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拟态物理学优化的认知无线电网络频谱分配

柴争义 王秉 李亚伦

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拟态物理学优化的认知无线电网络频谱分配

柴争义, 王秉, 李亚伦

Spectrum allocation of cognitive radio network based on artificial physics optimization

Chai Zheng-Yi, Wang Bing, Li Ya-Lun
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  • 针对认知无线电网络中基于图着色模型的频谱分配问题, 基于其非确定性多项式特性, 以最大化网络收益总和为目标, 提出了一种基于拟态物理学优化的求解算法. 在拟态物理学优化算法中, 将频谱分配问题的解映射为一个具有质量的微粒, 通过建立微粒的质量与其适应值之间的关系, 并利用万有引力定律定义微粒间的虚拟作用力的大小, 使整个群体向更好的方向运动, 实现群体寻优. 给出了频谱分配问题的具体求解过程, 并根据分配问题的二进制编码特点, 改进了微粒的位置更新方程. 仿真实验表明: 本文算法能更好地实现网络收益最大化.
    To study the spectrum allocation problem based on graph coloring model in cognitive radio network, an algorithm to maximize total network revenue is proposed, which is based on artificial physics optimization because of its NP-based features. In artificial physics optimization algorithm, the solution of spectrum allocation problem is mapped into a particle with mass. It establishes the relation between particle mass and its fitness value, and defines the virtual force between the particles by the law of gravity so that the entire group can move to the better direction and achieve population optimization. The detailed spectrum allocation process is given and the particle position updating equation is improved because of its binary coding features. Simulation results show that the proposed algorithm can better maximize network revenue.
    • 基金项目: 北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室基金(批准号:KFKT-2013101)、国家自然科学基金(批准号:U1204618,61202099)、江苏省博士后科研资助(批准号:1202006C)、中国博士后面上基金(批准号:2013M541586)、河南省教育厅自然科学研究重点项目(批准号:13A520192,14A520024)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the State Key Laboratory of Universal Wireless Communications (Beijing University of Posts and Telecommunications), Ministry of Education, China (Grant No. KFKT-2013101), the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. U1204618, 61202099), the Jiangsu Postdoctoral Sustentation Fund (Grant No. 1202006C), the China Postdoctoral Fund (Grant No. 2013M541586), and the Research Foundation of Education Bureau of Henan Province, China (Grant Nos. 13A520192, 14A520024).
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-22
  • 修回日期:  2014-07-07
  • 刊出日期:  2014-11-05

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