【摘要】：為解決異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)接入控制問題,在提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率的同時保證對用戶的服務(wù)質(zhì)量,本文選取對異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)接入控制存在重大影響的性能指標(biāo)來構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,并提出性能優(yōu)異的新型進(jìn)化算法對此模型進(jìn)行優(yōu)化,以實現(xiàn)最佳業(yè)務(wù)接入控制方案。本文的主要研究內(nèi)容分為兩個方面:一是提出一種新型多目標(biāo)優(yōu)化算法,二是將其用于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)接入控制問題模型的求解之中,在實際應(yīng)用中驗證算法的優(yōu)化效果。其中多目標(biāo)進(jìn)化算法包含單目標(biāo)共生生物搜索算法(SOS)與基于分解的多目標(biāo)框架(MOEA/D)的結(jié)合以及改進(jìn),最終構(gòu)建出性能優(yōu)異的多目標(biāo)SOS算法,對影響業(yè)務(wù)接入控制問題的多個性能指標(biāo)同時進(jìn)行優(yōu)化。下面將對研究內(nèi)容進(jìn)行具體介紹。首先,SOS算法作為整個多目標(biāo)業(yè)務(wù)接入控制算法的核心進(jìn)化策略,其性能的優(yōu)劣直接影響最終的結(jié)果,為提高其優(yōu)化能力,提出一種基于子種群拉伸操作的精英共生生物搜索算法(SPS-SOS)。在互利共生階段,根據(jù)適應(yīng)度值的大小,將種群分為兩個子種群,不同子種群采用不同的進(jìn)化方式,以平衡算法的開發(fā)與探索能力;在偏利共生階段,引入拉伸因子和擾動向量,并修正個體的更新方式,在提升收斂速度的同時保證種群的多樣性;在寄生階段,提出“精英”寄生機(jī)制,進(jìn)一步平衡算法的開發(fā)與探索能力。實驗結(jié)果表明,相較于原算法和其他進(jìn)化算法而言,SPS-SOS算法性能更加優(yōu)異。其次,為增強(qiáng)進(jìn)化算法在多目標(biāo)問題中的尋優(yōu)能力,將SPS-SOS算法與MOEA/D相結(jié)合,提出一種基于分解的多目標(biāo)共生生物搜索算法(MOEA/D-SOS)。為提升解集的收斂性,將SPS-SOS算法作為多目標(biāo)算法的核心優(yōu)化算法,并根據(jù)MOEA/D中個體進(jìn)化的特點,將SPS-SOS算法中個體的更新及保留方式進(jìn)行改變,使其適應(yīng)多目標(biāo)進(jìn)化算法的更新方式;為提高算法搜索效率,在進(jìn)化過程中對鄰域集合進(jìn)行動態(tài)調(diào)整;為提升解集的分布性,在進(jìn)化后期根據(jù)解的自身特點重新生成權(quán)重向量。在多個測試函數(shù)上的實驗結(jié)果表明,MOEA/D-SOS算法在多目標(biāo)問題優(yōu)化方面效果顯著。最后,將MOEA/D-SOS算法作為核心控制算法用于求解異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)接入控制問題,在節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源的同時保證服務(wù)質(zhì)量。以業(yè)務(wù)占用資源量最小化、網(wǎng)絡(luò)阻塞率最小化以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡三項性能指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo),建立多目標(biāo)優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型,采用MOEA/D-SOS算法對此模型直接進(jìn)行求解,對所得結(jié)果進(jìn)行非支配排序,保留下來的非支配解集,即為最佳接入控制方案。仿真結(jié)果表明,與其他接入控制算法相比,MOEA/D-SOS可以在提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用率、降低網(wǎng)絡(luò)阻塞率的同時實現(xiàn)較好的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡。
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN92;TP18

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本文編號：2652955