[发明专利]一种基于遗传算法优化传输速率权重的业务调度方法

权利要求书

1.一种基于遗传算法优化传输速率权重的业务调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取通信系统的数据传输速率集合：

通信系统中所有发送端用户，分别根据各自的传输信道质量选择与之相应的数据传输速率，所有数据传输速率从低到高组成通信系统的数据传输速率集合E；

(2)确定系统平均吞吐量和用户间公平性的适应度函数表达式：

(2.1)根据下式计算系统平均吞吐量T：

其中，S表示总的调度时隙数；N为系统所能容纳的最大用户数；c_i,s表示第i个用户在第s个调度时隙内在每个资源块上的数据传输速率；x_i,s表示系统在第s个调度时隙内为第i个用户分配的资源块数；p_i,s表示第i个用户在第s个调度时隙内连续分配的传输时间；P表示系统的运行总时间；

(2.2)采用的简式指数计算用户间公平性F：

其中，x_i表示第i个用户在整个调度过程中的资源占用率；

(2.3)得到综合衡量系统平均吞吐量和用户间公平性的适应度函数f表达式如下：

其中，T_maxC/I表示该系统采用最大载干比Max C/I调度算法时的系统平均吞吐量；F_RR表示该系统采用轮询RR调度算法时的用户间公平性的简式指数；α表示系统平均吞吐量所占权重，且α＝[0,1]；

(3)确定通信系统的数据传输速率权重：

根据适应度函数f建立遗传算法搜索模型，搜索使适应度函数f最大的集合E中各个数据传输速率的权重；通过仿真搜索到各个数据传输速率的最佳权重，将其定为通信系统的数据传输速率权重；

(4)获取用户在当前被调度资源块上的数据传输速率：

基站根据输入的信道质量指示CQI矩阵，获取每个请求服务的用户在当前被调度资源块上的数据传输速率e_d；

(5)获取用户参数和业务参数：

基站分别获取每个请求服务的用户的缓存状态及请求服务的业务，得到影响调度结果的相关参数，即用户参数和业务参数，包括：用户在截至上一时隙的平均吞吐量、用户数据等待时延、用户业务容忍时延；

(6)计算用户调度优先级参数：

(6.1)根据通信系统的数据传输速率权重确定用户在当前被调度资源块上的数据传输速率e_d的权值；

(6.2)对用户参数和业务参数进行线性归一化，得到归一化后的权值；

(6.3)采用最大权值延时优先算法M-LWDF，获取用户在当前被调度资源块上的调度优先级参数；

(7)根据调度优先级参数调度资源块：

将当前被调度资源块分配给调度优先级参数最大的请求服务的用户；

(8)更新资源分配矩阵：

对未分配资源块重复执行步骤(4)～(7)，直至所有资源块分配完成，得到最终资源块分配矩阵，即完成业务调度。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(2.2)中资源占用率x_i通过下式计算得到：

其中S表示总的调度时隙数；x_i,s表示系统在第s个调度时隙内为第i个用户分配的资源块数；p_i,s表示第i个用户在第s个调度时隙内连续分配的传输时间；N_RB表示每个时隙系统调度的最大资源块数。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(3)中遗传算法搜索模型具体为：将集合E中各个数据传输速率的权重作为遗传算法搜索的自变量，采用遗传算法中的差分进化算法，确定遗传算法的最大迭代次数G_m，通过初始化、变异、交叉和选择操作，逐代优化集合E中各个数据传输速率的权重，使适应度函数f达到最大值。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(3)中仿真搜索是在仿真系统中进行，系统在遗传算法的每次迭代后得到对应的适应度函数f值，当达到遗传算法的最大迭代次数G_m时，系统获得最大的适应度函数f值，该值对应的集合E中各个数据传输速率的权重，即为各个数据传输速率的最佳权重。