模拟退火算法论文：模拟退火算法 频率指配 干扰图 约束检测 并行计算.doc

模拟退火算法论文：基于模拟退火算法的频率指配并行计算研究

【中文摘要】随着广播电视数字化技术的发展与应用,新型数字地面业务如高清晰度电视、移动电视、数据广播、手机电视正逐步走进千家万户。新型业务的引入使得频率资源越来越紧张。频率指配是广播电视频率规划中的一项重要任务,是解决频率资源匮乏的有效途径。使用优化算法来解决大规模的频率指配问题是当前频率规划问题中的一个研究重点和方向,本文依托国家质量监督检验检疫总局科技公益专项基金项目数字电视国家标准推广实施关键技术及优化标准研制(200910245),对模拟退火算法在频率指配问题中的应用及其并行优化做了深入的研究。本文首先分析了我国广播电视频率的划分及其发展历史和几种常见的广播电视频率干扰情况,在已知发射机坐标和可用频率表,并考虑同、邻频约束和人口覆盖的基础上,建立了频率指配的数学模型。然后,根据模拟退火算法的基本思想及其与优化组合问题的相似性,着重探讨了Metropolis重要性抽样准则和Markov链理论。在此基础上,设计了求解频率指配问题的模拟退火算法,并研究了各个关键环节的参数设置及功能实现。然后,以局部搜索算法为参考,验证了模拟退火算法在求解频率指配问题上的优越性。接着从频率指配的可视化与地理信息辅助的角度出发,设计...
【英文摘要】With the development and application of digital technology on broadcasting TV,new digital terrestrial TV broadcasting service such as High-Definition TV,mobile TV,data broadcasting,handset TV are familiar with ordinary people.The introduction of new digital terrestrial caused frequency resource more scarce. Frequency assignment plays an important role in TV broadcasting frequency planning, it is an effective way to solve the scarcity of frequency resource.It is an important direction of frequency planning r...
【关键词】模拟退火算法 频率指配 干扰图 约束检测 并行计算
【英文关键词】simulated annealing algorithm frequency assignment interference graph restriction check parallel computing
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【目录】基于模拟退火算法的频率指配并行计算研究

中文摘要

6-7

Abstract

7-8

1 绪论

9-14

1.1 选题目的与意义

9-10

1.2 研究现状与分析

10-13

1.3 主要研究内容

13-14

2 频率指配及其数学建模

14-20

2.1 频率指配概述

14

2.2 我国广播电视频率划分及发展

14-17

2.3 广播电视频率干扰

17-18

2.4 频率指配的数学模型

18-19

2.5 本章小结

19-20

3 模拟退火算法及其在频率指配中的应用

20-31

3.1 模拟退火算法概述

20-26

3.1.1 模拟退火算法的起源

20-21

3.1.2 Metropolis 准则

21-23

3.1.3 Markov 链理论

23

3.1.4 模拟退火算法的基本思想

23-26

3.2 模拟退火算法在频率指配中的应用

26-28

3.2.1 初始指配方案

27

3.2.2 温度参数的控制

27

3.2.3 邻域结构

27

3.2.4 约束检测

27-28

3.2.5 解的迭代策略

28

3.3 与局部搜索算法的性能比较

28-30

3.4 本章小结

30-31

4 基于 MFC 的频率指配模块设计

31-45

4.1 MFC 多线程编程

31

4.2 频率指配的流程

31-32

4.3 频率指配模块设计

32-44

4.3.1 数据导入模块

33-34

4.3.2 显示查询模块

34-37

4.3.3 地图操作模块

37-42

4.3.4 模拟退火算法计算模块

42-44

4.4 本章小结

44-45

5 模拟退火算法的并行方案与讨论

45-59

5.1 并行计算支撑环境

45-48

5.1.1 多核计算机与 OpenMP

45-46

5.1.2 集群与 MPI

46-48

5.2 并行算法设计与性能评价指标

48-50

5.2.1 并行算法概述

48-49

5.2.2 并行算法的性能评价指标

49-50

5.3 模拟退火算法的四种并行方案

50-53

5.3.1 独立指配并行

50-51

5.3.2 协同指配并行

51

5.3.3 区域分裂指配

51-52

5.3.4 混乱松弛法指配

52-53

5.4 OpenMP 在约束检测中的应用优化

53-58

5.4.1 软件优化理论

53-54

5.4.2 循环并行的适用条件

54-56

5.4.3 任务调度策略的选择

56-57

5.4.4 案例仿真与优化结果对比

57-58

5.5 本章小结

58-59

6 结论与展望

59-60

6.1 结论

59

6.2 展望

59-60

7 参考文献

60-66

8 致谢

66-67

9 攻读学位期间发表论文及参加项目情况

67-68

硕士学位论文内容简介及自评

68