[发明专利]用户分簇及资源分配优化方法、系统、介质、设备及应用

权利要求书

1.一种用户分簇及资源分配优化方法，其特征在于，所述用户分簇及资源分配优化方法包括：

初始化用户个数N、总的计算资源块个数M_c，初始化分簇总数I＝N/2，初始化给每个用户分配的资源块个数为0，初始化烟花弹种群，每个烟花弹为用户初始发送功率矩阵，初始化烟花算法的相关参数；

把所有用户按照信道增益大小降序排序，前面I个用户中的第i个用户，和后面I个用户中的第i+N个用户配对，实现用户分簇；

采用两轮计算资源块分配，第一轮分配保证每个用户的任务执行时延要求，第二轮分配保证能耗减少量最大，直到所有的计算资源块分配完毕，得到用户计算资源块分配策略；

采用烟花算法实现发送功率控制优化；对于每一个烟花弹，计算其适应度值；根据适应度值，获得每个烟花弹的爆炸火星个数；对每个烟花弹执行爆炸操作，产生若干个爆炸火星；计算每个爆炸火星的适应度值；从烟花弹种群中随机选择若干个烟花弹进行变异操作，产生若干个变异火星；计算每个变异火星的适应度值；在包含所有烟花弹和火星的种群中，保留适应度值最好的个体作为下一代的一个烟花弹，然后基于概率公式，从其余个体中随机选择其他的烟花弹；获得的所有烟花弹作为下一代的烟花弹种群，进行下一次迭代，直到收敛，最终得到最优的发送功率控制策略；

所述用户分簇及资源分配优化方法的用户分簇及计算资源块分配方法包括以下步骤：

步骤一：初始化参数：用户个数N，分簇的总数I＝N/2，总的计算资源块个数M_c，以及给每个用户分配的资源块个数

步骤二：把所有用户按照信道增益大小降序排序h₁≥h₂≥...≥h_U；

步骤三：分别把第1,2,...,N/2个用户作为第1,2,…,I个簇的第一个用户；

步骤四：分别把第N/2+1,N/2+2,...,N个用户作为第1,2,…,I个簇的第二个用户，完成用户分簇；

步骤五：开始第一轮计算资源块分配，以保证每个用户的任务执行时延要求：

(1)：从第一个用户开始，对于每个用户给其分配一个计算资源块，同时从总的资源块中去掉该资源块，即执行x_u＝x_u+1，M_c＝M_c-1；

(2)：判断是否满足如果不满足，继续给当前用户u分配资源块，执行(1)；如果满足，判断当前用户是否为最后一个用户，如果是，执行步骤六；如果否，开始对下一个用户进行计算资源块分配，执行u＝u+1,接着执行(1)；其中，表示任务的处理时延约束；

步骤六：开始第二轮计算资源块分配：

(1)：首先判断是否满足M_c0，如果不满足，执行步骤七；如果满足，计算给每个用户多分配一个计算资源块后的能耗比当前能耗的减少量，即能耗增益

(2)：找出所有用户中能耗减少量最大的用户，记为u^*，即给用户u^*分配一个计算资源块，同时从总的资源块中去掉该资源块，即执行M_c＝M_c-1；

步骤七：算法执行结束，得到用户分簇及计算资源块分配策略；

所述爆炸操作包括如下步骤：

(1)生成随机数：D＝round(I·rand(0，1))；

(2)从烟花Π_l中随机选择D列；

(3)计算位移h＝rand(0，A_l)；

(4)执行如果如果

所述变异操作包括如下步骤：

(1)生成随机数：D＝round(I·rand(0，1))；

(2)从烟花Π_l中随机选择D列；

(3)计算变异系数g＝Gaussian(1，1)；

(4)执行如果如果

2.如权利要求1所述的用户分簇及资源分配优化方法，其特征在于，在步骤一中，每个簇中有2个用户，在频谱效率和实现复杂度之间进行折中；

在步骤五中涉及到的计算资源以计算资源块作为单位进行分配，每个用户分配到若干个计算资源块；计算资源块个数充足；进行第一轮计算资源块分配时，给每个用户分配计算资源块以满足该用户的任务处理时延约束。