异构无线网络协作通信系统中多模终端功率控制与分配算法研究

发布时间：2017-08-20 03:30

  本文关键词：异构无线网络协作通信系统中多模终端功率控制与分配算法研究

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【摘要】：目前,大量异构无线网络在区域上共存且相互不兼容,阻碍了网络资源的充分利用,加上频谱资源的稀缺性问题,使得异构无线网络协作通信成为无线通信领域的研究热点,作为其关键技术之一的多模终端的功率控制与分配问题是本文的主要研究内容。本文分析了现有功率控制与分配算法的不足,提出两种新的功率控制与分配算法,以多模终端利用多个网络并行传输数据的情景作为参考模型,考察在高斯白噪声瑞利衰落信道中,这两种算法的性能表现。本文的工作内容主要分为两部分:1、本文在现有遗传算法的研究基础上提出了基于有向变异的遗传算法,该算法改造了传统遗传算法的部分环节,引入了倒位算子和最优保存策略,提出了一种新的有向变异算子。测试结果表明,相比现有遗传算法,基于有向变异的遗传算法有效改善了收敛速度,搜索精度,算法稳定性和适应性四方面的性能。2、本文构建了多模终端同时利用多个网络并行传输数据的系统模型,以控制多模终端的总功耗和提高总传输速率为目标,设计了一个用于评价功率控制与分配方案优劣的多目标评价函数,分别提出了基于拉格朗日函数法和基于有向变异遗传算法的功率控制与分配算法。本文的测试以文献[30]的分配算法和平均分配法为对照,比较各种算法在总功耗,总传输速率,能效比,平均误码率,中断概率五个方面的性能。仿真结果表明拉格朗日函数法和基于有向变异的遗传算法要对比平均分配法和文献[30]分配算法在上述五个方面表现更好,并且,拉格朗日函数法分配速度快但应用条件苛刻,遗传算法搜索分配速度稍慢但是更加通用。本文还比较了单一网络通信和上述多网络协作通信在性能表现上的差异,仿真结果表明同等功耗下多网络协作通信性能表现总是更好。
【关键词】：异构无线网络 协作通信 功率控制与分配 遗传算法 有向变异
【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】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 选题背景与意义10-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 论文内容安排15-17
• 第二章 遗传算法及其改进17-46
• 2.1 遗传算法综述17-19
• 2.1.1 遗传算法基本名词解释17
• 2.1.2 遗传算法的基本构成要素17-19
• 2.2 遗传算法要素解析19-25
• 2.2.1 染色体编码19-21
• 2.2.2 适应度函数21-22
• 2.2.3 选择算子22-23
• 2.2.4 交叉算子23-24
• 2.2.5 变异算子24-25
• 2.3 遗传算法改进25-29
• 2.3.1 带最优保存策略的全概率倒位算子27
• 2.3.2 带最优保存策略的全概率有向变异算子27-29
• 2.3.3 全概率均匀交叉算子29
• 2.3.4 其他相关机制设计29
• 2.4 遗传算法的应用29-31
• 2.5 性能测试与比较31-45
• 2.5.1 性能测试函数31-35
• 2.5.2 测试参照设计35-36
• 2.5.3 测试与结果分析36-43
• 2.5.4 结果对比与分析43-45
• 2.6 本章小节45-46
• 第三章 异构无线网络协作通信系统的多目标功率控制与分配46-69
• 3.1 基于多模终端的多网络并行传输46-50
• 3.1.1 基于多模终端的多网络并行传输模型46-47
• 3.1.2 信号模型47-48
• 3.1.3 发射功率与传输速率模型48-49
• 3.1.4 发射功率与平均误码率模型49
• 3.1.5 发射功率与中断概率模型49-50
• 3.2 功率控制与分配的多目标优化与评价函数设计50-52
• 3.2.1 多目标优化50-51
• 3.2.2 多目标功率控制与分配方案的评价函数设计51-52
• 3.3 平均分配网络功率52-54
• 3.3.1 平均分配法下的评价函数分析52-53
• 3.3.2 能效比分析53
• 3.3.3 平均分配法下的各项性能指标分析53-54
• 3.4 使用拉格朗日函数法求解最佳功率控制与分配方案54-57
• 3.4.1 拉格朗日函数法[49]下的评价函数分析54-55
• 3.4.2 能效比分析55
• 3.4.3 拉格朗日函数法下各项性能分析55-56
• 3.4.4 拉格朗日函数法缺陷分析56-57
• 3.5 使用基于有向变异的遗传算法进行多目标功率控制与分配57-58
• 3.5.1 优化目标分析57
• 3.5.2 使用基于有向变异的遗传算法进行功率控制与分配57-58
• 3.6 各种功率控制与分配算法结果仿真与分析58-67
• 3.6.1 网络参数设置58-59
• 3.6.2 拉格朗日函数法与平均分配法对比59-60
• 3.6.3 基于有向变异的遗传算法搜索结果60-67
• 3.7 本章小结67-69
• 第四章 结束语69-71
• 4.1 全文总结69-70
• 4.2 未来展望70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果75-76
• 致谢76-77
• 附件77

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1 温志刚;功率控制在优化最坏小区中的应用[J];电信技术;2001年11期

2 钱业青,姚天任;分布式离散功率控制[J];通信技术;2002年07期

3 李文娟;惠晓威;;3G系统中的几种联合功率控制[J];科技信息(科学教研);2007年29期

4 鲁玉芳;唐宏;朱江;张家波;;TD-HSUPA系统E-PUCH信道功率控制机制研究[J];数字通信;2010年06期

5 张炜,铁玲,戎蒙恬,诸鸿文;一种基于博奕论的功率控制准则[J];通信技术;2001年07期

6 钟卫,徐友云,蔡跃明;非合作功率控制博弈优化设计[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2005年02期

7 汪筱阳;吴德伟;戴传金;;多飞机着陆测距信号的功率控制策略[J];空军工程大学学报(自然科学版);2013年01期

8 毛翔宇,郑建宏;模糊逻辑在内环功率控制中的应用[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2004年03期

9 黎宁,徐艳,谢胜利;一种802.11功率控制协议的仿真[J];华南理工大学学报(自然科学版);2004年06期

10 肖迎春,裴_g;三种无线通信系统中的功率控制方案[J];现代电子技术;2004年21期

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1 张丹;俞立;;基于加速超松弛迭代方法的随机功率控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

2 赵云波;张纪峰;;无线通信网络中的功率控制及相关控制理论问题[A];第二届全国复杂动态网络学术论坛论文集[C];2005年

3 欧怀谷;李富;张良驹;冯俊婷;;核反应堆功率控制系统的数字化实现[A];第三届北京核学会核应用技术学术交流会论文集[C];2004年

4 杜洪峰;梁朝晖;周正;邝育军;;可变速率可变功率的V-BLAST系统的性能分析[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年

5 王忠;任苏萍;雷礼平;杨永祯;;CDMA功率控制的计算机仿真[A];四川省通信学会2002年学术年会论文集[C];2002年

6 梅俊蓉;钟义信;;CDMA系统中的最优前向功率控制[A];1998年中国控制会议论文集[C];1998年

7 邓也;戴明艳;张慧;张晓辉;;PS下行功率控制原理及评估方法简介[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年

8 赵云波;张纪峰;;Ad hoc网络中两种功率控制策略的传输容量分析[A];第二十四届中国控制会议论文集（上册）[C];2005年

9 李平;;一种新的认知无线电功率控制博弈算法[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年

10 赵妮丽;王峰;;Ad Hoc功率控制与节能技术的研究[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集（下册）[C];2007年

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1 北京市电信规划设计院 王珏;从点看面现有CDMA网络如何工作？[N];计算机世界;2004年

2 武晓黎;TD手机很“绿色”[N];中国消费者报;2008年

3 ;第三代移动通信的关键技术[N];人民邮电;2001年

4 上海 王坦;常用手机英语缩略语构成特点及解释[N];电子报;2003年

5 ;“软硬兼施”TD终端更绿色[N];人民邮电;2008年

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2 黄秋萍;多用户系统的容量及功率控制研究[D];北京邮电大学;2013年

3 张艳荣;蜂窝移动通信分布式功率控制及其性能分析[D];西南交通大学;2007年

4 陈波;移动通信系统中功率控制关键技术的研究[D];上海交通大学;2008年

5 杨春刚;认知无线网络中基于博弈论的功率控制研究[D];西安电子科技大学;2011年

6 胡荣;宽带CDMA移动通信高性能接收及功率控制技术研究[D];浙江大学;2002年

7 王晓勇;LTE-A系统中功率分配与功率控制的研究[D];北京邮电大学;2011年

8 文晓聪;现代移动通信系统中功率控制和速率控制的研究[D];西北工业大学;2006年

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1 王金乐;两层Femtocell网络中基于信道增益不确定的鲁棒功率控制[D];燕山大学;2015年

2 董广伟;WCDMA的功率控制应用[D];复旦大学;2013年

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4 于欣;基于功率控制的Femtocell异构网络干扰管理方法的研究与改进[D];东北大学;2014年

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8 章未哲;基于功率控制的车载网络安全信息投递策略研究[D];电子科技大学;2016年

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本文编号：704454