發(fā)布時間：2019-04-23 23:17

【摘要】：隨著無線通信技術的快速發(fā)展,頻譜資源的需求急劇增長。而目前頻譜固定的分配策略嚴重制約了無線通信和服務應用的持續(xù)發(fā)展。認知無線電(Cognitive Radio, CR)技術能主動檢測無線通信環(huán)境,動態(tài)地接入未被授權用戶使用的空閑頻段,實現(xiàn)頻譜資源的共享,從而顯著提高通信系統(tǒng)容量和頻譜利用率。資源分配是認知無線電的關鍵技術,是實現(xiàn)認知無線電的重要環(huán)節(jié)。本文主要對認知無線電系統(tǒng)中基于圖論模型的頻譜與功率資源聯(lián)合優(yōu)化分配算法進行了研究,主要工作如下：(1)闡述了資源分配的研究背景和意義,總結了國內外研究現(xiàn)狀,介紹了認知無線電資源分配技術以及圖論的基本理論。(2)針對現(xiàn)有圖論模型無法實現(xiàn)頻譜與功率聯(lián)合分配及頻譜利用率較低問題,提出了基于改進圖論模型的頻譜與功率聯(lián)合分配算法(簡稱為JSPA-IGTM算法),算法模型中充分考慮了次級用戶之間的干擾情況,量化了次級用戶之間的干擾,并用干擾閾值向量度量干擾程度,根據(jù)干擾程度分配頻譜和相應的功率,利用粒子群優(yōu)化方法實現(xiàn)了JSPA-IGTM算法資源聯(lián)合分配的尋優(yōu)過程。仿真實驗結果表明,JSPA-IGTM算法與基于現(xiàn)有圖論模型的資源分配算法相比,有效提高了頻譜利用率。(3)針對粒子群優(yōu)化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法實現(xiàn)頻譜與功率的聯(lián)合優(yōu)化分配容易陷入局部最優(yōu)的問題,提出了實現(xiàn)頻譜與功率優(yōu)化分配的改進算法(簡稱為JSPA-IPH算法)。該算法結合了PSO算法與和聲搜索(Harmony Search, HS)算法的優(yōu)點,即JSPA-IPH算法不僅具備了HS算法良好的全局尋優(yōu)能力,而且具備了PSO算法收斂速度快的特性。仿真實驗結果表明,JSPA-IPH算法很好地適應于改進的聯(lián)合資源分配圖論模型,顯著提高了系統(tǒng)吞吐量性能。
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication technology, the demand for spectrum resources increases sharply. At present, the fixed spectrum allocation strategy seriously restricts the sustainable development of wireless communication and service applications. Cognitive radio (Cognitive Radio, CR) technology can actively detect the wireless communication environment, dynamically access the idle band used by unauthorized users, and realize the sharing of spectrum resources, thus significantly improving the capacity and spectrum efficiency of the communication system. Resource allocation is the key technology of cognitive radio and an important link to realize cognitive radio. This paper mainly studies the joint optimal allocation algorithm of spectrum and power resources based on graph theory model in cognitive radio system. The main work is as follows: (1) the research background and significance of resource allocation are described. This paper summarizes the research status at home and abroad, introduces the cognitive radio resource allocation technology and the basic theory of graph theory. (2) aiming at the problem that the existing graph theory model can not realize the joint allocation of spectrum and power and the low spectrum efficiency, A joint spectrum and power allocation algorithm (called JSPA-IGTM algorithm) based on improved graph theory is proposed. The interference between secondary users is fully considered and the interference between secondary users is quantized in the algorithm model. The interference threshold vector is used to measure the interference degree, and the spectrum and the corresponding power are allocated according to the interference degree. Particle swarm optimization (PSO) is used to realize the optimization process of the joint resource allocation of the JSPA-IGTM algorithm. The simulation results show that compared with the resource allocation algorithm based on the existing graph theory model, the JSPA-IGTM algorithm effectively improves the spectrum efficiency. (3) Particle Swarm Optimization (Particle Swarm Optimization,). PSO) algorithm is easy to fall into the local optimization problem to realize the joint optimal allocation of spectrum and power. An improved algorithm (JSPA-IPH algorithm for short) is proposed to realize the optimal allocation of spectrum and power. This algorithm combines the advantages of PSO algorithm and harmony search (Harmony Search, HS) algorithm, that is, JSPA-IPH algorithm not only has the good global optimization ability of HS algorithm, but also has the characteristics of fast convergence speed of PSO algorithm. The simulation results show that the JSPA-IPH algorithm is well suited to the improved joint resource allocation graph theory model, and the throughput performance of the system is significantly improved.
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN925

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 А.Ш.塔什普拉托夫;王國欽;;驅動機功率的測定方法[J];國外艦船技術(特輔機電設備類);1982年02期

2 韓曉東,陳曉峰;大功率UPS系統(tǒng)設計的基本要素[J];中國金融電腦;2001年03期

3 杜建俊;郭寶;;TD-SCDMA與TD-LTE共模RRU功率配置分析[J];通信企業(yè)管理;2014年04期

4 李萬益;劉海林;;基于多目標進化算法的WCDMA功率優(yōu)化配置研究[J];計算機工程與設計;2011年12期

5 張濮;劉越;劉小明;;基于不平衡損耗非線性光纖環(huán)鏡的雙波長功率均衡實驗研究[J];中國激光;2005年12期

6 趙騰云;熊少英;劉毓;;受激拉曼散射效應對鞏稼民模型中密集波分信道功率轉移影響分析[J];寧夏大學學報(自然科學版);2012年04期

7 王英赫;宋梅;陳浩;張英海;;Ad Hoc網絡中采用功率調整的單向鏈路通告策略[J];北京郵電大學學報;2012年05期

8 呂濤;施偉斌;;無線傳感器網絡自適應功率調整機制研究[J];信息技術;2014年03期

9 于衛(wèi)波;牛大偉;米志超;董超;;車載網絡中基于功率調整的公平性策略[J];電子科技大學學報;2011年05期

10 呂濤;施偉斌;;一種適用于WSN的功率自適應調整方法[J];數(shù)據(jù)通信;2013年06期

相關會議論文 前3條

1 媄建成;陳偉基;;智能式功率因ex自R請躋系統(tǒng)[A];1995年中國智能自動化學術會議暨智能自動化專業(yè)委員會成立大會論文集（下冊）[C];1995年

2 馮愛華;;第十五章 第三節(jié) 功率[A];河北省教師教育學會優(yōu)秀課題成果論壇論文集[C];2012年

3 梅輝;;WCDMA系統(tǒng)中基站的功率規(guī)劃問題[A];2005'中國通信學會無線及移動通信委員會學術年會論文集[C];2005年

相關碩士學位論文 前10條

1 張超;采用超級電容的直驅風電機組故障穿越和功率平滑控制[D];內蒙古工業(yè)大學;2015年

2 向劍;給定調度功率的風力發(fā)電場功率控制[D];重慶大學;2015年

3 孫翊簫;基于圖論的認知無線電頻譜與功率聯(lián)合分配算法研究[D];東北大學;2014年

4 賀電;大型風電場短期功率預測研究[D];北京交通大學;2011年

5 王奇佳;認知無線網絡的頻譜功率聯(lián)合分配策略研究[D];電子科技大學;2013年

6 金泉;長距離無線mesh網絡中鏈路自適應速率和功率聯(lián)合調整算法[D];天津大學;2011年

7 高丹丹;基于投影尋蹤算法的間歇式電源短期功率預測[D];華北電力大學;2013年

8 劉童玲;激光標刻中激光功率的適時控制算法研究[D];華中科技大學;2007年

9 季小鵬;GSM網絡智能優(yōu)化算法研究[D];北京郵電大學;2012年

10 王維;協(xié)作傳輸系統(tǒng)中功率優(yōu)化技術研究[D];北京郵電大學;2014年

，

本文編號：2463892