基于Hopfield神经网络的HSDPA调度算法研究

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当前,随着无线网络交互类、背景类和流类等业务的不断增长,对蜂窝移动通信系统的容量、通信质量以及覆盖范围等方面的要求不断提高,无线通信下行链路的性能成为反映系统性能的关键因素。为了进一步提高WCDMA系统的下行链路性能,3GPP对WCDMA的空中接口和MAC层做了改进,引入了高速下行分组接入技术HSDPA。基于数据业务的调度策略是HSDPA系统的关键技术,系统需要根据终端用户业务质量的要求,考虑业务的优先级、保证速率和时延要求兼顾公平性原则,尽量使小区吞吐量最大化。本文研究的主要内容就是对HSDPA技术起关键作用的快速分组调度技术。在分组交换网络里,当有多个用户等待接受服务时,必须确定最优的调度规则,安排服务顺序和服务时间,以满足各个业务流的QoS要求,这就是分组调度所要解决的基本问题。在HSDPA这种变速率无线分组网络中,调度策略还要综合考虑信道质量因素,以求充分利用信道。本文的研究内容是通过仿真来实现的。首先,对HSDPA的关键性技术进行了介绍。其次,按照支持实时和非实时业务来分类讨论无线分组调度算法,重点对几种实时调度算法进行了讨论,分析了在固定比特速率情况下M-LWDF算法和PFMR算法的性能,并且在此基础上提出了一种基于HNN(Hopfield Neural Network)的实时调度算法。最后,进行了系统仿真模型的方案设计,并使用NS-2软件进行系统仿真,对得到的实验数据进行了分析,比较了新的调度算法和传统调度算法的优劣。仿真结果表明,基于Hopfield神经网络的分组调度算法能够充分的利用信道,虽然不是一种公平的调度算法,但是很好的获得了用户公平性和系统吞吐量的折中。在与M-LWDF算法和PFMR算法性能比较当中,发现新算法在获得相同公平性指标的同时,有更好的系统吞吐率。
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