[发明专利]一种异构无线网络协作通信中的多目标网络功率分配方法

说明书

本发明公开了一种异构无线网络协作通信中的多目标网络功率分配方法，该方法采用双亲代四路并行运算的设计结构，旨在为异构无线网络协作通信中协同工作的网络提供简单、高效、科学合理的多目标功率分配方案，以最大化智能移动终端的传输速率和最小化其功率消耗作为功率分配方案的优化目标，同时优化智能移动终端的传输速率和功率消耗两方面的性能，并提高功率分配过程的效率。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及异构无线网络协作通信中一种异构无线网络协作通信中的多目标网络功率分配方法。

背景技术

目前各种异构无线通信网络广泛共存，但各种网络独立运行，使得不同网络间的无缝互联及网络资源的充分利用十分困难。作为解决该问题的方案，异构无线网络协作通信技术得到了国内外高度重视。异构无线网络协作通信技术可以实现异构无线网络之间的融合接入、协同工作与网络间的无缝互联，使得终端可以同时利用多个不同类型无线网络进行数据传输，从而显著提高网络资源利用率和系统通信能力。

在异构无线网络协作通信系统中，智能移动终端同时利用多个不同类型网络传输数据，虽然获得了更高的总体传输速率，但也显著增加了功耗，如何使终端在获取尽可能高的传输速率的同时消耗尽可能低的功率是一个关键问题。为了优化终端的总传输速率和总功耗，终端需要对各参与协同通信的网络的功率高效合理地分配。

在无线通信中，目前已经有大量的研究提出了各种关于功率分配的方法，但现有的功率分配方法主要针对单一制式网络和单种类型业务，仅以单个性能指标为优化目标，并且计算复杂、效率较低。针对异构无线网络协作通信的功率分配研究还比较少，且有待改进。例如经典的注水法以最大化信道容量为优化目标，但计算复杂，且无法优化功耗。公开号为CN101364823A，公开日为2009年2月11日的发明专利“协作通信中基于MCPA门限的功率分配方法”，采用了一种以源节点的平均信道功率衰减(MCPA)作为门限值来选取协作节点并给选取的协作节点平均分配功率的方案，但该发明针对单种制式的同构网络，仅以系统中断概率性能为优化目标，并且功率在选取的协作节点上平均分配的方法使得功率的利用率不高、没有考虑对功耗性能的优化。公开号为CN102752840A，公开日为2012年10月24日的发明专利“一种广播信道发送功率分配方法”，提供了一种根据每个信道的增益信噪比和每个接收端的权值为各接收端分配发射功率的方法，虽然因为无需求解注水功率水平和迭代计算过程而降低了算法复杂度，但是该发明针对单种制式的同构网络，并且仅以最大化系统吞吐量为优化目标，没有考虑对功耗的优化。公开号为CN103561457A，公开日为2014年2月5日的发明专利“一种异构无线网络协作通信中的多目标网络功率分配方法”使用遗传算法进行功率分配，该发明虽然联合优化了功率和信道容量，但是遗传算本身早期容易“早熟”和后期进化缓慢的缺陷并未避免，所采用的自适应突变方式抑制了种群中个体的多样性，且适应度函数不能平衡协调功率与信道容量的量级，导致权重的选取十分困难。公开号为CN103781166A，公开日为2014年5月7日的发明专利“异构无线网络协作通信系统中的移动终端功率分配方法”采用粒子群算法分配功率，并联合优化功耗和信道容量，但算法同样有“早熟”的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种异构无线网络协作通信中的多目标网络功率分配方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种异构无线网络协作通信中的多目标网络功率分配方法，具体包括以下步骤：

S1、采用随机策略产生代表功率分配方案的初代种群集种群和的规模均为M，各种群的每个个体代表一种功率分配方案，其中种群的第j个个体定义为是含有N个元素的一维实数数组，中的第n个元素的值为该方案分配给第n个网络(信道)的功率值，这样每个数组等价于一个个体，数组的一个元素等价于个体的一个基因；