[发明专利]一种基于改进和声搜索算法的5G通信系统资源分配方法

权利要求书

1.一种基于改进和声搜索算法的5G通信系统资源分配方法，系统中的终端包括蜂窝网络终端(CUE)和D2D移动终端(DUE)，一对DUE包括D2D发射移动终端(DTUE)和D2D接收移动终端(DRUE)，其中有M对DUE和N个CUE共享上行链路资源，M和N为大于0的整数，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)初始化系统参数，所述参数包括信干噪比阈值、D2D发射终端的功率、移动终端数量以及各终端间的距离；

(2)将用户复用信道资源的方案用一组和声来表示，X＝[x₁,x₂,…,x_i,…,x_M]，和声记忆库中每组和声的音调x_i∈[1,N]，每一组和声包含M个音调；

(3)随机产生符合信干噪比和最大发射功率约束条件的初始解空间HM，根据和声记忆库取值概率HMCR判别是否从初始解空间内产生新的和声变量，若满足HMCR条件则按照音调微调概率PAR微调；若不满足HMCR条件则从和声记忆库以外的解空间内产生新的和声变量；

(4)以系统吞吐量、蜂窝用户的平均发射功率以及终端能效这三个性能优化指标中的至少一个为目标函数，计算每个和声对应的目标函数，来衡量解的优劣性；

(5)用目标函数值较优的新解替换初始解空间中的较劣解，当继续迭代未能显著优化目标函数值时，停止迭代，对编码的解空间逆向解码，从而得到最优的资源分配策略。

2.根据权利要求1所述的基于改进和声搜索算法的5G通信系统资源分配方法，其特征在于，所述步骤(4)中系统吞吐量的计算公式为：

其中，B为子信道带宽；C_i为第i条蜂窝链路的数据传输速率；D_j为第j条D2D链路的数据传输速率；

C_i＝B log₂(1+SINR_c,i)

其中，SINR_c,i为蜂窝用户的信干噪比；

其中，P_i表示第i个CUE的发射功率；r_i表示第i个CUE和基站之间的距离；α为路径损耗因子；I_BS,i表示基站受到的干扰；N₀表示加性高斯白噪声的功率；

D_j＝B log₂(1+SINR_d,j)

其中，SINR_d,j为D2D用户的信干噪比；

其中，P_T为DTUE的发射功率；d_j为DTUE j和DRUE j之间的距离，I_d,j表示DRUE j受到的干扰；

其中，d_k,j为DTUE k和DRUE j之间的距离，P_m为第m个CUE的发射功率，d_m,j为第m个CUE到DRUE j的距离，为第m个子信道的终端集，δ_m,j为D2D对资源选择策略因子；

3.根据权利要求2所述的基于改进和声搜索算法的5G通信系统资源分配方法，其特征在于，所述步骤(4)中系统中的蜂窝用户平均发射功率的计算公式为：

其中，P_i为蜂窝用户的发射功率；

P_i＝(I_BS,i+N₀)·τ·r_i

其中，I_BS,i为基站受到的干扰；τ为蜂窝用户的信干噪比阈值；r_i为蜂窝用户到基站的距离；N₀表示加性高斯白噪声的功率。

4.根据权利要求2所述的基于改进和声搜索算法的5G通信系统资源分配方法，其特征在于，所述步骤(4)中系统中全局通信终端效能的计算公式为：

EE＝S/P_sum

其中，总的发射功率记作P_sum；

其中，P_T为DTUE的功率且恒定不变。