基于进化算法认知无线电频谱分配研究

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1、硕士学位论文＿參Ｉ基于进化算法认知无线电频谱分配研宄！Ｉ作者姓名黄伟鹏学校导师姓名、职称黑永强副教授企业导师姓名、职称史凡髙工申请学位类别工程硕士学校代码１０７０１学号１４０１１２０４３４分类号ＴＮ９２密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于进化算法认知无线电频谱分配研宄作者姓名：黄伟鹏领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：黑永强副教授企业导师姓名、职称：史凡高工学院：通信工程学院提交日期：２０１７

2、年４月ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｅｃｔｒｕｍＡｌｌｏｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｐＢａｓｅｄｏｎＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｒＡｌｏｒｉｔｈｍｉｎＣｏｇｎｉｔｉｖｅｙｇＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋｓＡｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＸＩＤＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹｉｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｐｑｆｏｒｔｈｅｄｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＥｎｉｎｅｅｒｉ

3、ｎｇｇＢｙＨｕａｎｗｅｉｅｎｇｐｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：ＨｅｉｙｏｎｇｑｉａｎｇＴｉｔｌｅ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＳｈｉｆａｎＴｉｔｌｅ：ＳｅｎｉｏｒＥｎｉｎｅｅｒｐｇ西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果；也不包含

4、为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责任。本人签名：曰期：＞ｈ、參＇？—？西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，ｇ卩：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印，、缩

5、印或其它复制手段保存论文。同时本人保证结合学位论文研宄成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＿：：本人签名导师签名、旁杀：日期：１日期／叫Ｉ摘要摘要无线通信的飞速发展和通信产品的不断革新对频谱资源的需求飞速增长。传统分一一配策略已经不再适用，些动态频谱分配技术尽管能够定程度提升频谱的利用率，，缓解频谱资源稀缺的问题，但面对无止境的增长需求始终无法从根本上解决问题。一认知无线电（ＣＲ）被认为是种能够从根本上改善频谱

6、稀缺的软件无线电技术。动一态频谱共享技术是ＣＲ中的项关键技术，它允许次用户根据感知获取的环境信息，在不影响主用户的前提下，实现对授权频谱的二次利用。因此，ＣＲ动态频谱共享技术毫无疑问是一个重要的研究热点。本文主要研究ＣＲ动态频谱共享系统中的频谱分配和功率分配问题以最大化认知吞吐量和最小化系统传输总功率。论文首先学习了ＣＲ的频谱共享和功率分配的相关理论■、；提出了本论文频谱共享问题模型：即在给定可用矩阵／效益矩阵５以及干扰矩阵Ｃ的情况；，通过动态分配技术实现系统总效益、最小效益、比例公平的最大

7、化进一二ＣＲ网络频步，提出第个次用户总功率受限情况下谱和功率联合分配的问题模型。上述优化问题都是非凸优化问题，可以通过进化算法进行求解。为此，本文提出一ｍ了种新的改进化学优化算法（ＩｍｒｏｖｅｄＣｈｅｉｃａｌＲｅａｃｔｉｏｎＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＩＣＲＯ），它ｐｐ，一（ｔ是种参数自适应的算法，且融合了其他包括化学优化算法ＣｈｅｉｍｃａｌＲｅａｃｉｏｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）、粒子群优化算法（ＰａｒｔｉｃｌｅＳｗａｒｍＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ＰＳＯ）以及差分进化算法（ＤｅｒｅｎｔｉａｌＥｖ

8、ｏ丨ｕｔｉｏｎ）。ｉｆ等优良特性的算法仿真结果表明ＩＣＲＯ能够获取比其他算法更好的性能。一最后，考虑到频谱共享往往需要同时兼顾多个相互冲突的目标，单目标的频谱分配方案可能无法满足实际需求，提出了第三个问题模型，也即Ｕｎｄｅｒｌａｙ模式下，基于链路信噪比和功率限制下的多目标优