基于遗传算法的固定频率分配问题研究

摘要

无线电频率是一种有限的资源。随着通信网络和通信技术的发展，有限的频率资源和日益增多的频率需求量之间的矛盾面临着新的挑战。
　　频率分配问题（Frequency-Assignment-Probelm）是指，在考虑一些干扰因素并且满足小区频率需求量的前提下，寻找一种频率分配方案。是一种典型的NP-Complete组合优化问题。
　　小区频率需求量是频率分配问题的硬约束条件，然而目前主流使用的二进制编码方式、最小间隔编码方式等频率分配问题的遗传算法编码方式不自然满足小区频率需求量。本文针对已有的编码方式不自然满足小区频率需求量的不足上使用了一种自然满足小区频率需求量的实数编码方式，并且对固定频率分配问题经行了以下的工作:
　　(1)本文首先介绍了频率分配问题的国内外研究现状:
　　(2)在已有的频率分配问题模型基础上，总结建立了5种数学模型。
　　(3)本文对求解频率分配问题的算法进行了简单的总结;
　　(4)针对已有的遗传算法的二进制编码方式、最小间隔编码方式存在不足之处。使用了一种自然满足小区频率需求并且操作容易的编码方式;
　　(5)针对新的编码方式设计了新的适应度函数、初始化种群方案以及5个局部寻优算子。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

§1．1 引言

1．1．1 频率分配问题研究意义

1．2．1 频率分配问题算法研究现状

§1．2 本文章节结构和内容

§1．3 本文主要创新

第二章 频率分配问题的综述

§2．1 频率分配问题的相关知识

2．1．1 频率分配问题简介

2．1．2 频率复用

2．1．3 频率分配问题的电磁兼容约束因素

2．1．4 蜂窝小区结构

2．1．5 频率分配方案分类

§2．2 频率分配问题数学模型

2．2．1 理论模型(Theoretical-Model)

2．2．2 面向工程的模型(An-Engineering-Model)

§2．3 频率分配问题的算法综述

2．3．1 启发式算法(Heuristic-Algorithm．简称HA)

2．3．2 图着色算法(Graph-Coloring-Algorithm．简称GCA)

2．2．3 智能算法(Intelligent-Algorithm．简称IA)

§2．4 遗传算法在频率分配问题中的应用

第三章 基于遗传算法的固定频率分配问题

§3．1 相关定义

3．1．1 相关定义

§3．2 算法流程

§3．3 编码方式

3．3．1 已有的编码方式

3．3．2 本文编码方式

§3．4 初始化方法

§3．5 适应度函数设计

§3．6 遗传算子

3．6．1 选择算子(Select-Operator)

3．6．2 交叉算子(Crossover-Operator)

3．6．3 变异算子(Mutation-Operator)

§3．7 寻优算子设计

第四章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文