[發明專利]一種基于蟻群算法的分布式分配子載波的方法

無效

• 申請號: 200910076751.0
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101552990A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 牛凱;林睿;許文俊;賀志強;吳偉陵
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W16/02
• 分類號: H04W16/02;H04W16/10;H04W72/10;H04L27/26
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 夏憲富

技術領域

本發明涉及一種網絡資源的分配方法，確切地說，涉及一種用于OFDMA系統的基于用蟻群算法的分布式分配子載波的方法，屬于無線通信系統的網絡層資源分配技術領域。

背景技術

在正交頻分多址OFDMA(Orthogonal?Frequency?Division?Multiple?Access)系統中，子載波的分配要協調小區間的頻帶分布，防止同頻干擾。這樣處理的后果是直接影響了系統的頻譜利用率。隨著未來移動通信系統的數據傳輸速率會越來越高，子載波分配技術已經成為業界研究的熱點。

目前，小區間子載波分配應用最廣泛的是軟頻率復用分配技術。軟頻率復用是一種簡單的子載波分配技術，比較典型的有以下三種：

(一)Siemens公司提出的《Interference?mitigation-Considerations?andResults?on?Frequency?Reuse》(刊于：“3GPP?TSG-RAN?WG1?Meeting”#42R1-050738，29?August-2?September，2005)，該第一種軟頻率復用技術是將頻段分成四個部分(參見圖1所示)，每個部分的子載波數是固定的，小區中心的頻率復用因子為1，小區邊緣的頻率復用因子為3。

(二)LG?Electronics公司提出的《Interference?mitigation?in?evolvedUTRA/UTRAN》(刊于“3GPP?TSG?RAN?WG1”#42?R1-050833，August，29-September，2，2005)，該第二種軟頻率復用技術是將頻段分成三個部分(參見圖2所示)，對于每個小區，這三部分頻段的優先級是不同的。

(三)Texas?Instruments公司提出的《Inter-Cell?Interference?Mitigation?forEUTRA》(刊于“3GPP?TSG?RAN?WG1”#42?R1-051059，10?October-14?October，2005)，該第三種軟頻率復用技術與第一種技術相類似，都是每個小區的中心用戶占用的頻帶不改變，而只是在小區邊緣引入簡單的自適應技術，這里的自適應技術是每個小區根據本小區邊緣用戶的負載來決定本小區邊緣可占用的帶寬，如果負載越重，占用的頻帶寬度就越寬。

軟頻率復用分配方案的技術復雜度較低，便于實現和管理。但是由于頻率復用往往是一種靜態或半靜態的分配方案，忽略了子載波的時變特性和在小區間的性能差異，造成了性能上的一些丟失，降低了系統的吞吐量。

隨著系統規模發展得越來越大，實現系統優化的變量個數也越來越多；同時，很多系統優化問題需要將多個目標進行聯合優化，而且，優化算法的自由度也變得很多。這都使得傳統的系統優化方法面臨嚴峻的挑戰。

由于啟發式算法在某些優化問題的收斂性和算法復雜度方面具有一定的優勢，因此，近年來，這種算法成為學術界和工程技術界關注和研究的熱點。

下面簡要說明其中的一個代表：蟻群算法，又稱：蟻群優化方法ACO(AntColony?Optimization)；它是近年來提出的一種源于大自然的仿生類算法。該算法是通過螞蟻群體之間的信息傳遞而達到尋優目的，其原理是一種正反饋機制，具有很好的自適應性。而且，由于蟻群算法天生是并行處理的，非常適合分布式系統的實現。

參見圖3，簡單介紹ACO算法在尋找最優路徑的流程。假設有4只螞蟻，兩條通向食物的路徑R₁和R₂，其中R₁＞R₂。沿著這兩條路上共設有6個節點：N_e(蟻巢)，N₁，N₂，N₃，N₄和F₀(食物)。最初，所有的4只螞蟻(A₁，A₂，A₃和A₄)都位于起點N_e，它們必須在R₁和R₂中選擇一條路走向F₀。