利用人工神经网络技术解决WCDMA上行链路功率控制问题的研究

摘要

移动通信领域的迅速发展以及3G时代的全面到来都反映出个人通信系统的重要性。随着各种新业务的不断出现，十分有限的无线资源更加显得尤为珍贵。无线资源管理也因此而倍受重视。从本质上讲，无线资源管理是各种最优化算法的组合，在各个模块协调工作下，系统性能得到不断提升，并且系统的资源也得到了最优化的利用。 本文中将对影响无线通信系统容量的关键因素之一：上行链路中的功率控制问题展开详细的研究。首先从单小区入手对CDMA系统进行数学模型的建立，分析了限制CDMA通信系统容量的同频干扰问题。在对单小区内功率控制进行详细的数学分析的基础上，文中提出了利用人工神经网络技术解决上行链路功率控制问题的数学模型，并给出了设计过程中必需的目标函数模型。 通过数学分析，本文提出了一种旨在解决单小区内同频干扰问题的人工神经网络模型。通过仿真实验的实验结果，对比了利用该人工神经网络模型进行功率控制前后系统内各用户发射功率的变化，以及网络模型自身的收敛状态。这些实验结果证明了人工神经网络技术在抑制单小区内同频干扰问题上所产生的积极作用。 在单小区功率控制模型的基础上，结合解决移动通信系统内各用户可在相邻小区内跨小区注册的实际情况，本文提出了一种基于Hopfield人工神经网络技术的功率控制器。通过引入移动用户在小区内的状态参考量E<,ki>，解决了用户跨小区注册的过程中归属状态的问题。利用实验结果所显示出的用户在移动通信系统内的分布图，说明了当小区容量过饱和时对相应移动用户的处理结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2 WCDMA系统中的功率控制

1.3人工神经网络

1.4本文研究工作

第2章WCDMA通信系统的功率控制分析

2.1引言

2.2传统应用中功率控制的过程

2.2.1外环功率控制过程

2.2.2内环功率控制过程

2.3 CDMA系统中的功率控制模型

2.3.1单小区模型的建立

2.3.2多小区模型中功率控制遇到的问题

2.3.3前向链路中的功率分配

2.4多业务CDMA系统功率控制

2.4.1多业务CDMA通信系统上行链路容量分析

2.4.2多业务CDMA通信系统下行链路容量分析

2.5本章小结

第3章基于ANN技术进行功率控制的数学分析

3.1引言

3.2对上行链路功率控制的数学建模

3.3人工神经网络的基本原理

3.3.1神经元之间的联接模式

3.3.2神经网络的训练

3.4人工神经网络功率控制原理

3.5本章小结

第4章应用ANN技术解决单小区内的功率控制问题

4.1引言

4 2人工神经网络的设计

4.2.1网络结构的设计

4.2.2人工神经网络控制器的工作流程

4.3仿真及结果分析

4.3.1仿真假设

4.3.2仿真结果分析

4.4本章小结

第5章利用Hopfield网络解决功率控制问题

5.1引言

5.2 Hopfield人工神经网络

5.2.1 Hopfield网络概况

5.2.2 Hopfield网络模型

5.2.3 Hopfield网络的运行规则

5.3 Hopfield人工神经网络功率控制器设计及性能分析

5.3.1 Hopfield人工神经网络功率控制器结构

5.3.2 Hopfield功率控制器工作原理及流程

5.3.3仿真结果及分析

5.4本章小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表和投出的学术论文

致谢