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摘要：本发明公开了一种双层异构网络频谱资源分配方法，装置及电子设备，包括如下步骤：步骤1，建立双层异构网络频谱资源分配模型：步骤2，初始化离散海象群，确定全局最优速度：步骤3，根据捕食策略、迁徙策略或逃避策略更新每头海象的速度：步骤4，计算每头海象的适应度，根据贪婪选择策略确定每头海象的速度：步骤5，判断是否终止迭代，输出最优位置作为最优频谱资源分配方案。本发明提出的双层异构网络频谱资源分配方法，通过设计用户信息传输速率权重系数，在满足所有用户最低信息传输速率要求的前提下，能够最大化部分特殊用户的信息传输速率之和。

主权项：1.一种双层异构网络频谱资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立双层异构网络频谱资源分配模型：假设一个半径为RM的宏小区内随机分布有NM个宏基站用户和B个家庭基站，每个家庭基站覆盖半径为RF并且包含NF个家庭基站用户；将系统总带宽均匀划分为NW个子信道，对于每个宏基站用户和家庭基站用户所分配的信道的标号构成了决策变量，每一维决策变量取值为1到NW之间的整数；设一个家庭基站内的用户不会占用相同的子信道，对于第n个宏基站用户，设其占用第个子信道，其信干噪比为： 上式中，表示宏基站分配在第个子信道的功率，hn表示宏基站到第n个宏基站用户的信道增益，Kn表示宏基站到第n个宏基站用户的路径损耗，Λ表示占用第个子信道的家庭用户所属的家庭基站的标号的集合，表示第j个家庭基站分配在第个子信道的功率，表示第j个家庭基站到第n个宏基站用户的信道增益，表示第j个家庭基站到第n个宏基站用户的路径损耗，δ2表示噪声功率；第n个宏基站用户的信息传输速率为： 上式中，W表示系统总带宽；对于第b个家庭基站下的第m个用户，设其占用第个子信道，b＝1,2,...,B，m＝1,2,...,NF，其信干噪比为： 上式中，表示第b个家庭基站分配在第个子信道的功率，表示第b个家庭基站到其第m个用户的信道增益，表示第b个家庭基站到其第m个用户的路径损耗，Δ表示占用第个子信道的家庭用户所属的家庭基站的标号的集合，表示第k个家庭基站分配在第个子信道的功率，表示第k个家庭基站到第b个家庭基站下的第m个用户的信道增益，表示第k个家庭基站到第b个家庭基站下的第m个用户的路径损耗，表示宏基站分配在第个子信道的功率，表示宏基站到第b个家庭基站下的第m个用户的信道增益，表示宏基站到第b个家庭基站下的第m个用户的路径损耗；第b个家庭基站下的第m个用户的信息传输速率为： 为每个宏基站用户与家庭基站用户设置其信息传输速率权重系数：要求在所有用户满足最低信息传输速率要求的情况下，最大化部分特殊用户的信息传输速率之和，若特殊用户中包含第n个宏基站用户，则令其权重系数wn＝1，否则令wn＝0；若特殊用户中包含第b个家庭基站下的第m个用户，则令其权重系数否则令优化目标为： 约束条件为：Cn≥Cmin，n＝1,2,...,NM，b＝1,2,...,B，m＝1,2,...,NF上式中，Cmin为用户所要求的最低信息传输速率；步骤2，初始化离散海象群，确定全局最优速度：设离散海象群的群体规模为A，宏基站用户与家庭基站用户的总数为搜索空间维数，表示为Z＝NM+B×NF；设离散海象群进化到第t代时，第a头海象的速度为： 上式中，a＝1,2,...,A，z＝1,2,...,Z，每头海象的每一维初始速度服从0到1之间的均匀随机分布；第t代时第a头海象的位置表示为： 上式中，第a头海象的第z维速度与位置之间的映射规则为： 上式中，ceil·表示向上取整函数；每一头海象的位置对应一种频谱资源分配方案，决定了每个用户分配的子信道，第t代时第a头海象的适应度为： 上式中，ε为惩罚因子；将到第t代为止离散海象群适应度最大的海象的速度记作全局最优速度： 步骤3，根据捕食策略、迁徙策略或逃避策略更新每头海象的速度：当离散海象群迭代到第t代时，对于第a头海象产生一个服从标准高斯分布的随机数以及一个服从0到1之间均匀分布的随机数令： 上式中，β1为一常数，tmax为最大迭代次数；对于第a头海象，若并且则执行捕食策略，若并且则执行迁徙策略，若则执行逃避策略；当第a头海象利用捕食策略或者逃避策略更新移动步长时，首先产生一个在1到Z中随机选择的，由个不同的整数所组成的集合Ω，其中为服从0到1之间均匀分布的随机数；当利用捕食策略更新时，第a头海象的第z维移动步长更新公式为： 上式中，exp·为自然指数函数，为服从标准正态分布的随机变量，为在离散海象群中随机选择的第τ头海象的第z维速度；当利用逃避策略更新时，第a头海象的第z维移动步长更新公式为： 上式中，表示服从标准正态分布的随机变量，表示服从0到1之间均匀分布的随机变量；当第a头海象利用捕食策略或者逃避策略更新移动步长后，第a头海象第z维速度的更新公式为： 且abs·表示取绝对值；当利用迁徙策略更新时，第a头海象的第z维移动步长更新公式为： 上式中，β2为一常数，为服从标准正态分布的随机变量，为在离散海象群中随机选择的第ζ头海象的第z维速度；当第a头海象利用迁徙策略更新移动步长后，第a头海象第z维速度的更新公式为： 且步骤4，计算每头海象的适应度，根据贪婪选择策略确定每头海象的速度：更新每头海象的速度后，根据步骤2中所示的速度与位置之间的映射规则计算每头海象更新后的位置，并计算每一头海象更新后的适应度；根据贪婪选择策略确定第a头海象的速度，具体表示为： 将更新后适应度最大的海象的速度记为直到第t+1代的全局最优速度： 步骤5，判断是否终止迭代，输出最优位置作为最优频谱资源分配方案：若迭代次数未达到设定的最大迭代次数，就是t＜tmax，则令t＝t+1，返回步骤3继续执行迭代；否则终止迭代，根据速度与位置之间的映射规则得到离散海象群的全局最优位置，并将全局最优位置作为最优频谱资源分配方案输出。

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