1.算法描述
假设有M个用户均为MIMO Full Duplex,N个频率,1<N<M,设计算法实现M个用户与N个频率的匹配。
由于在一个MIMO系统中,用户数量M大于可用的频谱个数N,因此,必有一部分用户存在频谱共享的问题。目前,现有的关于频谱分配的方法主要有基于竞价的分配方法,基于博弈论的分配方法,现有资料,主要都是这两种方法。下面针对这个问题,提出如下的改进方案:
这个改进方案,命名为基于改进遗传优化算法的多因素加权竞价博弈频谱分配算法。
这里,有别于传统的频谱分配方法,这里的分配方法,考虑了多种因素,我们分别假设为y1,y2,y3,。。。。。yn,并通过遗传优化算法,计算一种分配方案,即M个用户分配到N个频谱上, 分别计算以不同因素进行划分所得到的效益值V1,V2,V3,。。。。。Vn,,最后将这将这n个因素进行加权,得到其综合效益值:
根据遗传优化算法流程可知,其详细步骤如下所示:
步骤一:选择问题解的一个编码,给出一个有N个染色体的初始群体。编码的主要功能为确定用何种码制,然后将问题参数编码形成基因码链,每一个码链代表一个个体,表示优化问题的一个解。 根据编码方式不同可以分为二进制编码和实数编码两种类型,其中二进制编码的优势在于编码方式简单,便于遗传算法的交叉和编码操作。
步骤二:对群体中的每一个染色体,计算它的适应函数值。适应函数值为群体进化时的选择提供了依据,一般来说适应度越高,解的素质越好。适应度函数可以根据目标函数而定。
步骤三:若停止规则满足,则算法停止,否则计算概率P,并以此概率分布,从旧的种群pop(t)中随机选取N个染色体构成一个新的种群。选择操作常见的操作方式有比例 选择和排序选择方式。
步骤四:通过交叉,得到N个染色体的交叉集合。交叉的主要功能从种群中随机选择两个染色体,按一定的概率进行基因交换,交换位置的选取是随机的。
竞价和博弈相结合的联合分配方法;
值最大的用户,有先分配频谱资源,值最小的,则根据实际频谱资源情况,进行共用某一相同的频谱资源。
2.仿真效果预览
matlab2022a仿真结果如下:
3.MATLAB核心程序
clc; clear; close all; warning off; addpath(genpath(pwd)); K=20; %用户对数 N=2; %收发天线数 INR_dB=5;INR=db2pow(5); eta=INR/N; %用户对间的干扰 SI=db2pow(20); %自干扰 u=1; %weighted k = db2pow(-40); beta = db2pow(-40); times=5; SNR_dB= -10:10:50; rho_real=db2pow(SNR_dB)/N; sum_rate_HD=zeros(1,length(rho_real)); sum_rate_FD=zeros(1,length(rho_real)); sum_rate_HD_TDMA=zeros(1,length(rho_real)); sum_rate_FD_TDD=zeros(1,length(rho_real)); for tt=1:times tt %通信信道 H_cha= rayleigh( N,N,2*K); %自干扰信道 H_sel= rayleigh( N,N,2*K); %用户间干扰信道 H_int= rayleigh( N,N,8*K); Rate_HD=zeros(1,length(rho_real)); Rate_HD_TDMA=zeros(1,length(rho_real)); Rate_FD=zeros(1,length(rho_real)); Rate_FD_TDD=zeros(1,length(rho_real)); i=1; for rho=rho_real % rho V=right_singular(H_cha,2*K); [ Rate_HD_get ] = HD_MIMO_interference(N,H_int,H_cha,H_sel,V,rho,eta,beta,k,u ,K); Rate_HD(i)=Rate_HD_get; [ Rate_FD_get ] = FD_MIMO_interference(N,H_int,H_cha,H_sel,V,rho,eta,SI,beta,k,u ,K); Rate_FD(i)=Rate_FD_get; i=i+1; end sum_rate_HD=sum_rate_HD+Rate_HD; sum_rate_FD=sum_rate_FD+Rate_FD; end sum_rate_HD=real(sum_rate_HD/times/2); sum_rate_FD=real(sum_rate_FD/times); figure; semilogy(SNR_dB,sum_rate_FD,'b-^','linewidth',2); hold on semilogy(SNR_dB,sum_rate_HD,'b-s','linewidth',2); grid on; xlabel('SNR (dB)') ylabel('sum Rate (b/s/HZ)') legend('FD','HD') 01-140m
标签:频谱,rho,sum,Rate,rate,FD,matlab,GA,HD From: https://www.cnblogs.com/51matlab/p/17135454.html