寻呼空口信道容量及FACH 信道
容量计算方法
目录
1寻呼容量计算方法 (2)
1.1现网理论容量计算 (2)
1.2实际网络环境下的容量计算 (3)
2寻呼容量扩容方案 (3)
2.1寻呼拥塞产生的原因 (3)
2.2寻呼容量预警机制 (4)
2.3现网容量评估 (4)
2.4空口寻呼扩容方案 (5)
2.4.1方案原理 (5)
2.4.2目标容量 (6)
3FACH信道容量评估 (7)
1寻呼容量计算方法
首先需要明确寻呼容量的单位是个/时间/小区，也就是说衡量一个RNC支持多大的寻呼量是以小区为标准的，比如某RNC支持的寻呼容量应为XX个/小时/小区或者XX个/秒/小区。
RNC设备支持的理论寻呼量为45万TMSI/小时/小区，实际每小区支持的寻呼容量则取决于空口的寻呼容量配置。
空口寻呼容量配置计算方法如下（以小区为参考单位）：
PCH寻呼能力计算公式为：Ntfs×RoundDown[(TBSize-7)/Lue]×Npch/(Nr×Tpbp) IMSI寻呼时, Ntfs×RoundDown[(TBSize-7)/72]×Npch/(Nr×Tpbp)
TMSI/PTMSI寻呼时，Ntfs×RoundDown[(TBSize-7)/40]×Npch/(Nr×T pbp)
注：RoundDown为向下取整。
如果空口环境不好，存在大量重传的时候，则上面的公式需要再除以（1+Nr），寻呼容量减半，通常情况下不考虑重传。
1.1现网理论容量计算
除西安网络进行寻呼信道扩容外，现网目前各项空口寻呼信道参数配置如下表：
协议参数说明备注现网配置
Ntfs PCH传输格式中
240bit块的个数(一
个寻呼子信道承载)
传输块个数
一般配置为0、1。Ntf与PCH所在
的SCCPCH的码道数目相关。
1
Tbsize PCH传输块大小240
Npch 每个寻呼块配置的寻
呼子信道数目
协议规定Npch<=8 8
Nr 重复因子相同寻呼的重发次数 1 Tpbp PICH的寻呼周期重复周期/ Tpbp 640ms/320ms 640
Lue UE 寻呼长度
UE 寻呼长度每个UE 的“UE 寻呼信息”包括几部分：寻呼原因、UE 所在域（CS 或者PS ）、TMSI 或者IMSI 信息。注：该参数属于协议约定，不需要进行参数配置。
IMSI 时，72bit TMSI 时，40bit
以现网常用配置为例，理论寻呼容量为：
IMSI ：37.5次/S/小区，37.5*3600=135000次/小时/小区 TMSI/PTMSI ：62.5次/S/小区，62.5*3600=225000次/小时/小区
1.2 实际网络环境下的容量计算
如果核心网采用二、三次寻呼，且存在TMSI/IMSI 混合出现的情况，则寻呼容量一般小于22.5万次/小时/小区。
● 华为局采用三次TMSI/TMSI/IMSI 的方式进行寻呼消息下发； ● 爱立信局采用两次寻呼TMSI/IMSI 的方式进行寻呼消息下发；
以TMSI/IMSI 分别分布占比为98%和2%,考虑到调度丢失较多时造成二次、三次寻呼的突增因素，建议将TMSI 和IMSI 比例设置为9:1。
因此修正扩容后的混合下发长度为40*0.9+72*0.1=43.2
按照TMSI 下发时每秒62.5个计算，混合下发时应为每秒62.5*（40/43.2）=58次/小区。
则一个小时内RNC 能够支持的寻呼量为58次/秒/小区*3600秒=208800次/小时/小区 结论：由于目前寻呼模型下设备支持的寻呼容量为208800/h ，考虑到70%的寻呼冗余，则最终呈现的寻呼容量为208800*0.7=146160次/小时/小区
2 寻呼容量扩容方案
2.1 寻呼拥塞产生的原因
在寻呼量没有到达门限时，仍然产生寻呼拥塞有以下两个原因：
●
寻呼信道1s 内只能调度62.5个寻呼（现网参数配置且TMSI 寻呼模式下），如
果CN 在1s 内向该LAC 下发的寻呼量超过62.5个，产生“雪崩效应”则会导致无法调度，引起拥塞，对应的解决方案是寻呼信道扩容、合理LAC 规划。
●
TD 网络中寻呼信道有8个寻呼子信道。如果同一时刻IMSI 过于集中，比如
寻呼调度算法将同一时刻2个IMSI调度到一个寻呼子信道中，而每次只能发1个，这也会导致调度失败，引起拥塞。对应的解决方案是寻呼信道扩容，合理LAC规划、均匀放。
2.2寻呼容量预警机制
●当一周忙时最大寻呼量超过空口寻呼容量的70%，即进入黄色预警，考虑进行空口
寻呼容量扩容或者LAC分裂
●当一周忙时最大DT_寻呼拥塞率超过1%时，即进入黄色预警，考虑进行空口寻呼容
量扩容或者LAC分裂
●当一周忙时最大寻呼量超过空口寻呼容量的90%，即进入红色预警，必须尽快进行
空口寻呼容量扩容或者LAC分裂。
注：以上扩容目标空口容量不能超过RNC设备支持的最大寻呼容量45万/小时/小区。
2.3现网容量评估
现网中RNC2658忙时寻呼次数达到146798次，超过最大寻呼量超过空口寻呼容量的70%，进入黄色预警，其中RNC2660忙时寻呼次数较低为7.8万次但拥塞率已接近1%，各RNC寻呼次数如下表：
RNC 忙时寻呼次数最大拥塞次数小区最大拥塞
率
2587 68930 208 0.30% 2588 96483 242 0.25% 2589 76587 378 0.49% 2590 57513 2 0.00% 2656 82053 102 0.12% 2657 42371 50 0.12% 2658 146798 1254 0.85% 2659 98297 22 0.02% 2660 77839 718 0.92% 2661 55909 160 0.29% 2776 59144 0 0.00% 2777 82356 246 0.30%
2.4 空口寻呼扩容方案
2.4.1 方案原理
PICH 和SCCPCH 时分复用：在一个重复周期64个无线帧中，PICH 占用前面2个无线帧，中间空4个无线帧（NGAP ＝4），SCCPCH （PCH&FACH ）占用剩余的58个无线帧。
物理信道 偏移 重复周期 重复长度 SCCPCH 6 64 58 PICH
64
2
RNC 将多个TTI 中PCH 承载的数据构成一个PCH 块，每个PCH 块由NPCH 个寻呼组组成，每个寻呼组由两个连续的无线帧构成（PCH 的TTI=20ms ）。NGAP 表示对应同一个寻呼时段，承载PICH 信息的最后一帧与承载PCH 信息的第一帧之间所间隔的帧数，协议取值范围为（2,4,8），单位为帧，默认4帧。
PICH
...............
PCH N PICH
N GAP
2*N PCH
Paging Block
Sub-Channel #N PCH -1
PCH Block
PICH Block
Sub-Channel #0Sub-Channel #1
............
PCH 信道容量与寻呼方式有关，不同寻呼方式下寻呼消息的长度不同。对于TMSI 或PTMSI 寻呼，长度为40bits ；对于IMSI 寻呼，长度为72bits 。
（1）对于TMSI 或P-TMSI 寻呼，计算方法为（（TB-Size – 7）/40 *NPCH ）/PBP ，其中（TB-Size – 7）/40的结果向下取整；TB-Size 为PCH 传输块大小，目前配置为240bits 。NPCH 为协议取值范围为（1..8），目前配置为8。PBP 为寻呼调度周期，目前配置为64帧。因此，最大寻呼数 = 62.5/秒/小区。
（2）对于IMSI 寻呼，计算方法为（（TB-Size – 7）/72 *NPCH ）/PBP ，因此，最大寻呼数 = 37.5/秒/小区。
PCH 信道扩容方案有以下两种 （1）PBP 由640ms 减少为320ms 。
在PCH信道其他配置不变的情况下，对于TMSI或P-TMSI寻呼，最大寻呼数为
2*62.5=125/秒/小区；对于IMSI寻呼，最大寻呼数为2*37.5=75/秒/小区。
（2）TB-Size为240bits不变，TB个数由1增加为2，即2*240bits。
寻呼容量见下表
PCH配置方案
PCH容量
（TMSI）
PCH容量（IMSI）现网初始配置：PBP=640ms，TB=1*240bits 62.5/秒/小区37.5/秒/小区
扩容方案1
PBP=320ms
TB=1*240bits
寻呼指示符长度为8
125/秒/小区75/秒/小区
扩容方案2
PBP=640ms
TB=2*240bits
寻呼指示符长度为8
125/秒/小区75/秒/小区
扩容方案1的风险有3点，一是增加终端耗电；二是由于NGAP变为2*NGAP，造成物理信道资源的浪费；三是由于PCH与FACH复用的关系，造成FACH容量的减少。因此不推荐使用该方案。
推荐使用扩容方案2，保证FACH容量，可以承载更多用户信令和小速率业务。
注：以上扩容方案目标空口容量均不能超过RNC设备支持的最大寻呼容量45万/小时/小区。
2.4.2目标容量
按方案二调整参数后，空口寻呼容量支持扩容为125次寻呼/s，即通过参数调整，将当前寻呼理论容量扩大一倍：
现网配置：TB Size=240，Ntfs=1，Tpbp=640ms，Npich=2，Lpi=8，Npch=8，Nr=1
寻呼量：22.5万/小时
目标配置：TB Size=240，Ntfs=2，Tpbp=640ms，Npich=2，Lpi=8，Npch=8，Nr=1
寻呼量：
PTMSI/TMSI：125次寻呼/s/小区；125*3600=450000次/小时/小区
IMSI：75次寻呼/s/小区,75*3600=270000次/小时/小区
3 FACH 信道容量评估
FACH 信道承载RRC CONNECTION SETUP 消息和开启CELL_FACH 功能后传送信令交互/低速业务数据。
计算公式如下：
FACH
C 为每秒的Cell FACH 的TTI 个数，Cell FACH 的TTI 为20ms ，则
FACH
C 为32.8
个，计算公式：（SCCPCH 重复周期 - SCCPCH 重复偏移-PCH BLOCK*2）/(FACH TTI* SCCPCH 重复周期*0.001）=（64-6-16）/(20*64*0.001秒)=32.8125个/秒。
5码道配置下1条RRC CONNECTION SETUP 消息需要占用2个TTI ，根据仿真结果FACH 信道负荷为40%时为高负荷门限，则40%负荷时承载rrc_setup 能力为23625次/小时/小区，计算过程如下：
（32.8125个TTI/秒×40%×3600秒/2个TTI （SCCPCH 为5个码道时rrc_setup 占用TTI 数）=23625次/小时/小区
统计15日小时级RRC 连接建立请求次数，其中技工学校宿舍T2忙时FACH 负荷达到
65%，后续尽快通过小区分裂等分担话务负荷，否则可能导致FACH 信道拥塞，表现为终端发送RRC 连接请求但无法收到RRC CONNECTION SETUP 消息导致RRC 建立失败，统计RRC 连接建立请求次数如下：
RNC 小区名 时间
RRC 连接建
立请求次数<总和> FACH 负荷 2590 黎洞镇拉远T1 2014-05-15 21:00~22:00 22362 38.82% 2658 技工学校宿舍T2 2014-05-15 09:00~10:00 28493 49.47% 2658 技工学校宿舍T2 2014-05-15 10:00~11:00 37895 65.79% 2658 青龙2T3 2014-05-15 10:00~11:00
20020
34.76%
1080P、720P、4CIF、CIF所需要的理论带宽在视频监控系统中，对存储空间容量的大小需求是与画面质量的高低、及视频线路等都有很大关系。下面对视频存储空间大小与传输带宽的之间的计算方法做以先容。 比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(BitPerSecond)，比特率越高，传送的数据越大。比特率表示经过编码(压缩)后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，而比特就是二进制里面最小的单位，要么是0，要么是1。比特率与音、视频压缩的关系，简单的说就是比特率越高，音、视频的质量就越好，但编码后的文件就越大；假如比特率越少则情况恰好相反。 码流(DataRate)是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。同样分辨率下，视频文件的码流越大，压缩比就越小，画面质量就越高。 上行带宽就是本地上传信息到网络上的带宽。上行速率是指用户电脑向网络发送信息时的数据传输速率，比如用FTP上传文件到网上往，影响上传速度的就是“上行速率”。 下行带宽就是从网络上下载信息的带宽。下行速率是指用户电脑从网络下载信息时的数据传输速率，比如从FTP服务器上文件下载到用户电脑，影响下传速度的就是“下行速率”。 不同的格式的比特率和码流的大小定义表： 传输带宽计算： 比特率大小×摄像机的路数=网络带宽至少大小； 注：监控点的带宽是要求上行的最小限度带宽(监控点将视频信息上传到监控中心)；监控中心的带宽是要求下行的最小限度带宽(将监控点的视频信息下载到监控中心)；例：电信2Mbps的ADSL宽带，50米红外摄像机理论上其上行带宽是512kbps=64kb/s，其下行带宽是2Mbps=256kb/。 例：监控分布在5个不同的地方，各地方的摄像机的路数：n=10(20路)1个监控中心，远程监看及存储视频信息，存储时间为30天。不同视频格式的带宽及存储空间大小计算如下： 地方监控点： CIF视频格式每路摄像头的比特率为512Kbps，即每路摄像头所需的数据传输带宽为
§4.2信道容量的计算 这里，我们介绍一般离散信道的信道容量计算方法，根据信道容量的定义，就是在固定信道的条件下，对所有可能的输入概率分布)(x P 求平均互信息的极大值。前面已知()Y X I ;是输入概率分布的上凸函数，所以极大值一定存在。而);(Y X I 是r 个变量 )}(),(),({21r x p x p x p 的多元函数。并且满足1)(1 =∑=r i i x p 。所以可用拉格朗日乘子法来 计算这个条件极值。引入一个函数：∑-=i i x p Y X I )();(λ φ解方程组 0) (] )();([) (=∑?-???i i i i x p x p Y X I x p λ φ 1)(=∑i i x p （4.2.1） 可以先解出达到极值的概率分布和拉格朗日乘子λ的值，然后在解出信道容量C 。因为 ) () (log )()();(11 i i i i i r i s j i y p x y Q x y Q x p Y X I ∑∑=== 而)()()(1 i i r i i i x y Q x p y p ∑== ，所以 e e y p y p i i i i i y p x y Q i x p i x p l o g l o g ))(ln ()(log ) ()()() (==????。 解（4.2.1）式有 0log )()()()()()(log )(111=--∑∑∑===λe y p x y Q x y Q x p y p x y Q x y Q i i i i i r i s j i i i i s j i i （对r i ,,2,1 =都成立） 又因为 )()()(1j k k r k k y p x y Q x p =∑= r i x y Q s j i j ,,2,1,1)(1 ==∑= 所以(4.2.1)式方程组可以转化为 ),,2,1(log ) ()(log )(1r i e y p x y Q x y Q j i j s j i j =+=∑=λ 1)(1 =∑=r i i x p
1.估计样本量的决定因素 1.1资料性质 计量资料如果设计均衡,误差控制得好,样本可以小于30例;计数资料即使误差控制严格,设计均衡,样本需要大一些,需要30-100例。 1.2研究事件的发生率 研究事件预期结局出现的结局（疾病或死亡），疾病发生率越高，所需的样本量越小，反之就要越大。 1.3 1.4 1.5 度为 1.6 1.7 1.8双侧检验与单侧检验 采用统计学检验时,当研究结果高于和低于效应指标的界限均有意义时,应该选择双侧检验,所需 样本量就大;当研究结果仅高于或低于效应指标的界限有意义时,应该选择单侧检验,所需样本量 就小。当进行双侧检验或单侧检验时，其α或β的Ua?界值通过查标准正态分布的分位数表即可得到。
2.样本量的估算 由于对变量或资料采用的检验方法不同，具体设计方案的样本量计算方法各异，只有通过查阅资料，借鉴他人的经验或进行预实验确定估计样本量决定因素的参数，便可进行估算。 护理中的量性研究可以分为3种类型：①描述性研究：如横断面调查，目的是描述疾病的分布情况或现况调查；②分析性研究：其目的是分析比较发病的相关因素或影响因素；③实验性研究：即队列研究或干预实验。研究的类型不同，则样本量也有所不同。 2.1描述性研究 例. =0.1， 2.2 2.2.1探索有关变量的影响因素研究 有关变量影响因素研究的样本量大多是根据统计学变量分析的要求，样本数至少是变量数的5-10倍。例如，如果研究肺结核患者生存质量及影响因素，首先要考虑影响因素有几个，然后通过文献回顾，可知约有12个预测影响变量，如年龄、性别、婚姻、文化程度、家庭月收入、医疗付费方式、病程、排菌、喀血、结核中毒症状、心理健康、社会支持，那么研究的变量就可以在60-120例。这是一种较为简便的估算样本量的方法，在获得相关文献支持下，最好根据公式计算，计量
实验三信道容量计算 一、实验目的： 了解对称信道与非对称信道容量的计算方法。 二、实验原理： 信道容量是信息传输率的极限，当信息传输率小于信道容量时，通过信道编码，能够实现几乎无失真的数据传输；当数据分布满足最佳分布时，实现信源与信道的匹配，使得信息传输率能够达到信道容量。本实验利用信道容量的算法，使用计算机完成信道容量的计算。 实验采用迭代算法计算信道容量，即：设DMC的转移概率pyx(i,j)，p(i)是任意给定的一组初始给定输入分布，开始为等概率分布，以后逐次迭代更新p(i)的取值。其所有分量P (i)均不为0。按照如下方法进行操作： 具体方法： 1、计算q(j)=∑ i j i pyx i p) ,( *)(，pyx(i,j)为信道转移概率 2、计算a(i) 先算中间变量d(i)=∑ j j q j i pyx j i pyx) ( /) ,( log( *) ,( 然后，a(i)=exp(d(i)) 3、计算中间变量U=∑ i i p i a)( *)( 4、计算IL=log2(u) 5、计算IU=log2(max(a(i)) 6、当IU-IL>ε（ε为设定的迭代精度）时，进入以下循环，否则输出迭代次数n，信道容量C=IU计算结果，最佳分布p(i)。 ①重新计算p(i)=p(i)*a(i)/U ②计算q(j),方法同1 ③计算a(i)，方法同2 ④计算中间变量U=∑ i i p i a)( *)( ⑤计算IL=log2(u) ⑥计算IU=log2(max(a(i)) ⑦计次变量n=n+1
返回6判断循环条件是否满足。 四、实验内容： 假设离散无记忆二元信道如图所示，编程，完成下列信道容量的计算 2e 1． 令120.1e e p p ==和120.01e e p p ==，先计算出信道转移矩阵，分别计算该对称信道的信道容量和最佳分布，将用程序计算的结果与用对称信道容量计算公式的结果进行比较，并贴到实验报告上。 2． 令10.15e p =，20.1e p =和10.075e p =20.01e p =，分别计算该信道的信道容量和最佳分布； 四、实验要求： 在实验报告中给出源代码，写出信道对应的条件转移矩阵，计算出相应结果。并定性讨论信道容量与信道参数之间的关系。
样本量及其计算依据： 根据现有文献[Gerald Holtmann,Nicholas Talley,Tobias Liebregts,Birgit Adam,Christopher Parow.A placebo-controlled trial of itopride in functional dyspepsia.The New England Journal of MEDICINE 2006;(8):832-840]，功能性消化不良患者接受伊托必利50mg组治疗后，其NDI改善值的均数为18.0，本研究期望针刺本经取穴组治疗功能性消化不良的NDI改善值的均数为15.0，本研究共设了6个组别，检验水准α=0.05，检验效能1-β=0.90，采用多个样本均数比较的样本含量估计公式（王家良主编《临床流行学》.上海.上海科学技术出版社，2001.P142）进行样本量的估算，公式如下： k ψ2（Εs j2/k） n= j=1 k = Ε( X j- x ) 2/(k-l) j=1 通过公式计算，每组所需样本数n=77例，按15%的脱失率计算，每个组应不少于89例，6组应不少于534例。 样本量及其计算依据： 若分为三组或三组以上，采用多个样本均数比较的样本含量估计公式（王家良主编《临床流行学》.上海.上海科学技术出版社，2001.P142）进行样本量的估算，公式如下： k ψ2（Εs j2/k） n=
k = Ε(?X j- x ) 2/(k-l) k为研究所用的组数，?X j, s i各为每组的均数与标准差的估计值，x=Ε?X j/k,ψ为界值，可通过查阅ψ值表得到。
寻呼空口信道容量及FACH 信道 容量计算方法
目录 1寻呼容量计算方法 (2) 1.1现网理论容量计算 (2) 1.2实际网络环境下的容量计算 (3) 2寻呼容量扩容方案 (3) 2.1寻呼拥塞产生的原因 (3) 2.2寻呼容量预警机制 (4) 2.3现网容量评估 (4) 2.4空口寻呼扩容方案 (5) 2.4.1方案原理 (5) 2.4.2目标容量 (6) 3FACH信道容量评估 (7)
1寻呼容量计算方法 首先需要明确寻呼容量的单位是个/时间/小区，也就是说衡量一个RNC支持多大的寻呼量是以小区为标准的，比如某RNC支持的寻呼容量应为XX个/小时/小区或者XX个/秒/小区。 RNC设备支持的理论寻呼量为45万TMSI/小时/小区，实际每小区支持的寻呼容量则取决于空口的寻呼容量配置。 空口寻呼容量配置计算方法如下（以小区为参考单位）： PCH寻呼能力计算公式为：Ntfs×RoundDown[(TBSize-7)/Lue]×Npch/(Nr×Tpbp) IMSI寻呼时, Ntfs×RoundDown[(TBSize-7)/72]×Npch/(Nr×Tpbp) TMSI/PTMSI寻呼时，Ntfs×RoundDown[(TBSize-7)/40]×Npch/(Nr×T pbp) 注：RoundDown为向下取整。 如果空口环境不好，存在大量重传的时候，则上面的公式需要再除以（1+Nr），寻呼容量减半，通常情况下不考虑重传。 1.1现网理论容量计算 除西安网络进行寻呼信道扩容外，现网目前各项空口寻呼信道参数配置如下表： 协议参数说明备注现网配置 Ntfs PCH传输格式中 240bit块的个数(一 个寻呼子信道承载) 传输块个数 一般配置为0、1。Ntf与PCH所在 的SCCPCH的码道数目相关。 1 Tbsize PCH传输块大小240 Npch 每个寻呼块配置的寻 呼子信道数目 协议规定Npch<=8 8 Nr 重复因子相同寻呼的重发次数 1 Tpbp PICH的寻呼周期重复周期/ Tpbp 640ms/320ms 640
1.估计样本量的决定因素 1.1 资料性质 计量资料如果设计均衡,误差控制得好,样本可以小于30例; 计数资料即使误差控制严格,设计均衡, 样本需要大一些,需要30-100例。 1.2 研究事件的发生率 研究事件预期结局出现的结局（疾病或死亡），疾病发生率越高，所需的样本量越小，反之就要越大。 1.3 研究因素的有效率 有效率越高，即实验组和对照组比较数值差异越大，样本量就可以越小，小样本就可以达到统计学的显著性，反之就要越大。 1.4 显著性水平 即假设检验第一类（α）错误出现的概率。为假阳性错误出现的概率。α越小，所需的样本量越大，反之就要越小。α水平由研究者具情决定，通常α取0.05或0.01。 1.5 检验效能 检验效能又称把握度，为1－β，即假设检验第二类错误出现的概率，为假阴性错误出现的概率。即在特定的α水准下，若总体参数之间确实存在着差别，此时该次实验能发现此差别的概率。检验效能即避免假阴性的能力，β越小，检验效能越高，所需的样本量越大，反之就要越小。β水平由研究者具情决定，通常取β为0.2，0.1或0.05。即1－β=0.8，0.1或0.95，也就是说把握度为80%，90%或95%。 1.6 容许的误差（δ） 如果调查均数时，则先确定样本的均数( )和总体均数(m)之间最大的误差为多少。容许误差越小，需要样本量越大。一般取总体均数（1－α）可信限的一半。 1.7 总体标准差(s) 一般因未知而用样本标准差s代替。 1.8 双侧检验与单侧检验 采用统计学检验时,当研究结果高于和低于效应指标的界限均有意义时,应该选择双侧检验,所需样本量就大; 当研究结果仅高于或低于效应指标的界限有意义
湖南大学 信息科学与工程学院 实验报告 实验名称信道容量的迭代算法课程名称信息论与编码 第1页共9页
1.实验目的 （1）进一步熟悉信道容量的迭代算法； （2）学习如何将复杂的公式转化为程序； （3）掌握C 语言数值计算程序的设计和调试技术。 2、实验方法 硬件：pc 机 开发平台：visual c++软件 编程语言：c 语言 3、实验要求 （1）已知：信源符号个数r 、信宿符号个数s 、信道转移概率矩阵P 。 （2）输入：任意的一个信道转移概率矩阵。信源符号个数、信宿符号个数和每 个具体的转移概率在运行时从键盘输入。 （3）输出：最佳信源分布P*，信道容量C 。 4.算法分析 1：procedure CHANNEL CAPACITY(r,s,(ji p )) 2：initialize:信源分布i p =1/r ，相对误差门限σ，C=—∞ 3：repeat 4： 5： 6： C 221 1 log [exp(log )] r s ji ij r j p φ==∑∑ 7：until C C σ ?≤ 8：output P*= ()i r p ,C 9：end procedure 21 21 1 exp(log ) exp(log ) s ji ij j r s ji ij r j p p φφ===∑∑∑i p 1 i ji r i ji i p p p p =∑ij φ
5.程序调试 1、头文件引入出错 f:\visualc++\channel\cpp1.cpp(4) : fatal error C1083: Cannot open include file: 'unistd.h': No such file or directory ————#include
t 检验计算公式： 当总体呈正态分布，如果总体标准差未知，而且样本容量n <30，那么这时一切可能的样本平均数与总体平均数的离差统计量呈t 分布。 t 检验是用t 分布理论来推论差异发生的概率，从而比较两个平均数的差异是否显著。t 检验分为单总体t 检验和双总体t 检验。 1.单总体t 检验 单总体t 检验是检验一个样本平均数与一已知的总体平均数的差异是否显 著。当总体分布是正态分布，如总体标准差σ未知且样本容量n <30，那么样本平均数与总体平均数的离差统计量呈t 分布。检验统计量为： X t μ -= 。 如果样本是属于大样本（n >30）也可写成： X t μ -= 。 在这里，t 为样本平均数与总体平均数的离差统计量； X 为样本平均数； μ为总体平均数； X σ为样本标准差； n 为样本容量。 例：某校二年级学生期中英语考试成绩，其平均分数为73分，标准差为17分，期末考试后，随机抽取20人的英语成绩，其平均分数为79.2分。问二年级学生的英语成绩是否有显著性进步？ 检验步骤如下： 第一步 建立原假设0H ∶μ=73 第二步 计算t 值 79.273 1.63X t μ --= = = 第三步 判断 因为，以0.05为显著性水平，119df n =-=，查t 值表，临界值 0.05(19)2.093t = ，而样本离差的t = 1.63小与临界值 2.093。所以，接受原假设， 即进步不显著。
2.双总体t 检验 双总体t 检验是检验两个样本平均数与其各自所代表的总体的差异是否显著。双总体t 检验又分为两种情况，一是相关样本平均数差异的显著性检验，用于检验匹配而成的两组被试获得的数据或同组被试在不同条件下所获得的数据的差异性，这两种情况组成的样本即为相关样本。二是独立样本平均数的显著性检验。各实验处理组之间毫无相关存在，即为独立样本。该检验用于检验两组非相关样本被试所获得的数据的差异性。 现以相关检验为例，说明检验方法。因为独立样本平均数差异的显著性检验完全类似，只不过0r =。 相关样本的t 检验公式为： t = 在这里，1X ，2X 分别为两样本平均数； 1 2 X σ，2 2X σ分别为两样本方差； γ为相关样本的相关系数。 例：在小学三年级学生中随机抽取10名学生，在学期初和学期末分别进行了两次推理能力测验，成绩分别为79.5和72分，标准差分别为9.124,9.940。问两次测验成绩是否有显著地差异？ 检验步骤为： 第一步 建立原假设0H ∶1μ=2μ 第二步 计算t 值 X X t -= =3.459。 第三步 判断 根据自由度19df n =-=，查t 值表0.05(9) 2.262t =，0.01(9) 3.250t =。由于实际计算出来的t =3.495>3.250=0.01(9)t ，则0.01P <，故拒绝原假设。 结论为：两次测验成绩有及其显著地差异。 由以上可以看出，对平均数差异显著性检验比较复杂，究竟使用Z 检验还是使用t 检验必须根据具体情况而定，为了便于掌握各种情况下的Z 检验或t 检验，
一、实验目的 1．掌握离散信道的信道容量的计算方法； 2．理解不同类型信道的不同特点与不同的计算方法； 二、实验内容 1．进一步熟悉一般离散信道的信道容量计算方法； 2．进一步复习巩信道性质与实际应用； 3．学习如何将复杂的公式转化为程序。 三、实验仪器、设备 1、计算机－系统最低配置256M内存、P4 CPU； 2、MATLAB编程软件。 四、实现原理 信道容量是信息传输率的极限，当信息传输率小于信道容量时，通过信道编码，能够实现几乎无失真的数据传输；当数据分布满足最佳分布时，实现信源与信道的匹配，使得信息传输率能够达到信道容量。本实验利用信道容量的算法，使用计算机完成信道容量的计算。 实验采用迭代算法计算信道容量，即：设DMC的转移概率pyx(i,j)，p(i)是任意给定的一组初始给定输入分布，开始为等概率分布，以后逐次迭代更新p(i)的取值。其所有分量P (i)均不为0。按照如下方法进行操作： 具体方法： 1、计算q(j)= i j i pyx i p) ,( *)(，pyx(i,j)为信道转移概率 2、计算a(i)
先算中间变量d(i)=∑ j j q j i pyx j i pyx) ( /) ,( log( *) ,( 然后，a(i)=exp(d(i)) 3、计算中间变量U=∑ i i p i a)( *)( 4、计算IL=log2(u) 5、计算IU=log2(max(a(i)) 6、当IU-IL>ε（ε为设定的迭代精度）时，进入以下循环，否则输出迭代次数n，信道容量C=IU计算结果，最佳分布p(i)。 ①重新计算p(i)=p(i)*a(i)/U ②计算q(j),方法同1 ③计算a(i)，方法同2 ④计算中间变量U=∑ i i p i a)( *)( ⑤计算IL=log2(u) ⑥计算IU=log2(max(a(i)) ⑦计次变量n=n+1 返回6判断循环条件是否满足。 五、实验步骤 1、计算非对称信道的信道容量 运行程序
样本量计算 调查研究中样本量的确定 在社会科学研究中，研究者常常会遇到这样得问题：“要掌握总体(population)情况，到底需要多少样本量(sample)？”，或者说“我要求调查精度达到95%，需要多少样本量？”。对此，我往往感到难以回答，因为要解决这个问题，需要考虑的因素是多方面的：研究的对象，研究的主要目的，抽样方法，调查经费…。本文将根据自己的经验，探讨在调查研究中确定调查所需样本量的一些基本方法，相信这些方法对于其他的社会调查研究也有一定的借鉴意义。 确定样本量的基本公式 在简单随机抽样的条件下，我们在统计教材中可以很容易找到确定调查样本量的公式： Z2 S2 n = ------------ (1) d2 其中： n代表所需要样本量 Z：置信水平的Z统计量，如95%置信水平的Z统计量为1.96，99%的Z为2.68。 S：总体的标准差; d ：置信区间的1/2，在实际应用中就是容许误差，或者调查误差。 对于比例型变量，确定样本量的公式为: Z2 ( p ( 1-p)) n = ----------------- (2) d2 其中： n ：所需样本量 z：置信水平的z统计量，如95%置信水平的Z统计量为1.96,99%的为2.68
p：目标总体的比例期望值 d：置信区间的半宽 关于调查精度 通常我们所说的调查精度可能有两种表述方法：绝对误差数与相对误差数。如对某市的居民进行收入调查，要求调查的人均收入误差上下不超过50元，这是绝对数表示法，这个绝对误差也就是公式(1)中置信区间半宽d。 而相对误差则是绝对误差与样本平均值的比值。例如我们可能要求调查收入与真实情况的误差不超过1%。假定调查城市的真实人均收入为10000元，则相对误差的绝对数是100元。 公式的应用方法 对于公式的应用，一些参数是我们可以事先确定的：Z值取决于置信水平，通常我们可以考虑95%的置信水平，那么Z=1.96；或者99%，Z=2.68。然后可以确定容许误差d（或者说精度），即我们可以根据实际情况指定置信区间的半宽度d。因此，公式应用的关键是如何确定总体的标准差S。如果我们可以估计出总体的方差（标准差），那么我们可以根据公式计算出样本量： 例如：要了解该城市的居民收入，假定我们知道该市居民收入的标准差为1500，要求的调查误差不超过100元，则在95%的置信水平下，所需的样本量为 n=1.962*15002/1002=8,643,600/10,000=864 即需要调查的样本量为864个。 最大样本量 以上公式只是理论上的，在实际调查中确定合理的样本量，必须考虑多方面的因素。 首先，由于人们通常缺乏对标准差的感性认识，因此对标准差的估计往往是最难的。总体的标准差是123，还是765？如果没有一点对样本的先验知识，那么对标准差的估计是不可能的。好在我们通常能对变量的平均值进行估计，如我们通过历史资料估计该地区目前的年人均收入大致为10,000元，那么根据统计学知识，我们引入变异系数的概念： 变异系数V=标准差S/平均值X<= 1 因此，我们知道人均收入的标准差应该小于平均值，就是说标准差应该在10000以下。当然，这对于我们确定样本量还不能起太大的作用。然而如果我们采用相对误差表述的精度，对公
实验一信道容量及其一般计算方法 1.实验目的 一般离散信道容量的迭代运算 2.实验要求 （1）理解和掌握信道容量的概念和物理意义 （2）理解一般离散信道容量的迭代算法 （3）采用Matlab编程实现迭代算法 （4）认真填写实验报告。 3.源代码 clc;clear all; //清屏 N = input('输入信源符号X的个数N='); //输入行数 M = input('输出信源符号Y的个数M='); //输入列数 p_yx=zeros(N,M); //程序设计需要信道矩阵初始化为零 fprintf('输入信道矩阵概率\n') for i=1:N //从第一行第一列开始输入 for j=1:M p_yx(i,j)=input('p_yx='); //输入信道矩阵概率 if p_yx(i)<0 //若输出概率小于0则不符合概率分布 error('不符合概率分布') end end end for i=1:N //各行概率累加求和 s(i)=0; for j=1:M s(i)=s(i)+p_yx(i,j); end end for i=1:N //判断是否符合概率分布 if (s(i)<=0.999999||s(i)>=1.000001) //若行相加小于等于0.9999999或者大于等于1.000001 Error //('不符合概率分布') end end b=input('输入迭代精度：'); //输入迭代精度 for i=1:N p(i)=1.0/N; //取初始概率为均匀分布（每行值分别为1/N，）end for j=1:M //计算q(j) q(j)=0; for i=1:N q(j)=q(j)+p(i)*p_yx(i,j); //均匀分布的值乘上矩阵值后+q（j），然后赋值给q（j）实现求和
视频存储总容量的计算 视频存储容量的计算公式如下： 容量=码流/8 X视频路数X监控天数X 24小时X 3600秒 注：码流是以Mbps或Kbps为单位，码流除以8是把码流从bit转换为byte，结果相应的是MB或KB 按计算公式，以一个中小规模的例子计算： 500路监控路数，2Mbps D1格式，数据存储30天，需要的存储容量： 2Mbps/8 X 500 路X 30 天X 24 小时X 3600 秒/1024/1024 ?300TB 存储空间单位换算：1TB = 1024GB = 1024 X 1024MB = 1024 X 1024 X 1024KB = 1,073,741,824Byte 硬盘容量单位换算：1TB = 1000GB = 1000 X 1000MB = 1000 X 1000 X 1000KB = 1,000,000,000Byte
基本的算法是： 【码率】（kbps ）=【文件大小（字节）】X8/【时间（秒）】/1024 码流（Data Rate ）是指视频文件在单位时间内使用的数据流量，也叫码率，是 他是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。 同样分辨率下，视频文件的码流 越大，压缩比就越小，画面质量就越高。 所以应该是一样的，只是称谓不同 分薪率耒示静的尺寸犬小（或廉素埶重）I 用于设養录蟻的囹禄尺寸?正 如前面所谬 在监^申常用的曲粹有QOF 、CIFs HD1s 2CF ，DCIF. 4CIF 和D1.720P. 1060P?几和 分莽聿是决走傥率（码率〉的主叢因靑，不同的 分笹至要采用不同的位華，它们之问的关粟如下罔所示' P>p 計 : > 10M 图棘廉里 压翳码奉 倍输希竞（平均 Q ） 录蟻文件尺寸上瞑 兆学和 小时3&） 「 512Kbps 540Kbps ^225 352&28* 384Kbps 400Kbps <169 晋通 256KDP5 280Kbps 5112 DCF 最堺 1.2Mbps ULI&pS ^540 528*384 7C0KDPS 730Kt )DS 1333 普通 512Kbps 540 Kbps ^225 D1 2Mbps 2.2Mt )p￡ iQOO 704^576 1.75Mbps 1.0Mt )ps ^?ea 普通 1.5Mbps 1.7 Mbps <675 720P 最毎 10M&D3 11Mbps 1260*720 6Mbps 6.6 Mbps ^2700 晋通 2Mbps 2.2tflt )ps ￡900 分赫輩、咼車、帯宽及埶榻重耐昵表《囹像師至：乃帧电审柔件下） I SIJk JGfiR LL1 1 JM
存储系统计算总结 一．磁盘存储容量计算 磁盘容量有两种指标，一种是非格式化容量，指一个磁盘所能存储的总位数；另一种是格式化容量，指各扇区中数据区容量总和。 公式有： 记录密度（存储密度）：一般用磁道密度和位密度来表示。 磁道密度：指沿磁盘半径方向，单位长度内磁道的条数。 (1)总磁道数=记录面数×磁道密度×(外直径-内直径)÷2 (2)非格式化容量=位密度×3.14×最内圈直径×总磁道数 (3)格式化容量=每道扇区数×扇区容量×总磁道数 (4)平均数据传输速率=最内圈直径×3.14×位密度×盘片转速 或： 非格式化容量=面数×（磁道数/面）×内圆周长×最大位密度 格式化容量=面数×（磁道数/面）×（扇区数/道）×（字节数/扇区） 例1：假设一个硬盘有3个盘片，共4个记录面，转速为7200r/min,盘面有效记录区域 的外直径为30cm ，内直径为10cm ，记录位密度为250b/mm ，磁道密度为8道/mm ， 每磁道分16个扇区，每扇区512字节，试计算该磁盘的非格式化容量，格式化容量 和数据传输率。 答： 非格式化容量=最大位密度×最内圈周长×总磁道数 最内圈周长=100*3.1416=314.16mm 每记录面的磁道数=(150-50)×8=800道； 因此，每记录面的非格式化容量=314.16×250×800/8=7.5M 格式化容量=每道扇区数×扇区容量×总磁道数=16×512×800×4/1024/1024=25M 硬盘平均数据传输率公式： 平均数据传输率=每道扇区数×扇区容量×盘片转速=16×512×7200/60=960kb/s 二．数据线和地址线的计算： 的位数，这里算出来是11位；4是一个存储单元的位数，也就是数据线的位数，所以这个芯片的地址线11位，数据线4位。 三．存储容量（1字节=8位二进制信息）及换算： 例：CPU 地址总线为32根则可以寻址322=4G 的存储空间 1KB=102B=1024Byte 1MB=202B=1024KB 1GB=302B=1024MB 1TB=402B=1024GB 1PB=502B=1024TB 1EB=602B=1024PB 四．用存储器芯片构成半导体存储器（主存储器组成） 用现成的集成电路芯片构成一个一定容量的半导体存储器，大致要完成以下四项工作： 1、根据所需要的容量大小，确定所需芯片的数目 2、完成地址分配，设计片号信号译码器 3、实现总线（DBUS ，ABUS ，CBUS ）连接 4、解决存储器与CPU 的速度匹配问题 下面通过一个简单例子，说明如何用现成芯片来构成一个存储器。 扇区 磁道
样本量的确定方法(2008-10-14 09:12:34) 一、样本单位数量的确定原则 一般情况下，确定样本量需要考虑调查的目的、性质和精度要求。以及实际操作的可行性、经费承受能力等。根据调查经验，市场潜力和推断等涉及量比较严格的调查需要的样本量比较大，而一般广告效果等人们差异不是很大或对样本量要求不是很严格的调查，样本量相对可以少一些。实际上确定样本量大小是比较复杂的问题，即要有定性的考虑，也要有定量的考虑；从定性的方面考虑，决策的重要性、调研的性质、数据分析的性质、资源、抽样方法等都决定样本量的大小。但是这只能原则上确定样本量大小。具体确定样本量还需要从定量的角度考虑。 从定量的方面考虑,有具体的统计学公式,不同的抽样方法有不同的公式。归纳起来，样本量的大小主要取决于： (1)研究对象的变化程度，即变异程度； (2)要求和允许的误差大小，即精度要求； (3)要求推断的置信度，一般情况下，置信度取为95%； (4)总体的大小； (5)抽样的方法。 也就是说,研究的问题越复杂,差异越大时,样本量要求越大；要求的精度越高,可推断性要求越高时,样本量也越大；同时,总体越大,样本量也相对要大,但是,增大呈现出一定对数特征,而不是线形关系；而抽样方法问题,决定设计效应的值,如果我们设定简单随机抽样设计效应的值是1；分层抽样由于抽样效率高于简单随机抽样，其设计效应的值小于1,合适恰当的分层，将使层内样本差异变小，层内差异越小，设计效应小于1的幅度越大；多阶抽样由于效率低于简单随机抽样，设计效应的值大于1,所以抽样调查方法的复杂程度决定其样本量大小。对于不同城市,如果总体不知道或很大,需要进行推断时,大城市多抽,小城市少抽,这种说法原则上是不对的。实际上,在大城市抽样太大是浪费,在小城市抽样太少没有推断价值。 二、样本量的确定方法 如何确定样本量,基本方法很多,但是公式检验表明,当误差和置信区间一定时,不同的样本量计算公式计算出来的样本量是十分相近的,所以,我们完全可以使用简单随机抽样计算样本量的公式去近似估计其他抽样方法的样本量,这样可以更加快捷方便，然后将样本量根据一定方法分配到各个子域中去。所以，区域二相抽样不能计算样本量的说法是不科学的。
利用矩阵理论详细推导MIMO 信道容量 摘要 多输入多输出(MIMO)技术被认为是现代通信技术中的重大突破之一，以其能极大增加系统容量与改善无线链路质量的优点而受到了越来越多的重视与关注。通信信道容量是信道进行无失真传输速率的上界，因此研究MIMO 的信道容量具有巨大的指导意义。本文把矩阵理论知识与MIMO 技术信道容量中的应用紧密结合，首先建立了MIMO 信道模型，利用信息论理论和矩阵理论详细推导出MIMO 信道容量。并得出重要结论。 关键词： MIMO ；信道容量；奇异值分解 一、 引言 MIMO Multiple Input-Multiple Output)是指在通信链路的发送端与接收端均使用多个天线元的传输系统,它能够将传统通信系统中存在的多径因素变成对用户通信性能有利的因素,从而成倍地提高业务传输速率。矩阵理论在通信，自动控制等工程领域里应用广泛，而通信的难点在于信道的处理，因此，矩阵理论与无线信道的研究是一个很好的切入点。目前，MIMO 技术的信道容量和空时编码，空时复用等技术都离不开矩阵理论的应用。 二、 利用矩阵理论详细推导MIMO 信道容量 1) MIMO 信道介绍 MIMO 是多输入多输出系统，当发送信号所占用的带宽足够小的时候，信道可以被认为是平坦的， 这样，MIMO 系统的信道用一个R T n n ?的复数矩阵H 描述，H 的子元素,j i h 表示从第(1,2,...)R j j n =根发射天线到第(1,2,...)T i i n =根接收天线之间的空间信道衰落系数[1]。如下图所示： 1112121 22212T T R T R R n n n n n n H h h h h h h h h h ??????=???? ???? (2.1) 每个符号周期内，发送信号可以用一个1T n ?的列向量12[]T T i n x x x x x =??????表示，其中i x 表示 在第i 个天线上发送的数据。同时，用一个1R n ?的列向量12[]R T i n y y y y y =??????表示，其中i y 表示在第i 个天线上发送的数据。对于高斯信道,发射信号的最佳分布也是高斯分布[1]。因此,x 的元素是零均 值独立同分布的高斯变量。发送信号的协方差可以表示为： {}H xx R E xx = (2.2) 发送信号的功率可以表示为 ()xx P tr R = (2.3) 接收信号和噪声可以分别用两个1R n ?的列向量y 和n 表示。其中信道噪声是加性噪声，服从循环对称复高斯分布，并且与发射信号x 不相关，假设n 均值为0，功率为2σ。噪声的协方差为： 2 R H nn n R E nn I σ??==?? (2.4) 通过这样一个线性模型，接收信号可以表示为 y Hx n =+ (2.5)
#include double H1=0,h1=0 ,H2=0,h2=0; for(i=1;i<=n;i++) { for(j=1;j<=n;j++) { q[i-1][j-1]=p[i-1][j-1]*x[i-1]; //cout<<"联合概率"<<"y"<
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