[发明专利]基于量子猫群搜索机制的多目标中继选择方法

说明书

本发明提供的是一种基于量子猫群搜索机制的多目标中继选择方法。一，建立中继系统模型。二，初始化三个量子猫群。三，对第1个量子猫群和第2个量子猫进行更新。四：对第3个量子猫群中的每一量子猫进行更新。五：将第3个量子猫群更新出的H个量子猫放入非支配解集中。对非支配解集中的量子猫进行非支配解排序和拥挤度计算，保留前H个量子猫作为非支配解。将第3个量子猫的解群替换为非支配解集中的解。六：对非支配解集和演化单目标的量子猫群进行操作。七：如果进化没有终止，返回步骤三，否则，终止迭代，输出非支配解集中的非支配解。本发明可以同时考虑输出端信噪比和网络能量效率来解决多目标中继选择问题，适用性强，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及的是一种多目标中继选择方法，具体是无线通信领域的多目标中继选择方法。

背景技术

在移动通信系统中，中继是两个交换中心之间的一条传输通路。在协作多中继网络中， 合理的中继节点的选择对于提高协作通信网络的系统容量、网络能量效率及用户间公平性， 节约通信系统能量，降低数据传输的能耗和接收的误比特率等都有重要的意义。因此，如何 选择合适的中继节点对于协作通信是十分重要的。

在信号传递过程中，中继协作通信技术由于具备灵活性和可实施性，其应用范围是十分 广泛的。中继节点在Ad hoc网络中，可以对传输中的信号进行放大转发，将放大后的信号再 传输给用户。在单用户场景下，往往存在多个候选的中继节点，其中的中继选择是NP-hard 问题，运算复杂度为指数级别，很难在短时间内求出最优解。因此，改进经典的人工智能演 进方法，设计新的中继选择方案，在保证性能接近穷尽搜索得到的解的同时降低运算复杂度， 具有较重要的意义。Yindi Jing等在《IEEE Transactions on WirelessCommunications》上发表 的“Single and multiple relay selection schemes andtheir achievable diversity orders”提出了以接 收端信噪比为优化目标的中继选择方案，利用最好最坏信道策略进行求解，仅仅考虑了信道 的信噪比没有考虑网络能量效率，实用使用性低。Xiaohua Li在《Electronics Letters》上发表 的“Optimal multiple-relay selection in dual-hop amplify-and-forward cooperative networks”提出 了以接收端信噪比为目标函数的单目标问题，求出的解不是最优解，且没有综合考虑接收端信噪比和网络能量效率的中继选择多目标问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以广泛的解决现实生活中的多目标中继选择问题的基于 量子猫群搜索机制的多目标中继选择方法。

本发明的目的是这样实现的：

步骤一，建立中继系统模型，发送端SN发送信息，接收端DN接收信息，同时有R个候选的中继节点用于协作通信；

定义从发送端SN到第i个中继节点的信道状态信息为φ_i,i＝1,2,…,R，第i个中继 节点到接收端DN的信道状态信息为g_i，所有的信道状态信息服从参数为1的瑞利分布，发 送端SN的发送功率为P，第i个中继的发送功率为P_i，所有的中继转发方式为放大转发方式，则第i个中继的接收信号为

其中s是归一化的发送信号，且E|s|²＝1，E为数学期望，σ_i是对于第i个中继的均值为0，方差为1的高斯白噪声，由于中继的转发方式为放大转发方式，则接收到的信号为