針對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中D2D通信復(fù)用蜂窩用戶頻譜時存在的頻譜分配問題,該文提出一種基于改進(jìn)離散鴿群優(yōu)化（PIO）算法的D2D通信資源分配機(jī)制。通過設(shè)置信干噪比（SINR）門限值來保證用戶的通信服務(wù)質(zhì)量（QoS）,采用功率控制算法為用戶設(shè)置發(fā)射功率,使用基于運動權(quán)值的二進(jìn)制離散鴿群優(yōu)化（MWBPIO）算法為D2D用戶進(jìn)行資源分配,并將D2D通信技術(shù)與中繼技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合,為邊緣用戶建立D2D中繼鏈路,保證邊緣用戶的通信質(zhì)量,最大化系統(tǒng)性能目標(biāo)。仿真結(jié)果表明,該方案有效抑制了異構(gòu)通信系統(tǒng)中引入D2D用戶后導(dǎo)致的干擾問題,提高了邊緣用戶的通信質(zhì)量和系統(tǒng)的頻譜利用率以及系統(tǒng)的能效。 

【文章來源】：電子與信息學(xué)報. 2020,42(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)模型

本文改進(jìn)后的運動權(quán)值r(t)隨迭代次數(shù)的增大而減小的變化趨勢如圖3。當(dāng)0≤t≤0.5tmax時，結(jié)合指數(shù)函數(shù)變化趨勢和余弦函數(shù)在[0π]范圍內(nèi)的變化趨勢，讓r(t)緩慢地非線性衰減，根據(jù)經(jīng)驗取值，其中b=1,c=d=0.3。為了驗證所設(shè)參數(shù)的合理性，通過實驗進(jìn)行選取，給出了在范圍(0.5～1.0)內(nèi)19個不同的a值，適應(yīng)度評價函數(shù)Rosenbrock的20次最優(yōu)值及平均值的變化如表1，當(dāng)a∈(0.50 0.65)時，算法的適應(yīng)值較穩(wěn)定，當(dāng)a=0.55時，適應(yīng)值較優(yōu)，因此，a值取為0.55。在尋優(yōu)搜索前期，相比于標(biāo)準(zhǔn)鴿群算法中的r(t)，本文提出的r(t)減小的速度較慢，可以防止算法過早陷入局部最優(yōu)；試驗中給出了在范圍(1～3)內(nèi)9個不同的e值，適應(yīng)度評價函數(shù)Rosenbrock的20次最優(yōu)值及平均值的變化如表2，當(dāng)e介于1.5～2.5，算法的適應(yīng)值較穩(wěn)定，e=2.0時，適應(yīng)度值最佳，因此e值取為2.0。圖3 r(t)隨迭代次數(shù)的變化趨勢

圖2 y和u隨迭代次數(shù)的變化趨勢由于信道分配矩陣ρi是離散變量，因此需要將連續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)PIO的位置更新策略適當(dāng)調(diào)節(jié)。根據(jù)文獻(xiàn)[15]提出的一種求解離散變量的BPSO(Binary Particle Swarm Optimization)算法，引入Sigmoid函數(shù)，將連續(xù)的速度值轉(zhuǎn)換成離散的值。Sigmoid函數(shù)的表達(dá)式為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]帶認(rèn)知因子的交叉鴿群算法[J]. 陶國嬌,李智.  四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[2]移動中繼協(xié)助下終端直通中面向能效的聯(lián)合中繼選擇和資源分配方案[J]. 曲樺,朱正倉,趙季紅,唐睿,王璐瑤,曹照鑫.  電子與信息學(xué)報. 2017(10)
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碩士論文
[1]D2D通信系統(tǒng)功率控制算法研究[D]. 李志華.西南交通大學(xué) 2013



本文編號：3057769