基于遗传算法和粒子群优化算法的信道分配-研究

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1、基于遗传算法和粒了群优化算法的信道分配研究附表索引表3．1Benchmark问题信道分配参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22表4．1初始种群适应度比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．35表4．2最优解收敛率比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一36表4．3收敛速度比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36表5．1问题8最优解收敛率比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一46表5．2问题8收敛速度比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯．．46表5．3问题3不同参数对下的平均迭代次数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46表5．4问题4不同参数对下的平均迭代次数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46表5．5问题5不同参数对下的平均迭代次数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47表5．6问题6不同参数对下的平均迭代次数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47表5．7问题7不同参数对下的平均迭代次数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47表5．8问题8不同参数对下的平均迭代次数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47表5．9各参数对8个benchmark问题的平

3、均收敛速度的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．48表5．10惯性因子对8个benchmark问题的平均收敛速度比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一48表5．11PSO算法参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49表5．12最优解收敛率和收敛速度的比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．49表A1问题l的信道分配方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一57表A2问题2的信道分配方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57表A3问题3的信道分配方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯58表A

4、4问题4的信道分配方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59表A5问题5的信道分配方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯60表A6问题6的信道分配方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6l表A7问题7的信道分配方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62表A8问题8的信道分配方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63IXT程硕上学位论文第1章绪论1．1研究背景及意义移动通信发展的一个重要目标是使有限的资源服务于更多的用户。随着用户数量的快速增长和手机用户的普及，

5、用户数量的迅猛增长与资源的有限扩展两者之间的矛盾越来越突出，已成为制约移动通信系统发展的瓶颈，因此最大限度提高频谱利用率的问题就变得越来越重要。这就要求尽可能地对频率在不同小区间进行复用，并避免移动用户问的干扰，从而使分配给每个小区的频率数足够大以满足小区的话务需求，因此如何提高频谱利用率就成为当前移动通信发展的关键所在。目前，有关提高频谱利用率的各种方案主要有：1．开拓新频段。开发移动通信所使用的新频段，如1．2GHz，甚至是30．60GHz，而相应需要研究新频段电波传播特性，研制新频段的器件和设

6、备等，这是今后研究的方向，同时也是一个较为漫长的过程。2．频道窄带化。现在很多国家己致力于将频道间隔由25kHz减小到12．5kHz及7．5kHz甚至5kHz的研究工作，此项工作要花费大量的资金和人员。、3．利用蜂窝组网以实现一定距离的频率复用。这种技术又称信道复用技术。目前的研究方向是如何确定合适的小区半径，以增加同信道复用的次数，提高频谱的利用率。4．多信道共用技术。在一个无线区域中，所有移动台共用一组无线信道称多信道共用，即任何用户均可选择其中一个空闲信道进行通话，直到所有信道都被占用为止，这

7、可提高信道的利用率，也就提高了频谱利用率。这几种方案中，最重要的突破是贝尔实验室在70年代提出的蜂窝网概念。蜂窝网即所谓小区制，它大大提高了系统容量。所谓蜂窝系统就是将整个服务区划分成许多较小的区域，用许多小功率发射机来覆盖每个小区，这样的区域称为蜂窝的小区，采用蜂窝状实现区域覆盖的主要目的是实现频率复用，以便大大提高系统容量。由于无线信道开放的特点，工作于同一频道的电台之间会产生干扰，因此同一频率不可能应用于每个小区，必须间隔一定的空间距离，或者说跳过若干个小区后，同一频率才能再用。为了实现这一点

8、，使有限的频率资源最大程度地充分利用，同时有效控制同信道小区之问的干扰影响，将若干个相邻的小区组成一个区群，并将可供使用的无线频道分成若干组，而区群中的每个小区使用不同的频率组，从而每个区群能够使用所提供的全部无线信道。用相同频率配置的区群来覆盖整个服务区，就实现了频率复用。基于遗传算法和粒子群优化算法的信道分配研究目前的通信系统多采用蜂窝小区制组网方式，由于基站较多，而且每个基站又有许多不同的信道，所以就引出了信道的分配问题。蜂窝移动通信中的信道分配问题(chann