[发明专利]基于改进的遗传‑粒子群混合算法的协作中继选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及基于改进的遗传-粒子群混合算法的协作中继选择方法。

背景技术

目前，无线通信环境中存在包括2G、3G、4G、Wi-Fi、蓝牙、超宽带等在内的多种异构无线网络，这些网络各自独立工作，移动终端在同一时间内只能接入一种网络。如何实现各异构无线网络无缝互联、从而使得移动终端可以充分利用各网络资源是一个重大问题。异构无线网络协作通信技术能有效解决上述问题，因此逐渐引起了国内外研究人员的重视。异构无线网络协作通信技术可以实现异构网络之间的无缝融合、协同工作，使得终端可以同时使用多个异构网络传输数据，从而显著提高网络资源利用率和通信系统性能。

在异构无线网络协作通信系统中，发射端可以将数据包分流后利用多个异构协作中继节点并行转发给接收端，从而有效提高传输质量与传输速率。然而，发射端与各个中继节点之间的信道状况各不相同，中继节点的选取会影响整个通信系统的性能。如何选择中继节点，使发射端获得尽可能高的传输速率的同时消耗尽可能低的系统功率是一个关键问题。为此需要对各中继节点进行筛选，选取最合理的方案以达到同时优化发射端的传输速率和功耗两方面性能的目的。

在无线通信中，目前已有许多研究提出了各种关于中继选择的方法，但是大多数研究集中在同构网络、考虑单个中继节点进行协作并且以单个性能指标为优化目标。公开号为CN103491577A，公开日为2014年01月01日的发明专利“一种协同通信系统的中继选择方法”，提供了一种根据中继链路的平均信噪比大小，采用基于最佳中继选择与负载平衡中继选择相混合的中继选择方法，但该发明仅对中继节点的负载平衡进行优化、没有考虑功耗的优化问题，并且针对单种制式的同构网络。公开号为CN102202382A，公开日为2011年09月28日的发明专利“一种降低发射功率的中继选择方法”，考虑了一种在保持所要求的中断概率的前提下降低发射功率的中继选择方案，但是该发明同样是在同构网络环境下进行选择，只考虑选取单个中继节点进行协作，并且仅以功率最小化为优化目标，没有考虑对其它性能的优化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供基于改进的遗传-粒子群混合算法的协作中继选择方法，该方法寻找最优的中继节点选择方案，以发射端的传输速率和功耗为优化目标，在尽可能提高发射端的传输速率的同时尽可能降低功耗。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

基于改进的遗传-粒子群混合算法的协作中继选择方法，包含以下顺序的步骤：

S1.发射端检测N个可接入的中继节点，获取各节点间信道状态信息；

S2.初始化表示中继选择方案的粒子种群；

S3.更新各粒子的速度和位置，并计算各粒子适应度值；

S4.更新粒子的个体极值和全局极值；

S5.粒子位置数组作为基因，选取基因进行重组，重组后的新基因加入种群；

S6.选择基因进行突变，突变后替换原基因；

S7.随机产生迭代过程中不曾出现的新粒子加入种群中；

S8.在种群中选取适应度值最高的M个粒子构成新一代粒子种群；

S9.判断是否符合终止条件：若符合，则选择适应度值最高的粒子作为最优中继选择方案；若不符合，转到步骤S3继续进行。

所述的基于改进的遗传-粒子群混合算法的协作中继选择方法，具体包含以下顺序的步骤：

步骤1、发射端在通信时，检测周围空闲的N个可接入的中继节点，获取发射端到各中继节点间的信道状态信息；