一种基于无线异构网络的资源分配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种基于无线异构网络的资源分配方法，包括：构建目标函数生成初始总体；计算种群中每只蝙蝠的适应度，并根据计算出的适应度值找出最佳个体蝙蝠的位置；更新脉冲频率、蝙蝠速度、蝙蝠位置；生成一个随机数rand1，当其大于最大脉冲声强时，则通过扰动当前最优解的附近，得到一个新的局部解；生成另外一个随机数rand2，当其大于最大脉冲声强时，新解优于当前最优解，新解被接收，更新脉冲声强以降低噪声，更新脉冲频率；计算当前种群中所有个体的适应度值，通过排序保存最优个体，输出全局最优解，根据最优个体值更新总共需求信道数，优先分配频谱资源。本方法将个体最优值更新总共需求信道数，优先分配频谱资源，保证了频谱资源分配的公平性。频谱资源分配的公平性。频谱资源分配的公平性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线异构网络的资源分配方法


[0001]本专利技术属于通信及计算机
，涉及一种基于无线异构网络的资源分配方法。

技术介绍

[0002]随着用户规模的进一步扩大，越来越多的移动基站被建立起来。移动通信带来了很多便利。然而，随着无线业务量和终端设备数量的不断增长，许多需求仍然没有得到满足。在这种情况下，无线异构网络应运而生。它不仅可以使不同的网络更好地发挥各自的优势，而且还可以提供更快、更高效的网络连接服务和更复杂、更多样化的用户服务。无线系统从1G到4G的主要目标是追求越来越高的传输速度，以支持从以语音为中心的传输到以多媒体为中心的传输。5G通信系统需支持信息通信技术(Information and Communication Technology,ICT)和互联网的爆炸式发展，以及通信、计算、控制和内容交付。在5G无线系统中，将部署超密集的边缘设备，包括femtocell(毫微微蜂窝基站)、无线接入点、笔记本电脑、平板电脑、智能手机和IoT设备，如此千亿级的连接请求给网络的吞吐量带来了巨大的压力。宏基站和femtocell(毫微微蜂窝基站)所集合的异构网络虽然能够弥补宏基站不覆盖的区域，增强移动设备在活动时的数据传输稳定性，能够降低运行功耗，提高频谱利用率。但是宏基站和femtocell无线异构网络中用户共享相同的频谱端，频谱复用导致不同网络之间的跨层干扰和同层干扰，不利于异构网络性能的进一步优化。因此无线异构网络的资源分配方法研究具有重要意义，使得无线异构网络能够更方便地通信，提高无线异构的性能。r/>[0003]目前现有的无线异构网络资源分配方法主要包括：基于动态频谱分配、共享式频谱共享、覆盖式频谱共享、频谱池等方法。但是基于动态的频谱分配只能运用于相邻的系统，局限性较大。共享式频谱共享方法需要结合频谱感知技术，只能适合短距离通信。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于无线异构网络的资源分配方法，该方法使用改进的Bat算法对无线异构网络的资源分配问题进行求解，通过结合改进Bat算法，对无线异构网络中的信道资源进行分配，保证频谱资源分配的公平性。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于无线异构网络的资源分配方法，该方法包括以下步骤：S1、构建目标函数以生成初始总体；S2、计算种群中每只蝙蝠的适应度，并根据计算出的适应度值X
*
找出最佳个体蝙蝠的位置；S3、更新脉冲频率，更新蝙蝠速度，更新蝙蝠位置；S4、生成一个随机数rand1，当rand1大于最大脉冲声强A时，则通过扰动当前最优解的附近，得到一个新的局部解，并将新的解决方案取代当前的解决方案；S5、生成另外一个随机数rand2，当rand2大于最大脉冲声强A时，新解优于当前最优解，新解被接收，更新脉冲声强A以降低噪声，更新脉冲频率r；S6、计算当前种群中所有个体的适应度值，通过排序保存最优个体，输出全局最优
解；S7、最后根据最优个体值更新总共需求信道数优先分配频谱资源，保证频谱资源分配的公平性。
[0007]进一步，在步骤S1中，所述构建目标函数以生成初始总体具体包括：将总体大小设置为N，将单个蝙蝠的速度初始化为其位置为脉冲频率范围为[f
min
,f
max
]，脉冲频率的增加系数为r，最大脉冲声强为A，脉冲响度的衰减系数为a，最大迭代次数为T
max
；
[0008]第i个蝙蝠的脉冲频率为：
[0009]f
i
＝f
min
+(f
max
‑
f
min
)
×
rand
[0010]其速度为：
[0011][0012]其位置为：
[0013][0014]进一步，在步骤S2中，所述最佳适应度由随机游动方程计算：
[0015]x
*
＝x
old
+rand
×
A
t
，
[0016]其中x
old
为当前最佳位置，rand为(0,1)之间的随机数，A
t
为在t时刻的脉冲声强。
[0017]进一步，在步骤S3中，具体包括：
[0018]S31：引入惯性权重提高系统的能量效率并提升算法的收敛精度，其脉冲频率为：f
i
＝f
min
+(f
max
‑
f
min
)
×
rand，其中rand的值在[0,1]之间服从均匀分布，f
i
为第i个蝙蝠的脉冲频率；
[0019]S32：蝙蝠速度为w为惯性权重因子，可以使早期的bat搜索提供参考，可以有效地提高算法的精度；
[0020]S33：由蝙蝠的飞行速度可以推出当前搜索过的全局最优位置，其最优位置为
[0021]进一步，在步骤S4中，生成一个随机数rand1，当rand1大于最大脉冲声强A时，则通过扰动当前最优解的附近，得到一个新的局部解，并将新的解决方案取代当前的解决方案，局部新解的公式为：其中是族群平均脉冲声强，x
old
为当前最佳位置，β为[
‑
1,1]之间的随机数。
[0022]进一步，在步骤S5中，生成另外一个随机数rand2，当rand2大于最大脉冲声强A时，新解优于当前最优解，新解被接收，更新脉冲声强A以降低噪声，更新脉冲频率r，脉冲声强更新公式为：式中a为(0,1)之间的随机数，为第i个蝙蝠在t时刻的脉冲声强；脉冲频率的更新公式为：式中为第i个蝙蝠的最大脉冲频率，γ为(0,+∞)的随机数。
[0023]进一步，在步骤S6中，计算当前种群中所有个体的适应度值，通过排序保存最优个体，判断最优个体是否满足终止迭代条件，如果满足则输出全局最优解；否则返回步骤S3。
[0024]本专利技术的有益效果在于：本专利技术将改进Bat算法应用至无线异构网络的资源分配中，将个体最优值更新总共需求信道数，优先分配频谱资源，保证频谱资源分配的公平性。
[0025]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并
且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0027]图1为本专利技术所述方法流程图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本专利技术技术方案进行详细说明。
[0029]图1为本专利技术所述方法流程图，如图所示，本专利技术的基于无线异构网络的资源分配方法包括以下步骤：S1、构建目标函数以生成初始总体；S2、计算种群中每只本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线异构网络的资源分配方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、构建目标函数以生成初始总体；S2、计算种群中每只蝙蝠的适应度，并根据计算出的适应度值X
*
找出最佳个体蝙蝠的位置；S3、更新脉冲频率，更新蝙蝠速度，更新蝙蝠位置；S4、生成一个随机数rand1，当rand1大于最大脉冲声强A时，则通过扰动当前最优解的附近，得到一个新的局部解，并将新的解决方案取代当前的解决方案；S5、生成另外一个随机数rand2，当rand2大于最大脉冲声强A时，新解优于当前最优解，新解被接收，更新脉冲声强A以降低噪声，更新脉冲频率r；S6、计算当前种群中所有个体的适应度值，通过排序保存最优个体，输出全局最优解；S7、最后根据最优个体值更新总共需求信道数优先分配频谱资源，保证频谱资源分配的公平性。2.根据权利要求1所述的一种基于无线异构网络的资源分配方法，其特征在于：在步骤S1中，所述构建目标函数以生成初始总体具体包括：将总体大小设置为N，将单个蝙蝠的速度初始化为其位置为脉冲频率范围为[f
min
,f
max
]，脉冲频率的增加系数为r，最大脉冲声强为A，脉冲响度的衰减系数为a，最大迭代次数为T
max
；第i个蝙蝠的脉冲频率为：f
i
＝f
min
+(f
max
‑
f
min
)
×
rand其速度为：其位置为：3.根据权利要求2所述的一种基于无线异构网络的资源分配方法，其特征在于：在步骤S2中，所述最佳适应度由随机游动方程计算：x
*
＝x
old
+rand
×
A
t
，其中x
old
为当前最佳位置，rand为(0,1)之间的随机数，A
...

【专利技术属性】
技术研发人员：程坤，袁驰，贾锋，左锋，蒙国学，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院，
类型：发明
国别省市：