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

发布时间：2017-06-16 13:09

  本文关键词：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，由笔耕文化传播整理发布。

【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(Improved Genetic Algorithm Particle Swarm Optimization,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IGAPSO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
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 选题意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文主要内容和安排12-14
• 第二章 异构无线网络与协作通信中继选择14-21
• 2.1 异构无线网络简介14
• 2.2 无线通信相关技术14-16
• 2.2.1 分集技术14-15
• 2.2.2 多天线技术15-16
• 2.3 协作通信技术16-18
• 2.3.1 协作通信的系统模型16-17
• 2.3.2 中继转发协议17-18
• 2.4 中继选择18-19
• 2.5 异构无线网络的多中继协作技术简介19-20
• 2.6 本章小结20-21
• 第三章 改进的遗传粒子群结合算法21-31
• 3.1 基本遗传算法简介21-23
• 3.2 基本粒子群算法简介23-26
• 3.3 改进的遗传粒子群算法结合算法26-30
• 3.3.1 目前两种算法结合的研究现状27-28
• 3.3.2 改进的遗传-粒子群算法28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 改进的遗传粒子群结合算法性能分析31-40
• 4.1 测试函数简介31-33
• 4.2 测试结果对比分析33-39
• 4.2.1 算法设定参数33-34
• 4.2.2 测试结果34-39
• 4.3 本章小结39-40
• 第五章 基于改进遗传粒子群与功率阈值法的中继选择与功率分配联合算法40-51
• 5.1 异构网络多中继协作通信模型及相关性能分析40-43
• 5.2 典型中继选择算法43-45
• 5.3 基于群智能算法的功率分配算法45
• 5.4 基于IGAPSO与功率阈值法的中继选择与功率分配联合算法45-50
• 5.4.1 目标函数分析45-46
• 5.4.2 基于改进遗传粒子群算法的功率分配算法46-48
• 5.4.3 基于功率阈值的中继选择算法48-49
• 5.4.4 基于IGAPSO与功率阈值法的中继选择与功率分配联合优化算法49-50
• 5.5 本章小结50-51
• 第六章 仿真实验与结果分析51-63
• 6.1 系统仿真参数51
• 6.2 不同功率分配算法对系统性能的影响51-55
• 6.3 不同中继选择算法对系统性能的影响55-60
• 6.3.1 不同中继选择算法在GA功率分配方案下的性能55-59
• 6.3.2 不同中继选择算法在PSO功率分配方案下的性能59-60
• 6.4 中继选择与功率分配联合算法下的系统性能60-62
• 6.5 本章小结62-63
• 总结与展望63-65
• 参考文献65-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 答辩委员会对论文的评定意见72

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本文编号：455466