基于混合优化算法的频谱资源指配研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sdmligq1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着无线电技术的快速发展,用频设备数量、种类不断增加,如何采用频率资源指配技术提高频谱利用率是频谱管理中的重点问题。尤其是在电磁环境相当复杂的现代信息化作战体系中,如果缺乏有效、合理的频谱管理,轻则不同设备之间互相干扰,重则作战功能瘫痪,进而丧失作战能力。为确保信息化作战效能的最大化,就必须保证体系内各用频装备的正常运行。因此加强频谱管理,合理分配系统内频谱资源就显得尤为重要。现代战争中复杂的电磁环境和快速变化的态势对频谱管理技术提出了更高效、动态化、资源多维化的要求,因此频率指配作为频谱管理的关键技术得到了广泛关注。本文针对频率指配模型、频率指配算法的改进问题和时隙-频率二维指配的问题进行了深入研究,主要研究工作如下:针对频率指配模型中常将链路同等对待的问题,本文提出了一种基于最小干扰指配问题(Mininum Interference Frequency Assignment Problem,MI-FAP)模型改进的指配模型。首先,代表所有链路指配结果的解向量从各链路的可用频率集中选取频点,使得工作频段不同的设备集中指配成为可能。其次,在代表干扰约束关系的矩阵中直接存储链路之间的最小频率间隔,若是无干扰关系的链路之间则用0表示,使得约束矩阵不必随着链路频率的改变实时更新。最后,根据不同设备和链路在系统中的重要性不同,提出了一种各链路干扰加权的目标函数,使权重高的链路更容易被指配无干扰频率。针对目前频率指配算法收敛精度不高,耗时长的问题,本文提出了一种基于模拟退火算法改进的频率指配算法。首先,本文对目前用于频率指配的模拟退火算法与人工鱼群算法进行了深入研究,分析了两者的优点与不足。结合人工鱼群算法中觅食行为包含的贪心机制和模拟退火算法的Metropolis准则,本文提出了一种由Metropolis准则控制贪心算法筛选次数的改进算法。最后,通过固定频率指配实验仿真和动态频率指配实验仿真的结果对比表明,改进算法在收敛精度和收敛速度上优于模拟退火算法和人工鱼群算法。针对二维资源指配模型问题,本文提出了一种描述时隙-频率二维指配的数学模型。首先,构造了链路被指配的时隙与频率资源在解向量中以有序数对表示的形式。然后,在干扰约束矩阵仍保持与固定频率指配问题中一致的前提下,设计了计算干扰代价的目标函数。根据每个时隙不同链路是否占用该时隙和不同链路在干扰约束矩阵中的关系,计算单个时隙的干扰代价再进行累加,达到计算总干扰代价的目的。最后,通过实验仿真结果表明,本文提出的改进算法也可用于频率-时隙二维指配。
其他文献
表面肌电信号是一种能反映肢体运动的功能状态和肌肉的生理状态的生理电信号。目前在临床医学、康复医学、运动医学等方面有广泛的应用,但是我们对表面肌电信号的特征仍旧不清楚。因此我们使用信息熵对表面肌电信号进行分析。本文研究了正常人在肢体运动时表面肌电信号的分布及信息熵,并与脑卒中引起上肢偏瘫的患者进行比较分析。本文的主要工作和贡献包含以下几个部分:首先,基于时频分析,建立了多组试验者在不同频点上的表面肌
学位
随着数字化技术的成熟和军事需求多样性发展,具有硬件可重组、软件可重构、功能可扩展的软件化雷达已经成为雷达系统研究的重要课题。显控平台作为软件化雷达的上层应用,承载着人机交互的重要功能。本文提出了基于二分查找的一一映射法进行P显实时坐标变换,并以组件为基本开发单元,设计并实现了软件可重构和功能可扩展的软件化雷达显控平台。本文首先调研了软件化雷达的研究背景和国内外研究现状,介绍了显控平台的发展历程以及
学位
随着无线通信设备数量日益增长,频谱环境愈发复杂多变,传统的扩频通信技术在这种情况下,也难以抵抗动态变化的干扰信号。智能抗干扰通信技术具有频谱感知能力,通过智能决策算法,根据干扰信号实时动态地调整通信参数,可以实现在复杂环境中的抗干扰通信能力。智能抗干扰技术的核心在于实现抗干扰决策知识库,求解从环境干扰到抗干扰策略的映射,指导通信过程中的抗干扰动作选择。本文针对这一求解问题,研究了从实际干扰信号中学
学位
雷达波形在雷达系统中起着非常重要的作用,是雷达探测过程中能否获取目标精确信息的重要一环。现代战场环境中存在设备集成度高、频谱资源紧缺等特点,为了减少雷达信号与设备之间通信信号的互相影响,提高频谱利用率,本文对雷达通信一体化信号进行了研究。在研究过程中,针对单载波一体化信号进行设计,通过对通信信号进行码元调制来优化信号指标,从而实现雷达功能。相对于前人工作,本文着眼于一体化信号的快速优化设计方法,将
学位
现代显示技术发展和集成电路的联系日益密切,同时随着互联网和智能应用设备的普及,人们对信息显示方式的高性能需求也逐渐强烈。如何在微小型尺寸设备中实现更好的显示效果,成为当前显示领域中亟待解决的关键问题之一。Micro LED显示技术成为当前显示技术中有效的解决办法。结合当前国内外研究现状,本文充分研究了 Micro LED的工作原理与驱动方式,根据项目的功能需求和主要的技术指标参数,完成了硅基LED
学位
边缘计算通过在网络边缘部署服务和执行计算任务以满足资源匮乏终端设备的时延敏感服务需求,合理的资源配置能够提升边缘计算资源利用率,提高边缘计算系统任务执行成功率。边缘计算中资源配置研究分为任务调度和服务放置两类,现有以任务执行时间预估为代表的任务调度方法,通过对任务执行过程进行精细建模,估计任务在不同边缘服务器执行的时间,将任务调度到预计耗时最短的服务器执行;现有以负载预测为代表的服务放置方法,通过
学位
近年来随着雷达、声呐等领域对信号定位精度要求的提高,到达角(Directionof Arrivals,DOA)估计精度的提升方法越来越多,对非均匀阵列的应用也越来越广泛。为了提升非均匀阵列的定位精度,首先本文提出了基于空域信息及阵元位置差集生成虚拟阵元的改进非均匀阵列,然后提出了一种基于时空联合信息生成虚拟阵元的改进和差非均匀阵列,并在和差互质阵的基础上,提出了一种基于阵列运动的一维空洞填充算法,
学位
传统的电子侦察设备中,一些复杂度较高的算法,如脉内调制识别算法,通常在DSP中实现。该做法实时性差,不能实现对脉冲的逐个识别,这样就不能把调制类型当作分选依据,会对后续的脉冲分选等算法产生影响。为了实现对脉内调制识别等算法的逐脉冲实时预处理,本文利用FPGA平台数据并行流水线处理的优势,研究了基于FPGA平台的电子侦察预处理技术。主要研究内容如下:1.针对电子侦察输入信号采样率极高,难以保证对小信
学位
空天地一体化网络作为国家信息化建设的基础设施,保证空天地一体化网络的安全可靠传输,对维护国家安全具有重要意义。由于空天地一体化网络横跨空、天、地、海等多个领域,同时节点暴露、信道开放,使其极易受到干扰攻击。在面对固定的常规干扰时,经典的物理层和链路层抗干扰技术还能保持良好的抗干扰效果。然而随着电子攻击技术的不断进步,智能化、体系化的新型干扰对空天地一体化网络的可靠传输提出了新的挑战。智能化的干扰催
学位
工作负载预测是指根据历史工作负载等信息确定未来某特定时刻的工作负载数据。精确的工作负载预测对云数据中心实现服务级别协议(Service-Level Agreement,SLA)至关重要。基于深度学习的工作负载预测算法是指使用深度学习方法解决云环境工作负载预测问题的算法,是目前工作负载预测的主流方法,但是难以平衡预测准确度和预测效率。跨场景的工作负载预测是指从一个特定的云数据中心场景的已知工作负载数
学位