基于多目标遗传算法的认知无线电频谱分配
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ｔ ａ ＧＣ． ｈ ｎ ＣＳ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃ ｇ ｉｖ ｄ ； ｐ ｃ ｕ ｌ ｃｔ ｎ Ｍｕｔｏｊｃ ｖ ｅ ｅ ｃａｇｒｈ ｙｗｏ ｄ ： ｏｎｔ ｅｒ ｉ Ｓ ｅｔ ｍ ａｌ ａｉ ； ｌ—ｂｅｔ ｅｇｎｔ ｌ ｉ ｍ ｉ ａｏ ｒ ｏ ｏ ｉ ｉ ｉ ｏｔ
随着无线 电业务 的增加 ， 无线频 谱资 源越 来 越 紧缺 ， 现 有 频谱 管 理 机构 主 要 采用 固定 分 配 频谱 的方 而 法， 将无 线频谱 分配 给不 同的无 线通 信系统 ， 导致整 体 的频 谱利用 率相 对较低 。认知无 线 电的提 出正是为 了 解 决频谱 紧缺 ， 频谱分 配方式 更为灵 活和高 效 。 使 在认 知无线 电系统 中 ， 无线 终端具 备认知 能力 ， 过感 知周 围的频谱 使 用情 况 ， 测主 用户 是 否释 放频 通 检 谱 ， 能地 调 整 接 入 的频 谱 范 围 ， 不 对 主 用 户 系 统 产 生 不 可 忍 受 干 扰 的 前 提 下 ， 用 空 闲 的 频 谱 资 智 在 使
配， 并与颜 色敏感图论着色算法 （ Ｓ Ｃ 进行 了比较 。通过仿真验证 了该算法在认知无线电网络 中进行频谱分配的 ＣＧ ）
可 行性 ， 性 能优 于 Ｃ Ｇ 且 Ｓ Ｃ算 法 。
关键词： 知无线电 认
中 图分 类 号 ：Ｎ ２ Ｔ ９
频谱分配
多 目标遗传算法
文章 编 号 ：６ １ ８ ５ （００ ０ ｏ ８ ｏ １７ — ７５ ２ １ ）４一 ｏ ２一 ５
文 献 标 志码 ： Ａ
Ｃｏ ｎ ｔｖ ｄ ｏ Ｓｐ ｃ ｒ ｍ ｌ ｃ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ｇ ｉｉｅ Ｒａ ｉ ｅ ｔ ｕ Ａｌｏ ａ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ
Ｍｕｔ ｏ ｊｃｉｅＧｅ ｅ ｃＡｌｏｉ ｍ ｌ ・ｂｅｔ ｎ ｔ ｇ ｒｔ ｊ ｖ ｉ ｈ
ＹＡＯ ａ — ｉ ｇ，ＨＵＡＮＧ — ｉ ｇ Ｚ ｉｙ ｎ Ｙｕ ｑ ｎ
ｈ ｅｔ ｅ ｒ ｅｅ ｔ ｄｔ ｏｔａｒ ｓ ｓｏｊｃ ｖ ｃ ｏ ，ｕｉｚ ｒ ｏ ｒ ｅ ｎ ｔｅｂ ｓ ｎｔｏｋｂｎ ｆ ｎ ｅｍ ｓ ｆｉ ｅｓ ｌ ｅ ｔ ｗ ｉａ ｈ ｎ ｉ ｕ ｉ ｌｅ ｐ ｏ ｎ ｏ ｍｐ ｍ
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源 ［ ｚ。 Ｉ ｊ认真无 线 电系统通过设 计认 知引 擎 对无线 环境 进行 学 习 ， 到 智 能调 整参 数 的 目的 。认 知 引擎 的 － 达
设 计 目前 已有一定 的成果 ， 如文献 ［ ］ ３ 中提出基 于支持 向量机 的认 知 引擎设 计 。在频 谱分 配方 面 ， 于 不 同 基 的频谱分 配模型 ， 出了解 决认知 无 线 电频谱 分 配 问题 的诸 多算 法 。文 献 ［ ］ 博 弈论 频谱 分 配模 型下 提 提 ４在 出了一种改 进 的频 谱分配算 法 ， 过选择 最佳 带宽定 价来获得 最大 系统 效益 ； 通 文献 ［ ］ 干扰 温度 频谱 分配 ５在 模 型下提 出了一种 改进 的频 谱分配 算法 ； 文献 ［ ］ 图论 着 色 频谱 分 配模 型 下提 出 了基 于量 子遗 传算 法 的 ６在
Ａ ｓ ａｔ ｐｃ ｕ ｓ ｈ ｒ ｇｉ ｔｅｋｙｔ ｈ ｏｏｙｏ ｇｉｖ ａｉ．Ｔ ｉ ｐ ｐｒ ａｅ ｎｍ ｌ—ｂ ｅ ｂ ｔ ｃ：Ｓｅ ｔ ｍ ’ｓａｉ ｅ ｃｎ ｌ ｆ ｏｎｔ ｅｒｄｏ ｈｓ ａ ｅ ｓｄｏ ｕｔｏｊ — ｒ ｒ ｎ ｓｈ ｅ ｇ ｃ ｉ ｂ ｉ ｅ
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（ ｃｏｌｆＩ ｏｍ ｔ ｎＥ ｇｎｅ ｎ Ｓｕｈ ｅｔ ｎｖ ｓｙｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅ ｎ ｌ ｙ Ｓｈ ｏ ｏ ｎ ｒ ａｉ ｎ ｉ ｒ ｇ， ｏｔｗ ｓ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｆ ｃ ｎｅａ ｄＴｃ ｏｏ ， ｆ ｏ ｅｉ ｅ ｉ ｅ ｈ ｇ Ｍｉ ｙ ｎ ２ ０ ０ Ｓ ｈａ ， ｈｎ ） ａ ａ ｇ６ １ １ ， ｉ ｕ ｎ Ｃ ｉａ ｎ ｃ
第２ ５卷
第 ４期
西
南
科
技
大
学
学
报
ＶＯ ． ５ Ｎ ． １２ ｏ ４
Ｄ ｃ２ ０ ｅ ． ０１
２１ ０ ０年 １ ２月
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｏ ｔ ｗ ｓ Ｕ ｉｅ ｓ ｙ ｏ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＳ ｕｈ ｅ ｔ ｎ ｖ ｒｉ ｆＳ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｔ
基 于多 目标 遗传 算 法 的认 知无 线 电频谱 分 配
姚再英 黄 玉 清
四川绵 阳 ６１１） ２ ００ （ 西南科技大学信息工程学院
摘要 ： 频谱共享技术是认知无线电的关键技术 。基于多 目标遗传算法 ， 将认 知无线 电网络的最大系统效益和次用户
间的最大比例公平作为 目标 函数 ， 运用 图论 着色频谱分 配模型 ， 实现认知无 线 电中空闲频谱在次用 户间的动态分
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃ ｇ ｉｖ ｄ ； ｐ ｃ ｕ ｌ ｃｔ ｎ Ｍｕｔｏｊｃ ｖ ｅ ｅ ｃａｇｒｈ ｙｗｏ ｄ ： ｏｎｔ ｅｒ ｉ Ｓ ｅｔ ｍ ａｌ ａｉ ； ｌ—ｂｅｔ ｅｇｎｔ ｌ ｉ ｍ ｉ ａｏ ｒ ｏ ｏ ｉ ｉ ｉ ｏｔ
随着无线 电业务 的增加 ， 无线频 谱资 源越 来 越 紧缺 ， 现 有 频谱 管 理 机构 主 要 采用 固定 分 配 频谱 的方 而 法， 将无 线频谱 分配 给不 同的无 线通 信系统 ， 导致整 体 的频 谱利用 率相 对较低 。认知无 线 电的提 出正是为 了 解 决频谱 紧缺 ， 频谱分 配方式 更为灵 活和高 效 。 使 在认 知无线 电系统 中 ， 无线 终端具 备认知 能力 ， 过感 知周 围的频谱 使 用情 况 ， 测主 用户 是 否释 放频 通 检 谱 ， 能地 调 整 接 入 的频 谱 范 围 ， 不 对 主 用 户 系 统 产 生 不 可 忍 受 干 扰 的 前 提 下 ， 用 空 闲 的 频 谱 资 智 在 使
配， 并与颜 色敏感图论着色算法 （ Ｓ Ｃ 进行 了比较 。通过仿真验证 了该算法在认知无线电网络 中进行频谱分配的 ＣＧ ）
可 行性 ， 性 能优 于 Ｃ Ｇ 且 Ｓ Ｃ算 法 。
关键词： 知无线电 认
中 图分 类 号 ：Ｎ ２ Ｔ ９
频谱分配
多 目标遗传算法
文章 编 号 ：６ １ ８ ５ （００ ０ ｏ ８ ｏ １７ — ７５ ２ １ ）４一 ｏ ２一 ５
文 献 标 志码 ： Ａ
Ｃｏ ｎ ｔｖ ｄ ｏ Ｓｐ ｃ ｒ ｍ ｌ ｃ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ｇ ｉｉｅ Ｒａ ｉ ｅ ｔ ｕ Ａｌｏ ａ ｉ ｎ Ｂａ ｅ ｎ
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第２ ５卷
第 ４期
西
南
科
技
大
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学
报
ＶＯ ． ５ Ｎ ． １２ ｏ ４
Ｄ ｃ２ ０ ｅ ． ０１
２１ ０ ０年 １ ２月
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｏ ｔ ｗ ｓ Ｕ ｉｅ ｓ ｙ ｏ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＳ ｕｈ ｅ ｔ ｎ ｖ ｒｉ ｆＳ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｔ
基 于多 目标 遗传 算 法 的认 知无 线 电频谱 分 配
姚再英 黄 玉 清
四川绵 阳 ６１１） ２ ００ （ 西南科技大学信息工程学院
摘要 ： 频谱共享技术是认知无线电的关键技术 。基于多 目标遗传算法 ， 将认 知无线 电网络的最大系统效益和次用户
间的最大比例公平作为 目标 函数 ， 运用 图论 着色频谱分 配模型 ， 实现认知无 线 电中空闲频谱在次用 户间的动态分