基于禁忌搜索的飞蜂窝网络频谱分配方法

摘要

本发明提出了一种基于禁忌搜索算法的飞蜂窝网络频谱分配方法，主要解决现有飞蜂窝网络频谱分配方法分配效果差的问题。其实现过程是：（1）绘制飞蜂窝网络干扰图并将其中节点随机分入节点集合，得到初始解及其适应值；（2）判断初始解适应值是否为0，若为0则完成分配，否则生成当前解和当前最优解；（3）生成当前解的邻域；（4）执行邻域中非禁忌或满足藐视规则的最优动作，生成新解代替当前解；（5）用当前解代替当前最优解，如果当前最优解适应值为0，获得频谱分配方案，否则返回步骤（3）。本发明能在飞蜂窝网络密集分布时，获得较好的频谱分配方案，可用于宏蜂窝与飞蜂窝混合组网。

主权项

一种基于禁忌搜索的飞蜂窝网络频谱分配方法，包括如下步骤：(1)将宏蜂窝与飞蜂窝混合组网中非干扰敏感区域的飞蜂窝用节点表示，用边连接相互干扰的飞蜂窝所对应的节点，得到干扰图H={N,V,E}，其中N是节点个数，V是节点的集合，V={1,2,...,N}，E是边的集合；(2)将干扰图H中所有节点随机分入K个节点集合，得到飞蜂窝网络频谱分配问题的初始解S0={V1,V2,...,VK}，其中V1,V2,...,VK分别表示节点集合1,2,...,K；(3)求解初始解的适应值f(S0)=∑δuv,其中 δ uv = 1 u , v ∈ V l 0 others , u,v表示两个相互干扰的节点，Vl表示节点集合l，1≤l≤K，当两个相互干扰的节点u,v都属于节点集合Vl时，δuv=1，否则δuv=0，f(S0)表示初始解S0中存在的干扰总和；(4)判断初始解的适应值f(S0)是否为0，若f(S0)=0，则S0={V1,V2，...,VK}为飞蜂窝网络频谱分配结果，K为所需要的频谱数；否则，生成当前解S=S0={V1,V2,...,VK}和当前最优解Sbest=S0={V1,V2,...,VK}，则当前解适应值f(S)=f(S0)，当前最优解适应值f(Sbest)=f(S0)；(5)将当前解S={V1,V2,...,VK}中节点集合Vi中的节点c，从节点集合Vi移动到节点集合Vj，记为动作(c,Vi,Vj)，其中c为与节点集合Vi中某个节点存在干扰的一个节点，1≤i≤K，1≤j≤K，i≠j，用当前解S的所有动作，构成当前解S的邻域neigh；(6)在当前解S的邻域neigh中选择使当前解适应值f(S)下降最多的动作(c,Vi,Vj)min；(7)判断(6)中选择的动作(c,Vi,Vj)min是否在禁忌表中，如果不在禁忌表中，对当前解S执行该动作(c,Vi,Vj)min，生成新解S′；否则，判断该动作(c,Vi,Vj)min是否满足藐视规则，若满足，对当前解S执行该动作(c,Vi,Vj)min，若不满足，则在邻域neigh 中删除该动作，跳(6)；(8)将步骤(7)中执行的动作(c,Vi,Vj)min加入禁忌表，并为其设置禁忌长度，比较新解S′适应值f(S′)与当前解适应值f(S)的大小，若f(S′)