粒子群優(yōu)化算法及其在跨層優(yōu)化中的應用.pdf

1、無線通信網絡的飛速發(fā)展和無線業(yè)務需求的增長，使得有限的無線資源與不斷提高的服務質量之間的矛盾日益尖銳。跨層優(yōu)化問題作為下一代無線通信系統(tǒng)的關鍵理論，該理論不再遵從傳統(tǒng)的分層優(yōu)化的思想，而是把網絡各層作為一個整體，充分利用各層之間相關信息進行統(tǒng)一設計、優(yōu)化和控制，進行無線網絡協(xié)議的整體優(yōu)化，從而達到高效利用無線資源的目的。本文主要解決的是多用戶OFDM系統(tǒng)和WSN系統(tǒng)中的跨層優(yōu)化問題。
　　 本文在解決多用戶OFDM系統(tǒng)和WSN系

2、統(tǒng)中的跨層優(yōu)化問題時，和傳統(tǒng)的解決方法相比都表現(xiàn)出了明顯的改進效果。本文首先對相關的理論知識進行了介紹，詳細介紹了粒子群優(yōu)化算法的機理以及對跨層優(yōu)化進行了介紹，而后介紹了OFDM系統(tǒng)以及如何在多用戶OFDM系統(tǒng)中進行自適應的資源分配。一般的通信問題都是實際的工程問題，具有約束性、復雜性和建模困難等特點，解決這類問題時最常用的群智能優(yōu)化算法。與經典優(yōu)化算法相比，群智能優(yōu)化算法具有操作簡單、收斂速度快、高度并行、自組織、魯棒性強等優(yōu)點。本文

3、采用群智能優(yōu)化算法中的粒子群優(yōu)化算法，該算法收斂速度快且需設置的參數(shù)較少。在多用戶的OFDM系統(tǒng)中針對用戶不同的QoS要求，給出了一種自適應的資源分配方案。在子載波的分配過程中設置用戶調度優(yōu)先級時分別考慮物理層的CSI和MAC層的用戶的等待時間，在子載波分配完成以后，利用粒子群優(yōu)化算法對子載波上面的功率進行動態(tài)分配，最大化系統(tǒng)容量。
　　 無線傳感器網絡作為一種特殊的無線自組織網絡，具有節(jié)點數(shù)量大、計算能力和電池能量有限等特點。

4、該系統(tǒng)現(xiàn)在的應用越來越廣泛，與之相關的優(yōu)化問題自然而然也就變成了研究熱點，在論文中我們研究的是無線傳感器網絡的網絡生命周期問題，用來解決節(jié)點的電池能量有限并且不能及時更換的問題，希望獲得更好的能效性，延長整個網絡的生存時間。
　　 LEACH協(xié)議是針對無線傳感器網絡設計的低功耗自適應分簇聚類路由算法，因為它的較好的節(jié)能效果和簡單的流程步驟得到了廣泛應用，但同時也會造成簇首節(jié)點負擔過重的問題。針對該問題在文章的最后一章我們對LEA