固定频率分配问题的综述-论文.pdf

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1、2014年6月阴山学刊Jun．2014第28卷第2期YINSHANACADEMICJ0URNALVo1．28No．2固定频率分配问题的综述怖仁巴图(内蒙古大学数学科学学院，内蒙古呼和浩特010021)摘要：本文对固定频率分配问题进行了简单的介绍，叙述了固定频率分配问题中所考虑的干扰因素、数学模型，并且讨论了固定频率分配问题的一些典型的算法。关键词：固定频率分配；干扰因素；算法中图分类号：TN925文献标识码：A文章编号：1004—1869(2014)02—0033—041引言频率复用的原理是源于无线电波传播路径损耗特性的，即如

2、果两个小区之间距离足够大，那么用于一个小区的频率无限电频率是一种有限的资源，随着移动通信网络的飞速发展，移动通信设备已经成为了人们在日常生活中不可缺可以在另一个小区上同时复用，这样可以提高频率的利用少的通讯工具。根据联合国有关机构调查，在2014年初，手率。机用户超过70亿，目前世界71亿人口中68亿手机用户。2．3电磁干扰约束根据工业与信息化部网站数据显示，随着服务能力持续提由于电磁波在传播过程中，遇到相同或相近的电磁波升，截至2014年中国大陆手机用户已经超过了14．77亿。时，出现一些电磁干扰。在频率分配问题中主要考虑的

3、干扰高速增长的用户数量，即频率使用需求量与有限的频率资源有：同频干扰、邻频干扰、同址干扰、互调干扰。之间的矛盾越来越激烈。如何将有限的频率资源合理的分(1)同频干扰约束(Co—Channel—Constraints．简称配面临着一个新的挑战。所以研究频率分配问题是一个非CCC)常有意义的工作。在分配频率时，在距离较近的两个或多个小区内同时不频率分配问题是一种典型的NP—Complete组合优化问能分配相同的频率，必须在干扰范围以外的小区内可以同时题，而固定频率分配问题是最典型的、最常用的一类频率分分配同样的频率。配问题。过去常

4、用的频率分配算法有：启发式算法、图形着色算法等等。这些算法求解频率分配问题时，花费时间较(2)邻频干扰约束(Adjacent—Channel—Constraints．简长，效果也不太理想。近年来，随着利用计算机模仿人类电称ACC)脑、生命进化过程、生物群体行为、物理现象的智能技术和智在给两个邻近小区分配频率时，必须满足所要分配的频能算法的发展，出现一些智能优化算法来解决频率分配问率间隔大于或等于某一个预先知道的特定值。也就是说间题。如遗传算法、禁忌搜索算法、模拟退火算法、蚁群算法、隔较小的两个或多个频率不能分配给较近的小区。粒

5、子群优化算等等。(3)同址干扰约束(Co—site—Channel—Constraints．简2频率分配问题的相关知识称CSC)2．1固定频率分配问题的简介对于给某一个小区内分配频率时，也需要满足所分配的这是典型的一种频率分配方式。是在固定的频率集合频率间隔大于或等于某一个预先知道的特点值。也就是说下，将服务区域被分成多个蜂窝小区，根据每个小区的频率间隔较小的两个或多个频率不能分配给同一个小区。使用数据需求和电磁干扰约束对各个小区进行分配频率，使(4)三阶互调干扰约束(Third—Order—Interception—求得总干

6、扰数最小化的分配方案。Constraints．简称TOIC)，互调干扰是指分配某一个小区的频2．2频率复用率和频率经过非线性作用后出现的新频率，接近或收稿日期：2014—04～12作者简介：怖仁巴图(1987一)，男，蒙族，内蒙古锡林郭勒人，2011级硕士研究生。33相同本小区或者相邻小区的频率时产生的干扰。可以分为二阶互调干扰、三阶互调干扰等等。其中三阶互调干扰是最严重的互调干扰。由频率和频率产生的二阶、三阶、四阶互调干扰下∑=di1≤i≤N(3．8)产生的新频率(或产生物)可以定义如下：数学模型2：(i)由频率和频率．，：

7、产生的二阶互调产生物：±；假设小区集合为CellNum={1，2．⋯．Ⅳ)，可用频率集(ii)由频率和频率产生的三阶互调产生物：±合为FNum=I1≤≤)，小区需求向量为D=，一，一；(dI，d2，⋯，dN)，兼容矩阵为C=(c)Ⅳi,j≤N，规定。=(iii)由频率和频率产生的四阶互调产生物：±1表示同频干扰(CCC)，cf=2表示邻频干扰(ACC)，C=0，，±，一，—。表示小区i和小区．之间不存在干扰，即可以复用频率。分3固定频率分配问题的数学模型配方案矩阵，即1982年A．Gamst和w．Rave提出了频率分配问题的经

8、典数学模型，在该模型中构造了一个兼容矩阵C，假设小区的个数为Ⅳ，则这个兼容矩阵就是一个NxN维的对称矩(3．9)阵，即形式为：c

9、l2⋯1c：⋯I(3．1)『1表示把第个频率分配给第iJbN_Xiki0其它。J其中(3．10)其中矩阵C的元素c表示分配给小区i和小区的Ⅳ频率最