[发明专利]多跳网络通信资源分配方法及装置

说明书

本发明公开了一种多跳网络通信资源分配方法及装置，该方法包括：通过基站获取网络拓扑信息，根据网络节点数量及可用通信资源数量进行遗传算法种群初始化；通过遗传算法的杂交、变异、筛选操作，经过迭代获得高效的通信资源分配方案；基站持续检测网络拓扑信息，在网络拓扑发生变化后继续执行遗传算法的迭代过程获得新拓扑下的高效通信资源分配方案。由此，将遗传算法运用于多跳网络中的通信资源分配问题，可以快速获得近似最优的分配方案、高效分配通信资源，可用于物联网等海量连接场景中，具有广泛的应用范围和良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，特别涉及一种多跳网络通信资源分配方法及装置。

背景技术

随着无线通信业务的飞速增长以及多元化应用需求的不断涌现，移动产业正朝着下一代通信系统快速迈进，即第五代移动通信系统(5G)。国际电信联盟明确提出了5G八大关键性能指标，包括频谱效率提升3倍、连接密度提高10倍、接入时延降低10倍等。其中，物联网作为5G无线通信系统中的核心部分，成为了学界和业界的研究重点。

物联网是万物相连的互联网，在未来将实现如智能测量、感知、健康监测等无处不在的服务，要让生活中的各种设备连接入网，也对通信资源的高效分配提出了更高的要求。物联网的架构往往需要支持多跳网络，因此适用于多跳网络的通信资源分配方法的研发有着关键意义。

目前多跳网路中的通信资源分配方法主要包括竞争式分配方法、预留式分配方法等。竞争式分配方法通过竞争通信资源、检测冲突、进行回避获得分配结果。预留式分配方法通过发起预留请求、等待确认信息获得分配结果。此外，还存在直接求解优化问题获得最优分配方案的做法，需要较长的计算开销。这些方法都能在静态网络中取得较好的效果，但在网络拓扑动态变化需要重新运行算法获得分配方案。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种多跳网络通信资源分配方法，该方法将遗传算法进行改进使之适用于多跳网络通信的资源分配分配问题中，可以快速获得近似最优的分配方案、高效分配通信资源，并可以在网络拓扑变化后很快获得新的高效分配方案，具有广泛的应用范围和良好的应用前景。

本发明的另一个目的在于提出一种多跳网络通信资源分配装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种多跳网络通信资源分配方法，包括以下步骤：

S1，获取当前网络拓扑信息，根据网络节点数量及可用通信资源数量进行遗传算法种群初始化，获得多个个体作为原种群；

S2，通过轮盘选择，在所述原种群中选出多个个体作为父代，通过对所述父代中的个体两两随机匹配行杂交，获得子代种群；

S3，在所述原种群中选择多个个体，进行变异操作，获取变异种群；

S4，将所述原种群、所述子代种群和所述变异种群进行混合得到混合种群，计算所述混合种群中所有个体的适应度，按照适应度大小顺序，筛选得到所述原种群数量的个体组成新种群；

S5，判断所述新种群中适应度最高的个体是否与所述原种群一致，若不一致，则将所述新种群作为原种群执行步骤S2，若一致，则根据该个体确定当前网络拓扑的通信资源分配方案。

本发明实施例的多跳网络通信资源分配方法，通过基站获取网络拓扑信息，根据网络节点数量及可用通信资源数量进行遗传算法种群初始化；通过遗传算法的杂交、变异、筛选操作，经过迭代获得高效的通信资源分配方案；基站持续检测网络拓扑信息，在网络拓扑发生变化后继续执行遗传算法的迭代过程获得新拓扑下的高效通信资源分配方案。将遗传算法运用于多跳网络中的通信资源分配问题，可以快速获得近似最优的分配方案、高效分配通信资源，可用于物联网等海量连接场景中，具有广泛的应用范围和良好的应用前景。