[發明專利]多跳網絡通信資源分配方法及裝置

有效

• 申請號: 202011610065.X
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112804758B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 張彧;蔡培翔;吳義辰;潘長勇
• 申請（專利權）人: 深圳清華大學研究院
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;G06N3/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張文姣

1.一種多跳網絡通信資源分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，獲取當前網絡拓撲信息，根據網絡節點數量及可用通信資源數量進行遺傳算法種群初始化，獲得多個個體作為原種群；

S2，通過輪盤選擇，在所述原種群中選出多個個體作為父代，通過對所述父代中的個體兩兩隨機匹配行雜交，獲得子代種群；

S3，在所述原種群中選擇多個個體，進行變異操作，獲取變異種群；

S4，將所述原種群、所述子代種群和所述變異種群進行混合得到混合種群，計算所述混合種群中所有個體的適應度，按照適應度大小順序，篩選得到所述原種群數量的個體組成新種群；

S5，判斷所述新種群中適應度最高的個體是否與所述原種群一致，若不一致，則將所述新種群作為原種群執行步驟S2，若一致，則根據該個體確定當前網絡拓撲的通信資源分配方案；

所述S1進一步包括：

S11，對種群中的個體進行設計，其中，所述個體的形式為M×N的二維數組的時隙分配表，其中，M為時隙數，N為網絡節點數，表的第n行是n號節點的時隙分配情況，第n行、第m列的元素為1時，代表將m號時隙分配給n號節點，元素為0時代表不分配；

S12，根據兩跳以內的鄰居節點不可共用時隙的原則，按照時隙的順序，每個時隙會被分給一個節點，獲得多個個體作為原始種群。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

S6，檢測網絡拓撲信息，在網絡拓撲信息發生變化時，以所述新種群作為原種群，執行步驟S2，直至得到當前網絡拓撲的通信資源分配方案。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2進一步包括：

S21，設置參數P_c1和P_c2，在所述原種群中選出適應度最高的P_c1個個體，再通過輪盤選擇的方式選擇出P_c2個個體，將P_c1+P_c2個個體作為父代；

S22，對所述父代中的個體兩兩隨機匹配進行雜交，根據個體特點，隨機選出一個節點n，交換兩個個體中的第n行，獲得P_c1+P_c2個個體組成所述子代種群。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3進一步包括：

S31，從所述原種群中選擇出P_m個個體，作為變異的個體，對變異的個體中的M×N個元素，每個元素以p_m的概率取反；

S32，若一個節點n的兩跳鄰居范圍內對于一個時隙m都未進行占用，則第n行第m列的元素會以P_o的概率被置為1，表示節點n對時隙m進行占用，獲得P_m個變異的個體作為所述變異種群。

5.一種多跳網絡通信資源分配裝置，其特征在于，包括：

初始化模塊，用于獲取當前網絡拓撲信息，根據網絡節點數量及可用通信資源數量進行遺傳算法種群初始化，獲得多個個體作為原種群；

雜交模塊，用于通過輪盤選擇，在所述原種群中選出多個個體作為父代，通過對所述父代中的個體兩兩隨機匹配行雜交，獲得子代種群；

變異模塊，用于在所述原種群中選擇多個個體，進行變異操作，獲取變異種群；

篩選模塊，用于將所述原種群、所述子代種群和所述變異種群進行混合得到混合種群，計算所述混合種群中所有個體的適應度，按照適應度大小順序，篩選得到所述原種群數量的個體組成新種群；

分配模塊，用于判斷所述新種群中適應度最高的個體是否與所述原種群一致，若不一致，則將所述新種群作為原種群執行所述雜交模塊，若一致，則根據該個體確定當前網絡拓撲的通信資源分配方案；

所述初始化模塊，具體用于，

對種群中的個體進行設計，其中，所述個體的形式為M×N的二維數組的時隙分配表，其中，M為時隙數，N為網絡節點數，表的第n行是n號節點的時隙分配情況，第n行、第m列的元素為1時，代表將m號時隙分配給n號節點，元素為0時代表不分配；

根據兩跳以內的鄰居節點不可共用時隙的原則，按照時隙的順序，每個時隙會被分給一個節點，獲得多個個體作為原始種群。