基于图论的认知无线电频谱与功率联合分配算法研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于图论的认知无线电频谱与功率联合分配算法研究作者姓名：孙翊箫指导教师：李雅珍副教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：通信与信息系统论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月评阅人：肖丽萍、杜瑞燕东北大学2014年6月万方数据AThesisinCommunicationandInformationSystemsStudyonJointSpectrumandPowerAllocationBasedonGraph

2、TheoryinCognitiveRadioBySunYixiaoSupervisor：AssociateProfessorLiYazhenNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=也恧。学位论文作者签名：．』蜀乡勿移篙，，／＼日期：

3、纱汐／驴、夕，乃学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：学位论文作者签名：历弼签字日期：易口缈，彦，∥乳娜¨∥¨小郫潞瑚酣雌锢万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于图论的认知无线电频谱与功率联合分配算法研究摘要随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的需求急剧增长。而目前频

4、谱固定的分配策略严重制约了无线通信和服务应用的持续发展。认知无线电(CognitiveRadio，cg)技术能主动检测无线通信环境，动态地接入未被授权用户使用的空闲频段，实现频谱资源的共享，从而显著提高通信系统容量和频谱利用率。资源分配是认知无线电的关键技术，是实现认知无线电的重要环节。本文主要对认知无线电系统中基于图论模型的频谱与功率资源联合优化分配算法进行了研究，主要工作如下：(1)阐述了资源分配的研究背景和意义，总结了国内外研究现状，介绍了认知无线电资源分配技术以及图论的基本理论。(2)针对现有图论模型无法实现频

5、谱与功率联合分配及频谱利用率较低问题，提出了基于改进图论模型的频谱与功率联合分配算法(简称为JSPA-IGTM算法)，算法模型中充分考虑了次级用户之间的干扰情况，量化了次级用户之间的干扰，并用干扰阈值向量度量干扰程度，根据干扰程度分配频谱和相应的功率，利用粒子群优化方法实现了JSPA．IGTM算法资源联合分配的寻优过程。仿真实验结果表明，JSPA．IGTM算法与基于现有图论模型的资源分配算法相比，有效提高了频谱利用率。(3)针对粒子群优化(ParticleSwarmOptimization，PSO)算法实现频谱与功率的

6、联合优化分配容易陷入局部最优的问题，提出了实现频谱与功率优化分配的改进算法(简称为JSPA．IPH算法)。该算法结合了PSO算法与和声搜索(HarmonySearch，HS)算法的优点，即JSPA．IPH算法不仅具备了HS算法良好的全局寻优能力，而且具备了PSO算法收敛速度快的特性。仿真实验结果表明，JSPA．／PH算法很好地适应于改进的联合资源分配图论模型，显著提高了系统吞吐量性能。关键词：认知无线电；图论；频谱分配；功率分配；频谱与功率联合分配．II—万方数据东北大学硕士学位论文StudyonJointSpectr

7、umandPowerAllocationBasedonGraphTheoryinCognitiveRadioAbstractWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnology，thedemandofspectrumresourcesisincreasingdrastically．However，thecurrentfixedspectrumallocationpolicyseriouslyhampersthesustainabledevelopmentofw

8、irelesscommunicationandapplications．CognitiveradiotechnologyCanproactivelYdetectwirelesscommunicationenvironmenttodynamicallyaccesstothevacantbandwhicharenotusedbylic