【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,頻譜資源的需求急劇增長(zhǎng)。而目前頻譜固定的分配策略嚴(yán)重制約了無線通信和服務(wù)應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展。認(rèn)知無線電(Cognitive Radio, CR)技術(shù)能主動(dòng)檢測(cè)無線通信環(huán)境,動(dòng)態(tài)地接入未被授權(quán)用戶使用的空閑頻段,實(shí)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(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù),是實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無線電的重要環(huán)節(jié)。本文主要對(duì)認(rèn)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(jìn)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(jié)了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,介紹了認(rèn)知無線電資源分配技術(shù)以及圖論的基本理論。(2)針對(duì)現(xiàn)有圖論模型無法實(shí)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(jìn)圖論模型的頻譜與功率聯(lián)合分配算法(簡(jiǎn)稱為JSPA-IGTM算法),算法模型中充分考慮了次級(jí)用戶之間的干擾情況,量化了次級(jí)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(yīng)的功率,利用粒子群優(yōu)化方法實(shí)現(xiàn)了JSPA-IGTM算法資源聯(lián)合分配的尋優(yōu)過程。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)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(duì)粒子群優(yōu)化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法實(shí)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(shí)現(xiàn)頻譜與功率優(yōu)化分配的改進(jìn)算法(簡(jiǎn)稱為JSPA-IPH算法)。該算法結(jié)合了PSO算法與和聲搜索(Harmony Search, HS)算法的優(yōu)點(diǎn),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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,JSPA-IPH算法很好地適應(yīng)于改進(jìn)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(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN925

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 А.Ш.塔什普拉托夫;王國(guó)欽;;驅(qū)動(dòng)機(jī)功率的測(cè)定方法[J];國(guó)外艦船技術(shù)(特輔機(jī)電設(shè)備類);1982年02期

2 韓曉東,陳曉峰;大功率UPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要素[J];中國(guó)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(biāo)進(jìn)化算法的WCDMA功率優(yōu)化配置研究[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);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(zhǎng)功率均衡實(shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)激光;2005年12期

6 趙騰云;熊少英;劉毓;;受激拉曼散射效應(yīng)對(duì)鞏稼民模型中密集波分信道功率轉(zhuǎn)移影響分析[J];寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

7 王英赫;宋梅;陳浩;張英海;;Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中采用功率調(diào)整的單向鏈路通告策略[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

8 呂濤;施偉斌;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)功率調(diào)整機(jī)制研究[J];信息技術(shù);2014年03期

9 于衛(wèi)波;牛大偉;米志超;董超;;車載網(wǎng)絡(luò)中基于功率調(diào)整的公平性策略[J];電子科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

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

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 媄建成;陳偉基;;智能式功率因ex自R請(qǐng)躋系統(tǒng)[A];1995年中國(guó)智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議暨智能自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)論文集（下冊(cè)）[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(xué)會(huì)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(guó)通信學(xué)會(huì)無線及移動(dòng)通信委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張超;采用超級(jí)電容的直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組故障穿越和功率平滑控制[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2015年

2 向劍;給定調(diào)度功率的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)功率控制[D];重慶大學(xué);2015年

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

4 賀電;大型風(fēng)電場(chǎng)短期功率預(yù)測(cè)研究[D];北京交通大學(xué);2011年

5 王奇佳;認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜功率聯(lián)合分配策略研究[D];電子科技大學(xué);2013年

6 金泉;長(zhǎng)距離無線mesh網(wǎng)絡(luò)中鏈路自適應(yīng)速率和功率聯(lián)合調(diào)整算法[D];天津大學(xué);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(yù)測(cè)[D];華北電力大學(xué);2013年

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

9 季小鵬;GSM網(wǎng)絡(luò)智能優(yōu)化算法研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

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

，

本文編號(hào)：2463892