论文研究-基于Elman网络的时延预测及其改进.pdf

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在cdma2000 1x矿用系统中,现场视频及数据采集等反向分组应用需求占据着重要地位。这些分组应用的高速率需求需要较高的反向发射功率支持,这必将在反向链路给其它用户带来更大的干扰。采用具有干扰控制功能的接纳控制算法对于系统的稳定高效运行非常关键。在详细分析反向链路中的干扰构成基础上,以满足各种业务信道的QoS需求及系统的ROT限制为目标,提出一种实用的基于ROT的接纳控制算法。
1482008,44(6) Computer Engineering and Applications计算机工程与应用 -fi=l dB (12) 61=2dB 1-(1+/)×7(Nn,N,N 8H*f=3dB+---+ 为了保证系统的稳定性,对反向干扰需要进行ROT限制, fi=5 dB 假设ROT门限为y,则有: 6 fi=6 dB 日一f=7dB (13) 团 3基于接入状态的接纳控制算法 26 24 18 16 14 Eld 由于用户呼叫的到来与结束服务的过程都是随机的,这样 图2不同f下的E/N与E关系图 反向链路的容量、干扰都在随机变化,如果以反向干扰作为接 纳控制的基准,就会使得基站为每次呼叫接纳进行大量的计 假设/==/=4B,通过调整用户的(ED)m和使得系算,对系统造成了额外的负担。在本立算法中,通过引入接入状 统所有R-FCH工作在同样的EN。在实际实现中,对于视频态和接入许可状态,通过状态查询来进行接纳控制操作,从而 终端用户,针对其Q0S需求,在RFCH和R-SCH的EN之间大大减小系统的运算量。 建立一种映射关系 首先,定义接入状态M=(N1,N2,N3),N1、N2、N3分别对应于 (ELIN R-SCH=S((E,/N, RECH (6)目前系统中已经接入的话音用户数、数据终端个数、视频终端 通过式(4)-式(6)根据E∥N就可以确定。这样就实现了个数。显然,系统的初始接入状态为(0,0,0)。将所有接入状态 个理想的反向闭环功率控制,它以保证R-FCH的EN工作组成的集合记为X,由式(12)和式(13)有 点为目标,通过调整用户的(E∥1)m及相应业务信道发射功 N1≥0,N2≥0,N3≥0 率偏置来进行工作。 X={(N1,N2,N3) (14) (+)×7N,N,N3)=y 假设在理想功率控制作用下,基站接收机收到的话音用 基站维持一个以接入状态为索引的数组A=f(X),称之为 户、数据终端视频终端的R→PICH的每码片能量分别为:E、E2 接入许可数组,用于描述各接入状态下系统的接入许可状态。 E,记R-FCH1R-FCH2、R-FCH3的激活因子分别为p1P2,趣定数组A的取值范围为0,1,2,3},其中 J可以得到基站收到的话音用户、数据终端、视频终端的平均 0为系统不能接纳任何业务; 功率P、P2、P分别为 1为系统只能接纳话音业务; 2为系统可以接纳数据终端或话音业务; P=ExW+×E×128×9600=(E0)×W×(1+1×10)x(7) 3为系统可以接纳视频终端、数据终端或话音业务。 P=(E/)×xW×(1+02×10)×0 (8) 根据实际需求,可以设定系统单个小区可以支持的数据终 端和视频终端业务的最大用户数,分別记为Nan,NM。由于接 P=(E/)×W×(1+p1×10+10)×1 (9)纳控制算法需要确保系统反向链路的ROT不能超过门限值, 22反向链路千扰分析 设法找到所有使系统工作在离ROT门限值最近的接入状态, 分析基站接收机收到的反向链路总功率组成,基站除了自它们组成的集合记为Y,显然,YCX。由式(12)、式(13)及设定 身背景噪声功率(包含直放站引入的噪声干扰)外,还收到本小的Na,NMa,有: 区所有反向激活信道的功率及来自其它小区的千扰。假设系统 某时刻激活的话音用户数量为Nn,激活的数据终端数量为N, N1≥0,V2≥0,N3≥0 激活的视频终端数量为A,三者都为非负整效用/表示其它(MM,N×1(NH,N5(5 干扰相对于本小区所有用户功率和的比例。忽略反向接入信道 N2≤ NiMa N≤NM 对系统的干扰,可以得到: 假设系统当前处于接入状态为x=(N1,M2,N3),则通过查找 l×W=N×W+(NnXP+NxP2+NxP3)×(1+f (10)集合Y就可以确定此时系统的接入许可状态f(x): 由式(2)-式(5)可以知道,在E∥N及ff都确定的情 3:3 y=(Nm, Nd, N)E YIN=NI, N=N2, N,>N3 况下,可以得到话音用户、数据终端、视频终端的(E。/n)mCn, f(x)= 2: 3 y=(Nm, Na, N,E YINm=NI, NAN2, N,=N (16) 彐y=(Nm,N,N,)∈YNm>N1,N 即E/0、ED、E/0。将式(7)-式(9)代入式(10)并整理可得 0:x∈Y l0=N0+(1+/)xl0×{Nnx(E/D)×x(1+p1×10)+Nx(E/0) 有了式(14)-式(16),在系统运行前,针对任何设定的 f/10 ROT工作点,都可以得到一张接入状态表及其相应的接入许 (1+p2×10)+N×(E0)×(1+p23×10+10)(11) 可状态表,当有新的呼叫到来时,由当前系统的接入状态找到 引入TN,N,N): 接入许可状态进行接入判断,完成接入操作后,转移接入状态 7(Nn,N,N)=Nn×(E/D×(1+p1×10)+N×(E0) 即可。图3是一个接入状态转移示意图,假设当前的接入状态 为(x,y,z),当前接入许可状态为3,那么,在用户呼叫到达或释 (12×10)+Nx(E/D×(1+2×10+10 放呼叫时,接入状态根据不同情况将向周围6个状态中的一个 对式(11)进行整理可以得到: 进行转移。 郭淑玥,邬江兴:适用于cdma20001x无线矿用网络中的接纳控制算法 2008,44(6)149 频终端为3个,而考虑到实际环境中的其它干扰因素,为保证 x, y, z+1 系统的平稳运行,限定视频终端用户的最大数量为2。从图4 中可以直观的看到,随着EN的逐渐增大,系统的反向业务容 量越来越小,这显然是由于系统的反向链路质量的下降而导致 反向业务容量的减低。 参考文献[8P中的cdma20001x反向链路的实际测试结果, (x-1,y,z 结束话音 .4 接纳数据1 可以看到图4中得到的仿真数据与实际结果相近。因此本文以 终端服务 图4为基础建立起来的接纳控制算法也是具有很强的实用性。 实际系统运行结果表明,在RO限制下,本文的接纳控制算法 能够保证矿用系统的高效稳定运行,且能够满足用户对所有业 务应用的QoS需求。通过算法实际运行效果来调整相应的参 数设计可以使得本算法可以适应各种无线环境,从而使系统在 稳定工作的前提下获得尽可能大的反向业务容量。 图3接入状态转移示意图 本文在为反向干扰进行了较为精确的分析基础上提出的 接纳控制算法,在实现形式上采用了基于表的查询方式,省去 需要注意的是,由于数据终端和视频终端业务的优先级了其它接纳控制算法对各种参数的计算,它将ROT限制与表 高,在实际中,有可能出现接入许可状态不允许优先级高的业的生成结合起来,使得该算法能从一定程度上增强系统的稳定 务呼叫接入的情形。假设此时的接入状态x=(N,N2,N3),接入性。但本文的算法建立在理想功率控制和终端最大发射功率不 许可状态为1,假设新的呼叫请求为视频终端分组应用,如果受限制的基础上,所以今后在进行反向链路分析时,将考虑终 N3<NMn,则在满足式(17)的情况下准予接入。 端最大发射功率受限、功率控制的偏差、无线信道的多径干扰 彐p=(Nm,N,N)∈PN=N2,N=N+1 17 等因素所带来的影响。 此时需要在接入前释放掉N1-Nn个话音业务以保证该呼 叫的接入,并且将接入状态直接转移到(Nn,N2,N+1)。 参考文献: [1] EIA/TIA/IS-856cdma2000 high rate packet data systems. Telecom 4算法性能仿真与结论 munication Industry Association, 2000-11 设定f===4dB,f=0.6,基站背景噪声的功率谱密度N。[2] Dahlman e, Ekstrom h, Furuskar a,etal.he3 G long- -term evolu 为-171dBm/Hz(包含直放站引入的噪声),假设8xR-SCH与R- tion-radio interface concepts and performance evaluation [Cp/VTC FCH的E∥N存在简单的线性关系,设置f=11.5dB。依据表1 2006- Spring,IEEE63rd,May2006,1:137-141 可以得到系统在不同的EMN,不同ROT限制下反向业务信道3 I Mohamed Hossam Ahmed. call admission control in wireless net- 总容量。如图4所示。 works: a comprehensive survey[J]. IEEE Communications Surveys Tutorials, 2005,7(1 350 日ROT=3.5dB 4 Jeon W S, Jeong D G Call admission control for multimedia com 300 -------*ROT=40dB 分-ROT=4.5dB munication with traffic asymmetry between uplink and downlink[J ROT=5.0dB IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2001, 50(1) 250上平 B-ROT=6.5 dB 5] Wang Lei, Zhuang Wei-hua. A call admission control scheme for EROT=70 packet data in CDMA cellular communications[J).IEEE Transac tions on Wireless Communications, 2006, 5(2 150}- 16 Chau Tat-Chung, Wong K Y M, Li Bo. Optimal call admission 100 control with Qos guarantee in a voice/data integrated cellular net ork(J.IEEE Transactions on Wireless Communications, 2006,5(5) [7 Li Wei, Chao Xiu-li Call admission control for an adaptive het Ey/N/dB 图4不同ROT下的反向业务容量与E∥N的关系图 erogeneous multimedia mobile networkJIEEE Transactions on Wire less Communications. 2007. 6(2) 通常,选择ROT为5dB的情况,当E∥M为3.5dB时,系81华为技术有限公司,cma20001x无线网络规划与优化[M北京: 统的反向业务容量最多为275kb/s左右,系统最多能支持的视 人民邮电出版社,2005:327 (上接129页) 3 Roy N, McCallum AToward optimal active learning through sampling 参考文献: estimation of error reduction[C]/Proceedings of the Eighteenth In ternational Conference on Machine Learning, 2001: 441-448 [1] Mili H, Mili A Reuse based software engineering M. New York: John Wiley &sons Inc, 2002: 444-459 4 David Y M, Chan K I.Genetic algorithm for weights assignment in [2] Cheng Xiang -zhai Risk minimization and language modeling in dissimilarity function for trademark retrieval [C/LNCS 1614: Third text retrieval[D].School of Computer Science, Carnegie Mellon Uni- Inter International Conference on visual Information and Informa versity, 2002 tion Systems, VISUAL 99, 1999: 557-565

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