[發明專利]一種基于加權粒子群算法的衛星計算資源分配方法

在審

• 申請號: 202211568855.5
• 申請日: 2022-12-08
• 公開（公告）號: CN115879497A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 盧山;王天雄;陳雨賀;李子柔;周亞同;范書瑞
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所;河北工業大學
• 主分類號: G06N3/006
• 分類號: G06N3/006;H04B7/185
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

1.一種基于加權粒子群算法的衛星計算資源分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，綜合星載計算機運算能力和星間鏈路傳輸帶寬，定義協同計算網絡的計算能力S＝S₀,S₁,...,S_n，衛星i的計算能力S_i為：

其中，C_i為衛星i星載計算機的運算能力，為計算任務所在衛星至協同計算衛星的星間鏈路傳輸帶寬；

步驟2，設置協同計算網絡權值為W＝w₀,w₁,...,w_n，其中w_i代表衛星i的權值；W通過協同計算網絡的計算能力得出：

其中，|| ||表示取模；

步驟3，初始化粒子群中的微粒，包含隨機位置和速度，并計算其適應度：

其中，pi是計算任務D分配至衛星i的百分比，C_i為衛星i星載計算機的運算能力，為計算任務所在衛星至協同計算衛星的星間鏈路傳輸帶寬，l_SiSj為衛星i到衛星j的傳輸時延；

步驟4，更新每顆衛星中粒子群的微粒速度V_i＝v_i1,v_i2,...,v_iN：

其中，N為粒子群規模，rand為(0,1)范圍內的隨機數，X_i＝x_i1,x_i2,...,x_iN為微粒群當前位置，P_i＝p_i1,p_i2,...,p_iN為微粒群局部最優位置，G_i＝g_i1,g_i2,...,g_iN為微粒群全局最優位置，和/為權重因子，K為收斂因子，計算方式如下：

V_i最大為1，最小為-1，當V_i1時，V_i＝1；

然后，根據衛星i的計算能力再次對V_i進行更新：

V_i＝w_i*V_i (6)

步驟5，更新每顆衛星中粒子群的微粒位置：

X_i＝X_i+V_i (7)

限制X_i的取值范圍為0～1，若X_i更新后超出此范圍，則取相應的端點值；

步驟6，根據更新后的微粒位置計算適應度，并記錄此次迭代過程中的最優位置P_i，如果P_i結果優于當前全局最優位置G_i，則更新G_i為P_i，否則G_i不變；隨后將適應度與用戶可接受的計算時間進行比較，若滿足用戶要求則停止運算，此時X_i即為最優解，否則對迭代次數進行判斷，如果達到最大迭代次數則完成計算，未達到迭代次數則重復步驟4～5繼續迭代。