[发明专利]基于启发式算法的感知网络资源优化方法

说明书

本公开提供了一种基于启发式算法的感知网络资源优化方法其包括：第一节点与第二节点之间通过四个帧进行控制信令和数据的传输，每个帧包括导频信号和信息信号，信息信号由源信息进行信道编码和调制获得，源信息包括附加信息位和数据信息位；计算各个帧差错概率，进而获得可靠性参数和吞吐量；当可靠性参数、第一节点的第一总发射能量、第二节点的第二总发射能量、源信息的信息位长度、各个帧的帧长度、各个帧长度之和满足要求时，基于混合蛙跳‑极值优化算法第一节点和第二节点自适应地分配发射功率、导频信号的信号长度、信息信号的信号长度和帧长度，以使吞吐量最大化。

技术领域

本公开涉及感知网络通信技术领域，具体涉及一种基于启发式算法的感知网络资源优化方法。

背景技术

在现有的感知互联网中，存在第一节点与第二节点之间进行四个带有短帧的无线传输的通信协议。其中，帧长度和发射功率都是可调的。当第一节点与第二节点基于上述的通信协议进行信息传输时，感知互联网还需要考虑三个因素分别是超敏感的网络连接、超可靠的连接以及物理层的资源分配。

在考虑资源分配问题时，可以将制定资源分配问题作为优化问题，以获得所考虑协议的最优参数。但是由于优化问题既不凸也不凹，所以全局最优结果很难获得。

尽管优化问题可以通过传统的启发式算法(如粒子群优化(PSO)、模拟退火算法和遗传算法)来解决。然而，这些传统的算法不适用于动态帧协议，因为传统的算法受优化问题中过度约束条件导致的收敛效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种能够通过具有较强的鲁棒性和快速收敛性的算法解决优化问题的基于启发式算法的感知网络资源优化方法。

为此，本公开的第一方面提供了一种基于启发式算法的感知网络资源优化方法，是包括四个帧的基于启发式算法的感知网络资源优化方法，其特征在于，包括：第一节点向第二节点发送调度请求帧，所述第二节点基于所述调度请求帧反馈调度授权帧，所述第一节点接收所述调度授权帧向所述第二节点发送数据帧，所述第二节点基于所述数据帧向所述第一节点传输发送确认帧，每个帧包括导频信号和信息信号，所述信息信号由源信息进行信道编码和调制获得，所述源信息包括附加信息位和数据信息位；计算各个帧差错概率，基于所述帧差错概率获得数据传输的可靠性参数，基于所述可靠性参数获得吞吐量；并且当所述可靠性参数不小于预设帧差错概率，所述第一节点的第一总发射能量不大于第一能量阈值且所述第二节点的第二总发射能量不大于第二能量阈值，所述源信息的信息位长度等于所述附加信息位与所述数据信息位的信息位长度之和，帧长度等于所述导频信号与所述信息信号的信号长度之和，各个帧长度之和等于总帧长度时，基于混合蛙跳-极值优化算法所述第一节点和所述第二节点自适应地分配发射功率、所述导频信号的信号长度、所述信息信号的信号长度和所述帧长度，以使所述吞吐量最大化。

在本公开中，第一节点与第二节点之前通过四个帧进行控制信令和数据的传输。其中，调度请求帧、调度授权帧和确认帧用于控制信令，数据帧用于数据传输。每个帧包括导频信号和信息信号，信息信号由源信息进行信道编码和调制获得。源信息包括附加信息位和数据信息位。计算各个帧差错概率，基于帧差错概率获得数据传输的可靠性参数，进而获得吞吐量；当可靠性参数、第一节点的第一总发射能量、第二节点的第二总发射能量、源信息的信息位长度、各个帧的帧长度以及各个帧长度之和满足要求时，基于混合蛙跳-极值优化算法第一节点和第二节点自适应地分配发射功率、导频信号的信号长度、信息信号的信号长度和帧长度，以使所述吞吐量最大化。由此，能够通过具有较强的鲁棒性和快速收敛性的算法解决感知网络资源优化问题。

在本公开第一方面所涉及的感知网络资源优化方法中，可选地，上述四个帧为短帧结构，所述帧长度为感知网络传输时的短数据包的长度。由此，能够满足感知网络的超敏感的网络连接的要求。