异构无线网络协作通信的中继选择与功率分配联合算法研究

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1、工程硕士学位论文异构无线网络协作通信的中继选择与功率分配联合算法研究作者姓名廖杰源工程领域电子与通信工程校内指导教师冯义志副教授校外指导教师林奕琳高级工程师所在学院电子与信息学院论文提交日期2016年4月ResearchonJointRelaySelectionandPowerAllocationonHeterogeneousWirelessNetworksCooperativeCommunicationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiaoJi

2、eyuanSupervisor：Prof.FengYizhiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP915.04学校代号：10561学号：201321009530华南理工大学硕士学位论文异构无线网络协作通信的中继选择与功率分配联合算法研究作者姓名：廖杰源指导教师姓名、职称：冯义志副教授、林奕琳高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：电子与通信工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：下一代移动通信论文提交日期：

3、2016年04月20日论文答辩日期：2016年06月05日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：张军副教授委员：冯义志副教授宁更新副教授张岚高级工程摘要频谱资源随着异构无线网络种类的增多已越发显得匮乏，异构无线网络相互独立互不兼容的工作模式却造成资源的极大浪费。随着信息化进程的不断推进，单一网络已难以满足人们对于通信质量的需求。实现异构无线网络的无缝融合与协同工作，可充分利用已有的网络资源，提升通信性能，有效解决上述问题。但异构无线网络的协作通信技术会带来功率消耗过高，难以选出合适的中继方

4、案参与通信等问题。考虑到中继节点个数影响着整个通信系统的实现复杂度，移动智能设备的电池容量有限，合理的中继选择方案与高效的功率分配方案是异构无线网络协同通信的关键所在。本文从功率分配的角度出发，研究了异构无线网络多中继协作系统的中继选择方案和移动终端的功率分配方案，并最终提出一种基于改进遗传粒子群算法（ImprovedGeneticAlgorithmParticleSwarmOptimization,IGAPSO）与功率阈值法的中继选择与功率分配联合算法。研究过程中，本文主要做了以下工作：1、提出一种改进的遗传粒子群算

5、法，改进算法结合了遗传算法的多样性和粒子群算法的收敛精度高、收敛速度快等优点，使用较为简单的步骤实现的串行和并行的结合方式，在每一次的迭代过程中充分使两者的优缺点互补，仿真结果表明算法的收敛精度和收敛速度等性能得到较大的提升；2、提出一种由Wi-Fi、3G和LTE-Advanced构成的异构无线网络的多中继协作系统模型，分析该模型下包括传输速率、消耗功率等计算方案，并提出一种应用于该模型下的基于IGAPSO与功率阈值法的中继选择与功率分配联合算法。3、建立通信仿真系统进行测试并深入分析实验结果，验证了本文提出的基于IG

6、APSO与功率阈值法的中继选择与功率分配的联合算法，对于系统实现复杂度、消耗功率与传输速率等多项相互矛盾性能之间的平衡与提升有着显著的效果。关键词：异构无线网络；改进遗传粒子群算法；功率阈值法；中继选择；功率分配IAbstractWiththeincreasingnumberofheterogeneouswirelessnetworks,spectrumresourceshasbecomefewerandfewer.However,mostofnetworksworkindependentlyandincompatib

7、ly,whichcausinggreatwasteofresource.Withthedevelopmentofinformationprocess,asinglenetworkcan’tmeetpeople'sneedsforcommunicationquality.Achievingtheseamlessintegrationandinteroperabilityofheterogeneouswirelessnetworkstakesfulladvantageofexistingnetworkresources,i

8、mprovescommunicationperformanceandaddressestheseproblemseffectively.Butthetechnologyofheterogeneouswirelessnetworkscooperativecommunicationalsobringsproblemse.g.highp