[发明专利]基于禁忌搜索的密集无线局域网多维资源分配方法

摘要

本发明提出了一种密集无线局域网中的多维资源分配方法，主要解决现有算法没有联合AP组合、AP信道和AP功率进行分配，以及联合分配复杂度高、难以实用的问题。其实现方法是：由网络当前使用的AP组合向量开始，给向量所表示使用的AP分配信道、确定关联用户、在候选功率向量的邻域向量中进行禁忌搜索得到当前AP组合向量的最佳功率向量，在AP组合向量使用最佳功率向量的基础上，再在候选AP组合向量的邻域向量中进行禁忌搜索得到最优AP组合向量，由此得到网络的最优资源分配向量。本发明提高了网络的吞吐量和能效，可用于无线局域网部署规划和网络优化中确定所使用的AP组合、信道和功率。

主权项

1.一种基于禁忌搜索的密集无线局域网多维资源分配方法，包括如下步骤：（1）统计得到网络中所有接入点AP个数M和当前使用的接入点AP个数L，L≤M，将所有接入点AP依次编号为AP₁,AP₂...AP_i...AP_M，i∈{1,2...M}，根据网络当前使用的接入点AP初始化候选接入点AP组合向量a=(a′₁,a′₂...a′_M)，其中a′_i＝1表示选中使用AP_i，a′_i＝0表示未选中使用AP_i，初始化最优值f_opt为正无穷大，初始化迭代次数上限NI=1000，初始化迭代次数计数器iter=0；（2）给候选接入点AP组合向量a选中使用的每个接入点AP分配信道，得到信道分配向量c_opt；（3）利用上述信道分配向量c_opt，确定每个用户所连接的接入点AP；（4）利用上述每个用户和接入点AP的连接关系，得到候选接入点AP组合向量对应的最佳功率向量：（4a）初始化当前功率向量p=(p′₁,p′₂...p′_i...p′_M)，p′_i表示AP_i所用功率，i∈{1,2,...,M}，初始时各接入点AP均使用最大功率；（4b）计算网络使用当前功率向量时，每个用户所受到的最大干扰I_n和每个用户的信干噪比SINR_n：In=Σi∈Ak,i≠kpi′Hin]]>SINRn=pk′Hknσ2+In]]>其中，AP_k代表用户n所连接的接入点AP，A_k表示所有与AP_k同信道的接入点AP集合，H_in表示AP_i与用户n之间的信道损耗，p′_i表示AP_i所用功率，p′_k表示AP_k所用功率，H_kn表示AP_k与用户n之间的信道损耗，σ²表示背景噪声的功率大小；（4c）计算取当前功率向量和信道向量时，用户n所获得的吞吐量d_n；（4d）根据用户所受到的最大干扰I_n，每个用户的信干噪比SINR_n和用户n所获得的吞吐量d_n，构建目标函数f：f=w1NΣn∈NQ(SINRn)2+w2NΣn∈Nmax(In-σ2,0)2+w3NΣn∈Nmax(10log(D*n)-10log(dn),0)2]]>其中，w₁、w₂和w₃分别表示三个权重因子，并且满足O≤w_i≤1，i＝1，2，3，Ⅳ表示总用户数，Q(SINR)表示以信干噪比SINR为参数的罚函数值，σ²表示背景噪声功率的大小，表示用户n的需求吞吐量；(4e)利用禁忌搜索方法，在功率向量p的邻域向量中搜索目标函数的最小值f_min，目标函数最小值对应的功率向量即为候选接入点AP组合向量对应的最优功率向量P_opt；(5)若目标函数的最小值f_min小于最优值f_opt，则令f_opt=f_min；(6)若迭代次数计数器iter等于迭代次数上限NI，或最优值f_opt等于O，则当前候选接入点AP组合向量a即为最优AP组合向量a_opt，从而得到网络最优资源分配向量S_opt=(a_opt，C_opt，P_opt)，否则，用候选接入点AP组合向量a的邻域向量更新a，转步骤(2)执行下一次迭代，迭代次数计数器iter自增1；(7)网络中每个接入点AP依照网络最优资源分配向量S_opt重构其配置参数。