[发明专利]基于认知无线网络的信道分配方法、设备及存储介质

说明书

本申请公开了一种基于认知无线网络的信道分配方法、设备及存储介质，所述方法包括：1)确定编码方式，并生成初始群体、2)确定适应度函数，计算群体中每一个体的适应度值、3)计算群体的平均适应度和最大适应度，将群体按适应度值大小排序并分为两组、4)群体交叉、5)群体变异、6)群体更新、7)迭代终止条件判断。本申请基于认知无线网络搭建网络吞吐量最大化的信道分配模型，提出利用自适应遗传算法进行求解，得到网络吞吐量最大化的信道分配结果，从而解决海洋渔船信道分配中方法单一、通信阻塞的问题，为海上渔船间的工作协同、应急救援等提供较好的保证。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种基于认知无线网络的信道分配方法、设备及存储介质。

背景技术

现代电子通信技术不断发展，海上数据交互愈加频繁，如船舶电子设备之间的数据交互﹑船舶与信息中心的数据交互等，这些数据交互都是通过海洋无线电进行，其性能直接影响着数据通信质量。

海洋渔船超短波通信网络在划分渔业通信频段时，将渔业超短波通信频段划分为多个独立信道，除用于应急、气象等特别通信保障任务以外，其他信道无差别的供渔业相关用户使用，由于信道划分、分配方式单一，造成部分信道内信号拥塞，通信质量下降，而部分信道闲置，浪费了宝贵的通信资源。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于认知无线网络的信道分配方法、设备及存储介质，以解决现有技术的不足导致的浪费了宝贵的通信资源的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于认知无线网络的信道分配方法，包括：

1.1)确定编码方式，并生成初始群体

基于图论原理建立用户连接图，所述用户为认知无线网络中的认知用户；

根据所述用户连接图中的链路约束关系，建立链路约束图；该链路约束图中有连接线的两个链路，当其中一个链路正在通信时，另一个链路无法进行通信；

求取所述链路约束图的极大独立集，该极大独立集中包括至少一个优先通信的用户；选择邻居节点最少的极大独立集作为优先分配信道的链路集合；

对所述链路集合随机分配信道，即产生了s+x(xs)种信道分配方案，即产生s+x个染色体，该s+x个染色体构成初始群体；

1.2)确定适应度函数，计算群体中每一个体的适应度值

将网络吞吐量的效用函数作为适应度函数f_i；

计算所有染色体的适应度值；

1.3)计算群体的平均适应度和最大适应度，将群体按适应度值大小排序并分为两组

将所有染色体按照适应度值大小排序并分为两组；其中，适应度值较高的一组染色体被归类为第一组，适应度值较低的一组染色体被归类为第二组；

1.4)群体交叉

从所述第一组和第二组染色体中各选一个需要进行交叉操作的染色体；

对选择出的两个染色体进行交叉操作时，判断群体的代数，若小于n，执行固定的交叉概率；若大于等于n，执行自适应交叉概率；其中，n为执行固定参数遗传操作的代数；

将交叉操作得到的两个新的染色体代替群体中被选中进行交叉的两条旧染色体，即完成了交叉操作；

1.5)群体变异

判断交叉操作后的群体的代数，若该代数小于n，则按照固定的变异概率随机选取染色体进行变异操作；若该代数大于或等于n，则按照自适应变异概率随机选取染色体进行变异操作；

1.6)群体更新