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为满足用户移动通信需求，第三代合作伙伴计划3GPP（Third GenerationPartnership Project）组织提出了长期演进计划LTE（Long Term Evolution），以实现3G到4G的演进。本文围绕LTE系统性能评价的关键问题，即端到端（E2E,End-to-End）随机性能评价展开研究。首先，本文深入分析LTE系统架构和服务质量（QoS, Quality of Service）保障机制，运用随机网络演算理论，依据LTE系统业务流的特点，构建了gSBB（generalized Stochastically Bounded Burstiness）流量模型；同时分别针对无线接入网（RAN, RadioAccess Network）和核心网（CN, Core Network），构建了基于两状态马尔科夫链的多输入多输出（MIMO, Multiple Input Multiple Output）和基于弱随机服务曲线的随机服务模型。其次，依据上述流量模型和服务模型，构建了LTE系统E2E随机性能评价框架，给出了LTE系统的E2E随机时延上界和积压上界等性能指标，并运用NS2仿真工具验证所建立框架的有效性。仿真结果表明，所建框架可以有效区分实时业务流和非实时业务流，并为其提供所需的随机服务保证。最后，运用LTE系统E2E随机QoS评价框架，通过变化随机流量模型和随机服务模型中的参数进行应用分析，以考察LTE系统E2E随机QoS评价框架在参数不断变化时的有效性。本文研究成果可在LTE系统的实际应用中，为系统业务流到达速率、流量突发、缓冲区大小等参数的设置提供理论依据，以简化LTE系统的性能评价并改善系统的服务质量。此外，所建立的E2E随机QoS评价框架可以应用于无线有线混合网和各种移动无线网络环境中，具有一定的理论意义和应用价值。