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膜量子蜂群优化的多目标频谱分配

高洪元 李晨琬

膜量子蜂群优化的多目标频谱分配

高洪元, 李晨琬
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  • 为了解决认知无线电系统中最大和网络效益和用户间公平性联合最优化的多目标频谱分配难题,基于量子蜂群理论和膜计算,提出了一种新的离散多目标组合优化算法–-膜量子蜂群优化. 所提算法在基础膜可以搜索到单个目标的全局最优解,在表层膜获得兼顾网络效益和公平的Pareto前端解. 通过膜间的通信规则、量子觅食行为的协同演进和非支配解排序可获得能同时求解单目标和多目标优化问题的多目标优化算法,并与经典的敏感图论着色算法、遗传算法、量子遗传算法和粒子群算法等频谱分配算法在不同的目标函数下进行仿真性能比较. 仿真结果表明:在不同网络效益函数下所提的膜量子蜂群频谱分配算法都能够较好地找到单目标最优解,优于经典的频谱分配算法和已有的智能频谱分配算法,还可获得多目标频谱分配的Pareto前端最优解集.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61102106,61102105)、中国博士后科学基金(批准号:2013M530148)、中央高校基本科研业务费(批准号:HEUCF140809)和黑龙江省博士后科学基金(批准号:LBH-Z13054)资助的课题.
    [1]

    Chai Z Y, Chen L, Zhu S F 2012 Acta Phys. Sin. 61 058801 (in Chinese) [柴争义, 陈亮, 朱思峰 2012 物理学报 61 058801]

    [2]

    Zheng S L, Yang X N 2012 Acta Phys. Sin. 61 148402 (in Chinese) [郑仕链, 杨小牛 2012 物理学报 61 148402]

    [3]

    Zhao Z J, Xu S Y, Zheng S L, Yang X N 2009 Acta Phys. Sin. 58 5118 (in Chinese) [赵知劲, 徐世宇, 郑仕链, 杨小牛 2009 物理学报 58 5118]

    [4]

    Haykin S 2005 IEEE J. Select. Areas Commun. 23 201

    [5]

    Liu Y, Peng Q C, Shao H Z, Peng Q H, Wang L 2013 Acta Phys. Sin. 62 078406 (in Chinese) [刘允, 彭启琮, 邵怀宗, 彭启航, 王玲 2013 物理学报 62 078406]

    [6]

    Tang J, Misra S, Xue G 2008 Computer Networks 52 2148

    [7]

    Chai Z Y, Zheng L P, Zhu S F 2012 Acta Phys. Sin. 61 118801 (in Chinese) [柴争义, 郑丽萍, 朱思峰 2012 物理学报 61 118801]

    [8]

    Wang Z, Li Y M, Chen B, Zhou T 2013 Acta Phys. Sin. 62 128802 (in Chinese) [汪照, 李有明, 陈斌, 邹婷 2013 物理学报 62 128802]

    [9]

    Zu Y X, Zhou J 2012 Chin. Phys. B 21 019501

    [10]

    Zu Y X, Zhou J, Zeng C C 2010 Chin. Phys. B 19 119501

    [11]

    Zheng H, Peng C 2005 Proc. IEEE International Conference on Communications (ICC) 5 3132

    [12]

    Peng C, Zheng H, Zhao B Y 2006 ACM Mobile Networks and Applications 11 555

    [13]

    Clancy T C 2009 Annales des Telecommunications Annals of Telecommunications 64 573

    [14]

    Huang J, Berry R A, Honig M L 2006 ACM Mobile Networks and Applications 11 405

    [15]

    Niyato D, Hossain E 2008 IEEE Trans. Wireless Commun. 7 2651

    [16]

    Zhao Z J, Peng Z, Zheng S L, Shang J N 2009 IEEE Trans. Wireless Commun. 8 4421

    [17]

    Thilakawardana D, Moessner K 2008 IET Commun. 2 827

    [18]

    Zhao Z J, Peng Z, Zheng S L, Xu S Y, Lou C Y, Yang X N 2009 Acta Phys. Sin. 58 1358 (in Chinese) [赵知劲, 彭振, 郑仕链, 徐世宇, 楼才义, 杨小牛 2009 物理学报 58 1358]

    [19]

    Chai Z Y, Liu F, Zhu S F 2011 Acta Phys. Sin. 60 068803 (in Chinese) [柴争义, 刘芳, 朱思峰 2011 物理学报 60 068803]

    [20]

    Srinivas N, Kalyanmoy D 1994 Evolut. Comput. 2 221

    [21]

    Deb K, Pratap A, Agarwal S, Meyarivan T 2002 IEEE Trans. Evolut. Comput. 6 182

    [22]

    Gao H Y, Cao J L, Diao M 2013 Int. J. Comput Appl. Technol. 46 244

    [23]

    Păun G, Rozenberg G 2002 Theor. Comput. Sci. 287 73

    [24]

    Păun G 2000 J. Comput. Syst. Sci. 61 108

  • [1]

    Chai Z Y, Chen L, Zhu S F 2012 Acta Phys. Sin. 61 058801 (in Chinese) [柴争义, 陈亮, 朱思峰 2012 物理学报 61 058801]

    [2]

    Zheng S L, Yang X N 2012 Acta Phys. Sin. 61 148402 (in Chinese) [郑仕链, 杨小牛 2012 物理学报 61 148402]

    [3]

    Zhao Z J, Xu S Y, Zheng S L, Yang X N 2009 Acta Phys. Sin. 58 5118 (in Chinese) [赵知劲, 徐世宇, 郑仕链, 杨小牛 2009 物理学报 58 5118]

    [4]

    Haykin S 2005 IEEE J. Select. Areas Commun. 23 201

    [5]

    Liu Y, Peng Q C, Shao H Z, Peng Q H, Wang L 2013 Acta Phys. Sin. 62 078406 (in Chinese) [刘允, 彭启琮, 邵怀宗, 彭启航, 王玲 2013 物理学报 62 078406]

    [6]

    Tang J, Misra S, Xue G 2008 Computer Networks 52 2148

    [7]

    Chai Z Y, Zheng L P, Zhu S F 2012 Acta Phys. Sin. 61 118801 (in Chinese) [柴争义, 郑丽萍, 朱思峰 2012 物理学报 61 118801]

    [8]

    Wang Z, Li Y M, Chen B, Zhou T 2013 Acta Phys. Sin. 62 128802 (in Chinese) [汪照, 李有明, 陈斌, 邹婷 2013 物理学报 62 128802]

    [9]

    Zu Y X, Zhou J 2012 Chin. Phys. B 21 019501

    [10]

    Zu Y X, Zhou J, Zeng C C 2010 Chin. Phys. B 19 119501

    [11]

    Zheng H, Peng C 2005 Proc. IEEE International Conference on Communications (ICC) 5 3132

    [12]

    Peng C, Zheng H, Zhao B Y 2006 ACM Mobile Networks and Applications 11 555

    [13]

    Clancy T C 2009 Annales des Telecommunications Annals of Telecommunications 64 573

    [14]

    Huang J, Berry R A, Honig M L 2006 ACM Mobile Networks and Applications 11 405

    [15]

    Niyato D, Hossain E 2008 IEEE Trans. Wireless Commun. 7 2651

    [16]

    Zhao Z J, Peng Z, Zheng S L, Shang J N 2009 IEEE Trans. Wireless Commun. 8 4421

    [17]

    Thilakawardana D, Moessner K 2008 IET Commun. 2 827

    [18]

    Zhao Z J, Peng Z, Zheng S L, Xu S Y, Lou C Y, Yang X N 2009 Acta Phys. Sin. 58 1358 (in Chinese) [赵知劲, 彭振, 郑仕链, 徐世宇, 楼才义, 杨小牛 2009 物理学报 58 1358]

    [19]

    Chai Z Y, Liu F, Zhu S F 2011 Acta Phys. Sin. 60 068803 (in Chinese) [柴争义, 刘芳, 朱思峰 2011 物理学报 60 068803]

    [20]

    Srinivas N, Kalyanmoy D 1994 Evolut. Comput. 2 221

    [21]

    Deb K, Pratap A, Agarwal S, Meyarivan T 2002 IEEE Trans. Evolut. Comput. 6 182

    [22]

    Gao H Y, Cao J L, Diao M 2013 Int. J. Comput Appl. Technol. 46 244

    [23]

    Păun G, Rozenberg G 2002 Theor. Comput. Sci. 287 73

    [24]

    Păun G 2000 J. Comput. Syst. Sci. 61 108

  • [1] 赵知劲, 彭振, 徐世宇, 郑仕链, 楼才义, 杨小牛. 基于量子遗传算法的认知无线电频谱分配. 物理学报, 2009, 58(2): 1358-1363. doi: 10.7498/aps.58.1358
    [2] 郑仕链, 杨小牛. 用于认知无线电协作频谱感知的混合蛙跳算法群体初始化技术. 物理学报, 2013, 62(7): 078405. doi: 10.7498/aps.62.078405
    [3] 刘允, 彭启琮, 邵怀宗, 彭启航, 王玲. 一种基于授权信道特性的认知无线电频谱检测算法. 物理学报, 2013, 62(7): 078406. doi: 10.7498/aps.62.078406
    [4] 殷聪, 谭学治, 马琳, 于洋. 认知无线电中基于频谱聚合的全局比例公平调度算法. 物理学报, 2014, 63(11): 118402. doi: 10.7498/aps.63.118402
    [5] 周杰, 俎云霄. 一种用于认知无线电资源分配的并行免疫遗传算法. 物理学报, 2010, 59(10): 7508-7515. doi: 10.7498/aps.59.7508
    [6] 俎云霄, 周杰. 基于组合混沌遗传算法的认知无线电资源分配. 物理学报, 2011, 60(7): 079501. doi: 10.7498/aps.60.079501
    [7] 郑仕链, 楼才义, 杨小牛. 基于改进混合蛙跳算法的认知无线电协作频谱感知. 物理学报, 2010, 59(5): 3611-3617. doi: 10.7498/aps.59.3611
    [8] 赵知劲, 郑仕链, 尚俊娜, 孔宪正. 基于量子遗传算法的认知无线电决策引擎研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6760-6766. doi: 10.7498/aps.56.6760
    [9] 杨小龙, 谭学治, 关凯. 认知无线电网络中基于抢占式排队论的频谱切换模型. 物理学报, 2015, 64(10): 108403. doi: 10.7498/aps.64.108403
    [10] 郑仕链, 杨小牛. 绿色认知无线电自适应参数调整. 物理学报, 2012, 61(14): 148402. doi: 10.7498/aps.61.148402
    [11] 赵知劲, 徐世宇, 郑仕链, 杨小牛. 基于二进制粒子群算法的认知无线电决策引擎. 物理学报, 2009, 58(7): 5118-5125. doi: 10.7498/aps.58.5118
    [12] 张学军, 鲁友, 田峰, 孙知信, 成谢锋. 基于信任度的双门限协作频谱感知算法. 物理学报, 2014, 63(7): 078401. doi: 10.7498/aps.63.078401
    [13] 柴争义, 王秉, 李亚伦. 拟态物理学优化的认知无线电网络频谱分配. 物理学报, 2014, 63(22): 228802. doi: 10.7498/aps.63.228802
    [14] 郑仕链, 杨小牛, 赵知劲. 用于随机解调器压缩采样的重构判定方法. 物理学报, 2014, 63(22): 228401. doi: 10.7498/aps.63.228401
    [15] 柴争义, 刘芳, 朱思峰. 混沌量子克隆算法求解认知无线网络频谱分配问题. 物理学报, 2011, 60(6): 068803. doi: 10.7498/aps.60.068803
    [16] 柴争义, 郑丽萍, 朱思峰. 混沌免疫算法求解认知无线电网络资源分配问题. 物理学报, 2012, 61(11): 118801. doi: 10.7498/aps.61.118801
    [17] 伍春, 江虹, 尤晓建. 基于博弈论的认知无线电网络跨层资源分配. 物理学报, 2014, 63(8): 088801. doi: 10.7498/aps.63.088801
    [18] 柴争义, 陈亮, 朱思峰. 混沌免疫多目标算法求解认知引擎参数优化问题 . 物理学报, 2012, 61(5): 058801. doi: 10.7498/aps.61.058801
    [19] 周杰, 刘元安, 吴帆, 张洪光, 俎云霄. 基于混沌并行遗传算法的多目标无线传感器网络跨层资源分配. 物理学报, 2011, 60(9): 090504. doi: 10.7498/aps.60.090504
    [20] 徐贤胜, 郭鹏, 黄思训, 项杰. 无线电掩星滑动频谱方法和后传播方法的分析比较. 物理学报, 2011, 60(9): 099202. doi: 10.7498/aps.60.099202
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-02
  • 修回日期:  2014-03-04
  • 刊出日期:  2014-06-05

膜量子蜂群优化的多目标频谱分配

  • 1. 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院, 哈尔滨 150001
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61102106,61102105)、中国博士后科学基金(批准号:2013M530148)、中央高校基本科研业务费(批准号:HEUCF140809)和黑龙江省博士后科学基金(批准号:LBH-Z13054)资助的课题.

摘要: 为了解决认知无线电系统中最大和网络效益和用户间公平性联合最优化的多目标频谱分配难题,基于量子蜂群理论和膜计算,提出了一种新的离散多目标组合优化算法–-膜量子蜂群优化. 所提算法在基础膜可以搜索到单个目标的全局最优解,在表层膜获得兼顾网络效益和公平的Pareto前端解. 通过膜间的通信规则、量子觅食行为的协同演进和非支配解排序可获得能同时求解单目标和多目标优化问题的多目标优化算法,并与经典的敏感图论着色算法、遗传算法、量子遗传算法和粒子群算法等频谱分配算法在不同的目标函数下进行仿真性能比较. 仿真结果表明:在不同网络效益函数下所提的膜量子蜂群频谱分配算法都能够较好地找到单目标最优解,优于经典的频谱分配算法和已有的智能频谱分配算法,还可获得多目标频谱分配的Pareto前端最优解集.

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