15、移动蜂窝网络中的协调超启发式资源调度

移动蜂窝网络中的协调超启发式资源调度

1. 引言

随着无线通信技术的飞速发展，无线设备数量和无线流量数据的速度都在急剧增加。无线电频谱是最重要且稀缺的资源，由政府严格管理和控制。为满足移动用户和无线服务对频谱的巨大需求，有效调度和利用无线电资源以缓解频谱稀缺问题极为重要。

在现代无线通信领域，蜂窝网络因其显著的覆盖范围和稳定的性能仍发挥着重要作用。为保证最大覆盖和最小重叠，网络的整个服务区域被划分为一组不重叠的六边形小区。采用信道复用技术，在满足一些干扰约束的情况下，使多组移动用户可以同时使用相同的信道，从而提高频谱利用效率并减轻干扰。多蜂窝网络中资源调度问题（RSP）的任务是在不违反干扰约束的前提下，以最小的频谱资源消耗满足每个小区的所有需求。

无线多蜂窝网络中的资源调度问题等同于已被证明为NP完全的图着色问题。解决RSP的研究吸引了众多关注，出现了多种寻找全局最优或至少局部最优资源调度策略的方法，可分为转移方法、启发式算法和超启发式方法：
- 转移方法 ：将资源调度问题转化为图着色问题、SAT问题等经典优化问题，用各种确定性方法求解。
- 启发式算法 ：将资源调度问题建模为直接最小化所需信道数量的单目标优化问题，应用模拟退火、禁忌搜索、遗传算法等启发式方法。
- 超启发式方法 ：是一种旨在快速解决RSP的新型框架。此前的超启发式算法虽能有效解决RSP，但都只在单一空间（启发式空间或解空间）中搜索。由于应用超启发式算法时启发式空间到解空间的映射不是一对一的，可能导致后期搜索过程中搜索和收敛能力下降。

为弥补这一差距，