1.一种基于启发式蚁群算法的家庭基站信道优化分配方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
1)初始化宏用户m=1,信道n=1,家庭基站的初始可用信道集包含所有信道,宏用户的初始干扰集包含所有家庭基站;
2)判断n是否大于Nc,Nc为信道数,若不大于,则计算宏用户m在信道n上的信干噪比γm,n,转步骤3);若大于,则令n=1,m=m+1,判断m是否大于M,M为宏用户的数量,若不大于则计算宏用户m在信道n上的信干噪比γm,n,转步骤3),若大于则转步骤5);
3)比较γm,n与宏用户的SINR阈值:若γm,n大于SINR阈值,则令n=n+1,重复步骤2);反之,则针对信道n选择出对宏用户m干扰最大的家庭基站tm,n,并从该家庭基站的可用信道集中删掉子信道n;
4)从宏用户m的干扰集合中去除家庭基站tm,n的干扰,重新计算宏用户的信干噪比,重复步骤3);
5)初始化家庭用户i=1,i=1,2,…,Nf,Nf为家庭用户或家庭基站的数量,假设一个家庭基站中只有一个用户,信道n=1;
6)计算家庭用户i在信道n上的信干噪比 其中, 为宏基站在信道n上的发射功率, 为家庭基站i在信道n上的发射功率,N0为白噪声的功率谱密度,B为每个信道的带宽, 为信道n上宏基站到家庭用户i之间的信道增益, 为信道n上家庭用户i和其服务家庭基站之间的信道增益,cn为1表示有宏用户占用信道n,为0表示不占用;
7)若家庭用户i在信道n上的信干噪比γi,n小于阈值,则从该家庭基站的可用信道集中删掉信道n,且令n=n+1;反之,则直接令n=n+1;
8)判断n是否大于Nc,若不大于,则重复步骤6),若大于,则令i=i+1,n=1,转步骤9);
9)判断i是否大于Nf,若大于,则得到最终的家庭基站可用信道列表,转步骤10),若不大于,则转步骤6);
10)初始化aij=0,i=1,2,…,Nf,j=1,2,…,Nf,令i=1;
11)计算家庭用户i的信干噪比;
12)将此信干噪比与家庭用户信噪比门限值 做比较,若小于,则找出对家庭用户i干扰最大的家庭基站j,令aij=1后,转步骤13);反之,则令i=i+1,转步骤14);
13)去掉家庭基站j对家庭用户i的干扰,重新计算信干噪比,重复步骤12);
14)判断i是否大于Nf,若大于,则得到最终的家庭基站间的邻接矩阵反之,则重复步骤11);
15)参数初始化:最大遍历次数L,最大迭代次数W,影响因子α=1,β=1,λ=0.1,Q=1,全局信息素τjn=1(j=1,2,…,Nf,n=1,2,…,Nc),迭代次数w=1;
16)令遍历次数l=1;
17)令j=1,判断 是否为空, 代表第l次遍历中家庭基站1的可用信道列表,若非空,则选择其可用信道列表中的第一个信道分配给家庭基站1;
18)令j=j+1,判断j是否大于Nf,若大于,则转步骤20),反之,则转步骤19);
19)判断 是否为空,其中 代表第l次遍历中家庭基站j的可用信道列表;若为空,则不分配信道;若不为空,则计算转移概率
n=1,2,…,Nc,表示在第l次遍历中,为家庭基站j分配信道n的概率,其中,τjn表示给家庭基站j分配信道n的全局信息素,参数α体现了它的影响程度; 为第l次遍历中给家庭基站j分配信道n的启发式信息,参数β体现了启发式信息的影响程度,γj,n表示家庭用户j在信道n上的信干噪比,根据转移概率给该家庭基站分配信道,重复步骤
18);
20)令l=l+1,判断l是否超过最大遍历次数L,若没有,则重复步骤17),若超过,则根据每次遍历后得到的一组信道分配方案,计算对应的家庭用户平均吞吐量,找出最大吞吐量对应的信道分配方案,记为本次迭代的最佳分配方案并记录最大吞吐量;
21)令w=w+1,判断w是否超过最大迭代次数W,若没有,则更新全局信息素τjn,τjn=(1-λ)τjn+Δτjn,其中 为全局信息素的增量, 为第l次遍历中给家庭基站j分配信道n时所产生的信息素增量,Ll为第l次遍历过程中使用过的信道数,重复步骤
16);若超过,则转步骤22);
22)比较每次迭代记录的吞吐量,吞吐量最大时所对应的最佳信道分配方案。