[发明专利]一种基于无线异构网络的资源分配方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于通信及计算机技术领域，涉及一种基于无线异构网络的资源分配方法。

背景技术

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 CommunicationTechnology,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。

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

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。

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；

第i个蝙蝠的脉冲频率为：