文档介绍：杭州电子科技大学
硕士学位论文
频率指配关键技术研究
姓名:王凡
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:王先义;吴永宏
20100301
摘要
随着无线通信技术的飞速发展,各种无线电业务对频谱资源的需求迅速增长,电磁
环境越来越复杂,电磁频谱供需矛盾日益尖锐,因而研究频率指配技术变得尤为重要。
本文以移动环境中大规模网络的频率指配问题和动态的频率指配问题所涉及的关键技
术——建模和算法——为研究对象,进行了较为深入的研究。
本文首先建立了一种数学模型,该模型由两部分组成,将影响电磁环境的若干因素
转化为约束条件,构造一个包含惩罚因子和约束关系的代价函数,使得电磁环境能够被
定量的描述。本文设计的基于智能优化算法的频率指配算法使用了该模型,考虑了同频、
邻频、共址三种更贴近实际情况的干扰。
本文设计了基于禁忌搜索的频率指配算法。仿真结果表明,该算法可以在较短的时
间内解决大规模网络的链路的频率指配问题,并取得较好的解。同时,解决了频率指配
问题算法运算时间随规模增大成指数级递增的“爆炸性”不可接受的增长难题。
本文还将禁忌搜索和模拟退火算法相结合,设计了一种混合智能优化频率指配算
法,并研究了各参数对算法性能的影响,分析了各参数在算法中的作用,提出算法优化
参数配置规则。该算法主体结构采用模拟退火算法,增加禁忌搜索算法的记忆功能,仿
真结果表明,该混合算法收敛快,鲁棒性强,稳定性好,解的质量高,优于单用禁忌搜
索算法。
本文最后尝试利用博弈论来解决认知无线电背景下大规模网络链路的动态频率指
配问题。采用动态博弈模型,构建了基于位势博弈和重复博弈的动态频率指配模型;通
过设计各用户的协作式策略,各用户博弈至纳什均衡状态(Nash Equilibrium, NE),完
成即时的频率动态指配过程。仿真结果表明,对于大规模网络链路的频率指配问题,该
算法可以在极短的时间内收敛至纳什均衡,且各用户信干比和区域内干扰水平均有较明
显的改善。该算法复杂度低、实现简单,可以满足典型环境的动态频率指配要求。

关键词:频率指配; 禁忌搜索算法; 模拟退火算法; 博弈论;动态频率指配
I
Abstract
With the rapid development of munication technologies, the demand of
various radio services with spectrum resource have been rising promptly, the ic
environment is getting more and plex, the contradictory of supply and demand for
ic spectrum es incisive day by day, thus it is extraordinarily important to
study the technologies of frequency assignment. The key technologies——modeling and
algorithm——of the large-scale and dynamic frequency assignment problems are studied
thoroughly in work.
Firstly, a mathematical model has been built, composed of two parts, certain factors
affecting the ic environment have been transformed to the constraints, and then
the cost function has been constructed containing the penalty factors and the restraint relations,
so the model enables the ic environment to be described quantitatively. The
frequency assignment algorithms based on the intelligent optimization algorithm designed in
the paper have used the model, considering the co-channel interference, adjacent