1.雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,包括:S1、在网络中部署宏小区,并在宏小区部署雾接入点,所述宏小区和雾接入点统称为小区;
S2、统计网络信息;
S3、设置初始偏置值、初始迭代次数和初始外部迭代次数为0,根据所述网络信息从所述小区中选择服务小区并计算接收信号与干扰噪声比值;
S4、根据接收信号与干扰噪声比值计算用户数据速率,根据初始用户数据速率得到加权吞吐量,并根据加权吞吐量和能量效用函数得到系统的初始能量效用;
S5、设置吉布斯采样温度参数和吉布斯采样概率密度分布函数并借助能量效用函数,根据吉布斯采样概率密度分布函数对雾接入点的偏置值进行吉布斯采样;
S6、根据吉布斯采样温度参数设置模拟退火温度参数,计算波动方向参数polarity并根据波动方向参数polarity计算模拟退火潜在偏置值;
S7、计算模拟退火潜在偏置值对应的系统能量效用,并与前一时刻偏置值对应的系统能量效用进行比较;如果系统能量效用增加,则更新偏置值;否则,利用吉布斯采样得到的偏置值进一步优化雾接入点范围扩展偏置值,得到当前迭代所对应的雾接入点的范围扩展偏置值;
S8、更新迭代次数,当迭代次数满足内部和外部迭代次数最大值要求时,停止迭代,为雾接入点分配范围扩展偏置值,并休眠没有用户的雾接入点。
2.如权利要求1所述的雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,根据所述网络信息选择服务小区并计算接收信号与干扰噪声比值,包括:各用户u根据以下公式在所有小区中选择其服务小区Su(Su∈C):即用户u选择使其 最大的小区c作为其服务小区,其中,C为所有小区的集合,B=BM∪BL表示所有宏小区与雾接入点的偏置值集合,BM为宏小区偏置值集合,BL为雾接入点偏置值集合, 为用户u接收到的来自小区c的接收信号功率,其单位为dBm;bc表示小区c的偏置值,若c为宏小区,则bc=0;否则,bc为雾接入点Lj(j∈{1,2,...,l})的偏置值 l为雾接入点个数;用户u在服务小区Su的接收信号与干扰噪声比值 为:其中, 为服务小区的发送功率, 为服务小区Su与用户u之间的平均信道增益,N0为噪声功率,Pc为除Su外其它小区c的发送功率,Gc,u为除Su外其它小区c与用户u之间的平均信道增益。
3.如权利要求1所述的雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,步骤S4中,根据接收信号与干扰噪声比值计算用户数据速率,包括:通过以下公式计算得到用户u的用户数据速率Ru:其中,Wu为用户u在其服务小区Su中获得的带宽, 为用户u在其服务小区Su的接收信号与干扰噪声比值。
4.如权利要求3所述的雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,步骤S4中,根据初始用户数据速率得到加权吞吐量,包括:综合考虑流量延迟和系统吞吐量,系统的加权吞吐量TU定义为用户的加权总数据速率,表示为:
其中,权重值Qu为用户u的归一化等待业务队列长度,由下式决定:其中,min{Du|u∈U|}为所有用户的最小等待业务队列长度,max{Du|u∈U|}为所有用户的最大等待业务队列长度。
5.如权利要求4所述的雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,步骤S4中,所述能量效用函数如下:
系统的能量效用函数η为系统加权吞吐量与所有雾接入点总发送功率的比值,表示如下:
其中, 为雾接入点Lj的发送功率,L为雾接入点集合。
6.如权利要求1所述的雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,步骤S5包括:
设Tg为吉布斯采样的温度参数,通过以下吉布斯采样概率密度分布函数对Lj的偏置值进行采样:
其中, 为除当前雾接入点Lj外,其他小区的偏置值构成的集合; 为偏置值取值范围Bop中的任意可用偏置值, 为雾接入点Lj偏置值取 且其它雾接入点偏置值集合为 时得到的系统能量效用;初始化即迭代次数为0时,吉布斯采样的初始温度值设为T0,此后每次迭代,Tg按照下式更新:其中, 为最大内部迭代次数,IT为当前迭代次数。
7.如权利要求6所述的雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,步骤S6包括:
根据以下公式设置模拟退火的温度参数Ta:其中, 表示向上取整,Tg为吉布斯采样的温度参数,设定当第IT次迭代较第IT‑1次迭代得出的偏置值使系统总体能量效用有所提升时,系统产生一个波动方向参数polarity,其值为:
其中, 表示雾接入点Lj在第IT次迭代时的偏置值, 表示雾接入点Lj在第IT‑1次迭代时的偏置值,randn为系统为了避免陷入局部最优解而产生的一个以0为中心的满足正态分布的随机数,初始化时, 即 η(0)=η(‑1)、polarity(0)=1,因此雾接入点Lj在第IT次迭代,即当前迭代计算得到的模拟退火潜在偏置值为:
此时,模拟退火得到的所有雾接入点的潜在偏置值集合为
8.如权利要求7所述的雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,步骤S7包括:
将 作为偏置集合B带入能量效用函数计算系统能量效用若 则将步骤S5中根据吉布斯采样概率密度分布函数采样得到的雾接入点Lj的偏置值作为第IT次迭代得到的吉布斯采样潜在偏置值,记为 此时所有雾接入点的潜在吉布斯采样偏置值集合记为 将作为偏置集合B带入能量效用函数计算系统能量效用 否则,令计算 执行步骤S8;若 设
置B(IT)=B(IT‑1),雾接入点Lj的偏置值保持原值不更新,执行步骤S8;否则,若令 执行步骤S8。
9.如权利要求8所述的雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,步骤S8包括:
更新当前迭代次数IT=IT+1,若 返回步骤S6,直至迭代次数IT达到最大内部迭代次数 否则,若 则令IT=0,用j=j+1更新目标雾接入点Lj,更新ITout=ITout+1,回到步骤S5并继续执行,直到 结束迭代,按照最后一次迭代得到的偏置值为各雾接入点分配范围扩展偏置值,并休眠没有用户的雾接入点;其中, 为最大内部迭代次数,ITout为当前外部迭代次数, 为最大外部迭代次数。
10.如权利要求1所述的雾接入网小区范围扩展偏置值更新方法,其特征在于,所述网络信息包括小区数量、雾接入点数量、用户数量、小区的发射功率、用户与小区之间的平均信道增益。