[发明专利]一种基于改进蝙蝠算法的5G通信系统容量优化方法

说明书

本发明公开了一种基于改进蝙蝠算法的5G通信系统容量优化方法，5G通信系统中包括蜂窝网络终端(CUE)和D2D移动终端(DUE)，方法包括：(1)初始化基本参数，包括小区半径、迭代次数等；(2)随机初始化并反向初始化蝙蝠种群，每个蝙蝠个体代表一种信道资源分配方案；(3)求解蝙蝠种群的适度值；(4)根据适度值选择优秀蝙蝠个体作为初始解；(5)对蝙蝠种群进行交叉变异操作，使之生成新种群；(6)种群混合择出最优解；(7)判断迭代是否结束，若未结束，则返回步骤(4)，若迭代完毕，结束方法，得到系统容量最大的资源分配方案。本发明能够择出最佳D2D用户组合，实现通信网络资源的合理复用，从而提升系统容量。

技术领域

本发明涉及5G通信领域，具体涉及一种基于改进蝙蝠算法的5G通信系统容量优化方法。

背景技术

目前，互联网与移动通信技术的快速发展带为人类社会越来越多的便利，给我们的生活造成翻天覆地的变化。在移动通信发展的早期阶段，人们对于通信的需求只是简单的收发短信或者语音通话，随着通信用户的日益增加，传统的通信技术已经无法满足人们的日常需求。现如今，通信技术的发展已经更上一层楼，5G通信技术也日趋成熟。D2D作为5G的一种非常重要的关键技术，允许相邻终端设备无需通过中心基站转发，使用的是授权频段的频谱资源且干扰可控，可以有效提升蜂窝网络的资源利用率，时延更低，拥有更高的用户体验速率。但随着D2D终端用户数目的递增，系统频谱资源匮乏成为当下无线通信亟待解决的问题，系统容量是作为判断D2D通信系统性能是否提升的一个重要指标。因此，容量优化是D2D通信系统性能提升必须要解决的问题

基于上述挑战，为了满足人们日益增长的通信服务质量需求，提升系统整体性能，本发明旨在满足蜂窝用户和D2D用户通信质量要求的情况下，实现通信用户资源的合理复用，从而提升系统容量。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对5G通信系统的资源分配问题，提供一种基于改进蝙蝠算法的5G通信系统容量优化方法，实现通信用户资源的合理复用，优化网络容量。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于改进蝙蝠算法的5G通信系统容量优化方法，系统中的终端包括蜂窝网络终端(CUE)和D2D移动终端(DUE)，一对DUE包括D2D发射移动终端(DTUE)和D2D接收移动终端(DRUE)，其中有M个CUE和N对DUE共享下行链路资源，M和N均为大于0的整数，所述方法包括以下步骤：

(1)初始化系统基本参数并随机初始化标识资源分配方案的蝙蝠种群；所述参数包括小区半径、信号干扰噪声比阈值以及迭代次数；每个蝙蝠个体包括N个元素，每个元素内容代表一个DUE所复用的CUE的信道资源；

(2)对随机初始化生成的蝙蝠种群进行反向初始化，得到相应的反向蝙蝠种群，将随机初始化的蝙蝠种群和相应的反向蝙蝠种群作为初始蝙蝠种群；

(3)计算初始蝙蝠种群的信道容量值作为适度值；

(4)根据适度值选择优秀蝙蝠个体作为改进蝙蝠算法的初始解；

(5)将父蝙蝠种群中优秀蝙蝠个体进行交叉变异，从而产生新的优秀种群；

(6)将交叉变异前后的蝙蝠种群混合，根据适度值排序选出一定数量的优秀个体作为下一代迭代的蝙蝠种群；

(7)判断迭代是否结束，若否，返回步骤(5)，若迭代完毕，结束方法，得到系统容量最大的资源分配方案。

所述步骤(2)中反向初始化的计算公式为：

x′_i＝a_i+b_i-x_i