质量的改进。SIP的服务过程是一个复杂的活动,状态、过程转移交织网络,本文主要针对SIP本身分析研究,对信令交换细节进行分析,建立了SIP的随机Petri网模型,利用随机Petri网的基本性质和分析技术完成对SIP的分析验证。 论文主要从SIP的广义随机Petri网模型入手,从数学分析技术和仿真分析技术两个方面对SIP进行了系统、深入的研究。构造与广义随机Petri网模型同构的马尔可夫链,基于马尔可夫链稳定状态概率对模型进行计算和分析,研究分析系统的性能指标。针对协议随机Petri网模型,对系统运行性能瓶颈进行分析。根据协议GSPN模型特点简化GSPN模型,对其吞吐量上界进行分析研究。把建模分析和仿真分析相结合来分析和研究提高SIP的服务质量,为SIP的服务质量相关指标的提高提供重要的指导和参考。 论文的主要创新成果如下: (1)针对SIP本身的信令交换细节分析研究,运用随机Petri网理论对SIP进行了建模和分析验证,为协议的求解分析和仿真研究奠定了基础,对现有协议的评价和改进提供了一种途径。 (2)基于协议的广义随机Petri网模型和软件仿真的方法,对SIP的服务质量进行了仿真及分析研究,仿真的结果表明:优化的结果可以降低协议呼叫建立延时,改善系统吞吐量。 (3)运用广义随机Petri网数学分析技术对协议各项性能指标进行求解,进行协议性能分析,评价协议性能。
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