一种异构网络多目标资源联合分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种异构网络多目标资源联合分配方法，在Macro

【技术实现步骤摘要】
一种异构网络多目标资源联合分配方法


[0001]本专利技术属于无线通信领域，涉及一种异构网络多目标资源联合分配方法，特别是一种基于量子政治优化机制的异构网络多目标资源联合分配方法。

技术介绍

[0002]随着智能设备和无线移动应用的飞速发展，用户数量急剧增加，对数据传输速率、能量消耗及服务质量有了更高的需求，频谱、能量等网络资源成为影响系统性能的一个重要因素。通过部署低功耗、低成本的毫微微蜂窝femtocell以和宏蜂窝Macrocell共同组成双层异构网络的方法，可有效改善室内信号覆盖率，从而提高资源利用率。由于频谱资源短缺，Macro
‑
Femtocell双层异构网络一般采用共享频谱方式，然而，这种方式会带来严重的同层干扰和跨层干扰，从而削弱网络的性能。另一方面，由于femtocell的密集部署，能量消耗也成为不可忽略的问题。如何在提高频谱效率的同时降低能耗是目前急需解决的问题。
[0003]合理的资源分配可以有效降低网络中的干扰问题，对于提高频谱利用率、降低数据传输的能耗具有重要的意义。频谱资源和功率资源的联合分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异构网络多目标资源联合分配方法，其特征在于，包括：步骤一，建立Macro
‑
Femtocell双层异构网络多目标资源联合分配模型；步骤二，初始化量子政治团体的量子成员并设定参数；步骤三，计算所有政党量子成员的适应度函数值，建立初始精英解集；步骤四，从精英解集中选择全局最优量子成员，对于每个政党和每个选区，建立精英成员集和精英选区集，并从中选择政党量子领导者和选区量子获胜者；步骤五，根据适应度函数值，计算每个政党量子成员的信任度值；步骤六，使用模拟量子旋转门演化政党量子成员；步骤七，对更新后的量子成员完成映射，并计算映射态的适应度函数值，更新精英解集；步骤八，判断是否达到最大迭代次数，如达到则输出所有的精英解；否则令t＝t+1，并返回步骤四继续进行迭代；根据精英解集中的所有的精英解，得到多目标资源联合分配方案。2.根据权利要求1所述的一种异构网络多目标资源联合分配方法，其特征在于：步骤一所述建立Macro
‑
Femtocell双层异构网络多目标资源联合分配模型包括：假设Macro
‑
Femtocell双层异构网络系统由一个半径为R
m
的宏基站和F个半径为R
f
的家庭基站组成，系统中共有N个用户竞争Q个子信道的使用权，其中N＝N
m
+F
×
N
f
，N
m
为宏基站用户数量，N
f
为每个家庭基站的用户数量，家庭基站标号集合为子信道标号集合为在子信道s上，用户u连接到家庭基站f的信干噪比为宏基站用户m在子信道s上获得的信干噪比为其中，和p
s
分别代表家庭基站f、邻近的家庭基站f
′
和附近的宏基站占用子信道s时被分配的实际传输功率，为家庭基站f与其用户u之间的信道增益，和g
u,s
分别为邻近的家庭基站f
′
和附近的宏基站与家庭基站f的用户u之间的信道增益，为家庭基站f与宏基站用户m之间的信道增益，和d
u,s
分别代表家庭基站f，邻近的家庭基站f
′
和附近的宏基站到家庭基站f下的用户u的路径损耗，d
m,s
和分别为宏基站和家庭基站f到宏基站用户m的路径损耗，σ2为加性高斯白噪声功率谱密度。于是，根据香农公式，系统总数据速率可以表示为其中，B代表系统总带宽；系统的频谱效率定义为
系统相对能耗定义为其中，为N个用户的一种可行的频谱分配方案，为N个用户的一种可行的功率分配方案，P
r
和P
∑
分别代表整个系统的额定功率和实际传输功率，分别为和P
M
和P
F
分别为宏基站和每个家庭基站的总发射功率，和分别代表第个宏基站用户和家庭基站f的第个用户的实际传输功率；系统中所有宏基站用户的实际传输功率不得超过宏基站的总发射功率，任意家庭基站f中所有用户的实际传输功率不得超过其总发射功率，宏基站用户的功率和家庭基站用户的功率分别要满足其在设定的最小最大功率之间；同时考虑频谱效率和相对能耗的多目标资源联合分配问题为最大值优化方程：3.根据权利要求1所述的一种异构网络多目标资源联合分配方法，其特征在于：步骤二所述初始化量子政治团体的量子成员并设定参数包括：设定最大迭代次数T，迭代数标号t，t∈[1,T]；假设量子政治团体中共有L1个政党，每个政党中有L2个量子成员，分别在L3个选区中竞选，量子政治团体的群体规模为L＝L1×
L2；在初始化过程中，量子政治团体中的量子成员通过随机的方式产生，第t代选区a内政党i的第j个量子成员可以表示为令其中，是的第k维分量，其个数为2N，为第(t
‑
1)代选区a内政党i的第j个量子成员，i＝1,2,...,L1，j＝1,2,...,L2，a＝1,2,...,L3，k＝1,2,...,2N；对量子成员和进行映射可得到相应的映射态和映射态的前N个决策变量表示所有用户的频谱分配情况，第N+1到第N+N
m
个决策变量表示宏基站用户的功率分配情况，最后一段表示所有家庭基站用户的功率分配情况，映射规则如下：其中为向上取整符号。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高洪元，马静雅，孙志国，刘凯龙，孙贺麟，揣济阁，刘廷晖，张震宇，陈暄，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：