基于遗传算法的可重配置系统动态规划与管理.pdf

华南理工大学学报(自然科学版) JournalofSouthChina of V01．38 第38卷第9期 UniversityTechnology No．9 Science 2010年9月 (Natural 2010 Edition) September 基于遗传算法的可重配置系统动态规划和管理术 徐玉滨 丁哲 沙学军 (哈尔滨工业大学电子与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150080) 摘要：可重配置无线通信系统的动态规划和管理是个复杂的组合优化问题．为此。文中 提出一种基于遗传算法的方法，其能够在合法解空间中快速收敛到最优解，满足动态规划 和管理的实时性要求．文中还提出了基于不同RAT频谱利用率差异的优化业务分布规划 方法，以进一步提升系统的整体资源利用率．仿真结果表明，基于优化业务分布规划的动 态规划和管理方法能够获得38．1％的频谱效率增益，相比基于传统业务分布规划的动态 规划和管理方法大幅度提高了系统的整体频谱资源利用率． 关键词：动态规划；动态管理；遗传算法；可重配置系统 925．5 中图分类号：TN 可重配置能力是指针对无线接入环境的异构性 匀分布场景下的动态规划和管理问题，对动态规划 特点，综合可编程、可配置、可抽象的硬件环境以及 和管理能够获得的频谱效率增益进行了证明【4J．欧 toEnd 模块化的软件设计思想，使网络和终端具备支持多 盟E3(End 种接入技术，且可灵活适配的能力…．具有可重配 的后续项目怕J，延续了E2R和E2RII的部分研究工 置能力的无线通信系统就是可重配置无线通信系 作，也将动态规划和管理纳入其框架中继续研 toEnd RII 统．欧盟E2R(End 究【6J．动态规划和管理是个复杂的组合优化问题。 Reconfigurability)和E2 项目对可重配置系统做了大量的研究【2J，提出了端 对于现实中业务分布在时间和空间上不均的复杂场 到端重配置体系框架，定义了与重配置相关的新模 景，文献[4]中使用的枚举方法由于不能满足实时 块、协议和功能实体．其中动态规划和管理(DPM)性要求，因而不能算作一种有效方法． 就是可重配置无线通信系统的一个重要功能实 目前基于最优化方法的动态规划和管理有效算 体【34J．不同于基于峰值业务量的固定无线网络规 法鲜见报道，为此文中首先对动态规划和管理问题 划，作为一个高层的功能实体，动态规划和管理通过 进行了建模，通过对最优化理论和算法的研究，并且 对用户业务在时间和空间上的分布进行动态预测， 借鉴了一些最优化方法在频谱资源分配中的成功应 针对用户业务种类、数量和服务质量的要求，为其管 用‘81，提出了基予遗传算法的动态规划和管理方 理下的可重配置基站动态地指定无线接人方式和分 法，及基于不同无线接入技术(RAT)频谱利用率差 配频谱资源，并辅助用户终端按照网络规划来进行 异的优化业务分布规划方法． 接入选择，以最少的频谱资源为用户提供满意的服 1 问题描述 务，从而获得中继增益． 。 E2R项目首次提出了动态规划和管理的概念，