电力线通信系统资源分配问题的粒子群优化算法研究

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对于宽带接入技术来说电力线通信(PLC, Power Line Communication)是前景比较好的技术,它具有多个好的特点,比如不用重新布线、接入便捷和覆盖范围广等。正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequence Division Multiplexing)技术已经广泛应用在了电力线通信系统中,这在很大程度上提高了电力线通信的多方面要求和拓展了其应用范围。本文是在多用户OFDM系统的基础上,建立了电力线通信系统中资源分配问题数学模型。针对建立的数学模型,重点研究一种改进的粒子群优化算法。为了提高基本粒子群算法的搜索性能,本文设计了一种带局部调优的改进的粒子群优化算法。首先,在粒子编码上,如果采用0-1编码,当有K个用户,S个子载波时,必须使用KS个0-1变量,而且需要增加KS个约束方程,因此本文采用自然数编码,这时,只需要S个变量,这样可大大减少了变量个数。其次,为提高求解效率,文章采用了局部调优策略,对种群中的粒子按一定的概率进行局部调优。最后,粒子群优化算法具有易于收敛到局部最优解的特点,所以保证种群的多样性是必要的,针对这一问题,在粒子群优化算法中引进了遗传算法中的交叉算子和变异算子。并在子代选择方面,采用部分精英保留和随机选择策略对种群进行更新。经过仿真实验表明,带局部调优的改进的粒子群优化算法能够取得较好的搜索结果。
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