[發(fā)明專利]多跳網(wǎng)絡(luò)通信資源分配方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011610065.X
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112804758B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張彧;蔡培翔;吳義辰;潘長勇
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳清華大學(xué)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張文姣

本發(fā)明公開了一種多跳網(wǎng)絡(luò)通信資源分配方法及裝置，該方法包括：通過基站獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量及可用通信資源數(shù)量進(jìn)行遺傳算法種群初始化；通過遺傳算法的雜交、變異、篩選操作，經(jīng)過迭代獲得高效的通信資源分配方案；基站持續(xù)檢測網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ诰W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化后繼續(xù)執(zhí)行遺傳算法的迭代過程獲得新拓?fù)湎碌母咝ㄐ刨Y源分配方案。由此，將遺傳算法運(yùn)用于多跳網(wǎng)絡(luò)中的通信資源分配問題，可以快速獲得近似最優(yōu)的分配方案、高效分配通信資源，可用于物聯(lián)網(wǎng)等海量連接場景中，具有廣泛的應(yīng)用范圍和良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多跳網(wǎng)絡(luò)通信資源分配方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著無線通信業(yè)務(wù)的飛速增長以及多元化應(yīng)用需求的不斷涌現(xiàn)，移動產(chǎn)業(yè)正朝著下一代通信系統(tǒng)快速邁進(jìn)，即第五代移動通信系統(tǒng)(5G)。國際電信聯(lián)盟明確提出了5G八大關(guān)鍵性能指標(biāo)，包括頻譜效率提升3倍、連接密度提高10倍、接入時延降低10倍等。其中，物聯(lián)網(wǎng)作為5G無線通信系統(tǒng)中的核心部分，成為了學(xué)界和業(yè)界的研究重點。

物聯(lián)網(wǎng)是萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)，在未來將實現(xiàn)如智能測量、感知、健康監(jiān)測等無處不在的服務(wù)，要讓生活中的各種設(shè)備連接入網(wǎng)，也對通信資源的高效分配提出了更高的要求。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)往往需要支持多跳網(wǎng)絡(luò)，因此適用于多跳網(wǎng)絡(luò)的通信資源分配方法的研發(fā)有著關(guān)鍵意義。

目前多跳網(wǎng)路中的通信資源分配方法主要包括競爭式分配方法、預(yù)留式分配方法等。競爭式分配方法通過競爭通信資源、檢測沖突、進(jìn)行回避獲得分配結(jié)果。預(yù)留式分配方法通過發(fā)起預(yù)留請求、等待確認(rèn)信息獲得分配結(jié)果。此外，還存在直接求解優(yōu)化問題獲得最優(yōu)分配方案的做法，需要較長的計算開銷。這些方法都能在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中取得較好的效果，但在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化需要重新運(yùn)行算法獲得分配方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種多跳網(wǎng)絡(luò)通信資源分配方法，該方法將遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)使之適用于多跳網(wǎng)絡(luò)通信的資源分配分配問題中，可以快速獲得近似最優(yōu)的分配方案、高效分配通信資源，并可以在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓蠛芸飓@得新的高效分配方案，具有廣泛的應(yīng)用范圍和良好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種多跳網(wǎng)絡(luò)通信資源分配裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出了一種多跳網(wǎng)絡(luò)通信資源分配方法，包括以下步驟：

S1，獲取當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量及可用通信資源數(shù)量進(jìn)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(yīng)度，按照適應(yīng)度大小順序，篩選得到所述原種群數(shù)量的個體組成新種群；

S5，判斷所述新種群中適應(yīng)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(zhí)行步驟S2，若一致，則根據(jù)該個體確定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐ㄐ刨Y源分配方案。

本發(fā)明實施例的多跳網(wǎng)絡(luò)通信資源分配方法，通過基站獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量及可用通信資源數(shù)量進(jìn)行遺傳算法種群初始化；通過遺傳算法的雜交、變異、篩選操作，經(jīng)過迭代獲得高效的通信資源分配方案；基站持續(xù)檢測網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ诰W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化后繼續(xù)執(zhí)行遺傳算法的迭代過程獲得新拓?fù)湎碌母咝ㄐ刨Y源分配方案。將遺傳算法運(yùn)用于多跳網(wǎng)絡(luò)中的通信資源分配問題，可以快速獲得近似最優(yōu)的分配方案、高效分配通信資源，可用于物聯(lián)網(wǎng)等海量連接場景中，具有廣泛的應(yīng)用范圍和良好的應(yīng)用前景。