[发明专利]双层异构场景下基于遗传理论的多跳无线回程方法

说明书

本发明公开了一种双层异构场景下基于遗传理论的多跳无线回程方法，包括：获取无线多跳网络中的网络信息；生成若干个初始回程路径，形成初始回程路径树；计算无线接入点服务的用户可获得的速率；计算所有无线接入点的传输能量，并选取T个初始回程路径树，进行Prufer编码获得父代染色体，并将交配、交叉和变异后所得的子代染色体翻译，得到对应的子代路径树；根据符合约束条件的子代路径树与父代路径树均计算目标函数，及选取新一代回程路径树；选取所计算的目标函数最大的路径树作为最终无线回程路径。本发明的方法既能得到最大总回程速率又能照顾用户公平性，能兼顾功率和速率的要求，充分利用网络资源。

技术领域

本发明涉及一种双层异构场景下基于遗传理论的多跳无线回程方法，属于无线通信的技术领域。

背景技术

随着通信需求的不断增长和用户设备的日益增加，支持高容量、海量设备互联互通的第五代移动通信技术(5G)适时而生。5G主要包括连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠和低功耗大连接四个主要技术场景。其中，在热点高容量场景中，基站分布多为两层异构模式，即在一个宏基站覆盖下，有大量的小基站、家庭基站和办公楼层基站的超密集杂乱无规律分布。在整个宏蜂窝范围内，由于小基站、微基站的数量众多，用户主要通过距其最近的小基站连接至宏蜂窝基站。另一方面，由于家庭基站等的部署随机性和有线连接的成本因素，使得整个通信网络完全通过有线连接进行数据回程变得不太现实，因此作为适用于这一情景的无线回程应运而生。

无线回程主要分为从用户到各类小基站(无线接入点)与从无线接入点到服务提供商的小区中心点(宏基站)两个部分。无线回程主要要考虑以下几个因素：1)发射半径，对于家庭基站和楼层基站来说，其发射最大功率较低，发射半径也往往较小，难以直接连通宏基站。因此，其无线回程需要通过多跳的方式进行解决；2)回程速率，对于用户来说，必然希望得到更高的回程速率，因为更高的回程速率就意味着更高的通信速率。另一方面，对于整个通信网络来说，它既要使得总的回程速率尽可能的大来支撑更多的用户，又要保证用户之间公平性以确保每个用户都能拥有一定量的速率来完成通信；3)回程功率，回程的功率影响整个回程网络的工作效率，通过降低回程功率可以提高整个网络的效率，而回程功率的大小又与回程路径选择有关；4)回程干扰，由于回程信道的密集性，其相邻信道之间的干扰也不可忽略。然而，对于一条完整的回程路径来说，其每一跳之间的空间距离已较远，干扰也已较小。

目前，大多数相关研究只关注在一个方面，或考虑整个网络的回程速率最大，或考虑整个网络的回程功率最低，很少有将各因素综合联合起来考虑的无线多跳回程路径选择的方法。本专利主要应用于双层异构的场景，即在一个宏蜂窝下存在有多个微蜂窝，其中宏蜂窝中有一个宏基站，每一个微蜂窝中有一个无线接入点，无线接入点存在发射半径，不是所有的无线接入点都能直接连接至宏基站，因此部分无线接入点需要通过多跳的方式连接至宏基站。在这个宏蜂窝中，所有的用户均通过微蜂窝接到宏蜂窝，不存在宏蜂窝用户。

因此，现有的回程路径选择方法中，进行路由选择时无法同时兼顾考虑回程速率、回程功率、发射半径、用户公平性、路由间干扰等因素，导致回程路径无法得到优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种双层异构场景下基于遗传理论的多跳无线回程方法，解决现有方法路由选择时无法同时兼顾考虑回程速率、回程功率、发射半径、用户公平性、路由间干扰等因素，导致回程路径无法得到优化的问题。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

双层异构场景下基于遗传理论的多跳无线回程方法，包括以下步骤：

步骤A、获取无线多跳网络中的网络信息，所述网络信息至少包括无线接收点信息及信道参数；

步骤B、生成若干个初始回程路径，且每个初始回程路径均满足以无线多跳网络中的宏基站为根节点，连接所有无线接收点后形成初始回程路径树；