基于鲶鱼粒子群算法的认知无线电频谱分配

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ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｔｅｓｔｔｈｅｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅｏｆＣＥ—ＰＳＯｌｇａｏｒｉｔｈｍ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＣＥ— ＰＳＯｌｇａｏｒｉｔｈｍｏｖｅｒｃｏｍｅｓｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓｏｆＰＳ０ｌｇａｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄｃａｎｑｕｉｃｋｌｙｎｄａａｃｃｕｒａｔｅｌｙｉｆｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｅｃｐｔｕｍｒｌｌａｏｃａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ，ａｎｄｃａｎｂｅｔｔｅｒａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｙｓｔｅｍｅｉｃｆｉｅｎｃｙ，ＳＯｉｔｃａｎｍｅｅｔｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｃｏｎｉｇｔｉｖｅｒａｄｉｏｓｙｓｔｅｍｓ．
【摘要】目前亟待解决如何获得认知无线电系统效益最大化问题，而求解最优频谱分配方法是一项关键技术，针对传统粒子群（ＰＳＯ）算法收敛速度慢、易陷入局部最优解等缺陷，提出一种基于鲶鱼粒子群算法（ＣＥ－ＰＳＯ）的认知无线电频谱分配方法。首先建立认知无线电频谱分配优化的数学模型，然后以用户取得的效益最大化为优化目标，引入“ 鲶鱼效应 ” ，保持粒子群的多样性，通过粒子间信息交流找到空闲频谱最优分配方案，最后采用仿真实验测试ＣＥ — ＰＳＯ算法的有效性。结果表明，ＣＥ－ＰＳＯ算法克服了ＰＳＯ算法的缺陷，可以快速、准确地寻找到最优频谱分配方案，更好地实现系统效益的最大化，可以满足认知无线电系
统的应用需求。
【关键词】认知无线电；频谱分配；粒子ຫໍສະໝຸດ Baidu算法；鲶鱼效应【中图分类号】ＴＮ９１５【文献标志码】Ａ
ＳｐｅｃｔｒｕｍＡｌｌｏｃａｔｉｏｎｏｆＣｏｇｎｉｔｉｖｅＲａｄｉｏＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＣａｔｉｓｆｈＥｆｅｃｔＰａｒｔｉｃｌｅＳｗａｒｍＯｐｉｔｍｉｚａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍ
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ＢＲＯＡＤｃＡｓＴＩＮＧＡＮＤＴＲＡ
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【本文献信息】卓志宏．基于鲶鱼粒子群算法的认知无线电频谱分配［Ｊ］．电视技术，２０１４，３８（７）
基于鲶鱼粒子群算法的认知无线电频谱分配
卓志宏
（阳江职业技术学院，广东阳江５２９５６６）
ＺＨＵ０Ｚｈｉｈｏｎｇ
（ＹａｎｇｉｆａｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＹａｎｇｉｆａｎｇ５２９５６６，Ｃｈｉｎａ）
ｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｂａｓｅｄｏｎｃａｔｆｉｓｈｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｌａｇｏｒｉｔｈｍ（ＣＥ－ＰＳＯ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｌａｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅ
ｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｓｐｅｃｔｕｍｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｍａｘｉｍｕｍｂｅｎｅｉｆｔｉｓｔａｋｅｎａｓｈｅｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｇｏａｌ，ａｎｄｔｈｅｎｈｅ’ ｔ ’ ｃａｔｉｓｆｈｅｆｅｃｔ ”ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｏ
ＰＳＯｔｏｋｅｅｐｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｌｎｔｏｉｎｆｄｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｐｅｃｔｕｍｒｏｐｔｉｍａｌｌｌａｏｃａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｂｙｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｘｃｈｎｇａｅａｍｏｎｇｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｔｈｅ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｓｐｅｃｔｒｕｍａｌｌｏｃａｔｉｏｎｉｓａｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄｓｐｅｃｔｕｍｒｌａｌｏｃａｔｉｏｎｉｓｕｓｅｄｔＯｉｆｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｌａｍａｘｉｍｕｍｓｙｓｔｅｍｅｆｉ —
ｃｉｅｎｃｙ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＰＳＯ）ａｌｇｏｉｒｔｈｍｈａｓｓｌｏｗｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ，ｌｏｃａｌｏｐｔｉｍａｌｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｄｅｆｅｃｔｓ，ＳＯａｓｐｅｃｔｒｕｍｌａｌｏｃａｔｉｏｎ