[发明专利]一种基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法

权利要求书

1.一种基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，所述SDWSN的架构包括用户层、控制层和基础设施层，所述拓扑控制算法包括：

初始化阶段，基础设施层的各节点将自身信息发送给控制层，控制层根据信息生成初始策略集，建立初始网络拓扑结构；

博弈阶段，每个节点按照节点序号开始博弈，每轮博弈只有一个节点调整自己的策略；

拓扑维护阶段，为网络节点设置能量阈值，当有节点的能量达到阈值时，从该节点开始重新进行博弈。

2.如权利要求1所述基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，每一轮博弈之后，控制层都会对当前网络连通性进行判断，具体步骤如下：

Step1：从节点出发，将节点放入队列q中；

Step2：队列不空时，弹出队首节点v；

Step3：如果队首节点v没被访问过，就将v的所有没被访问过的邻居节点放入队列，并将v节点标记为已访问；

Step4：当队列为空时，搜索结束。如果基站所对应节点显示已访问，则该点能和基站连通；

Step5：对余下的n-1个节点，重复上述四个步骤。

3.如权利要求1所述基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，所述控制层采用基于sink节点的单控制层形式，所述控制层包括可互相通信的数据接收模块、拓扑分析模块、流表规则生成模块和控制信息模块。

4.如权利要求3所述基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，所述博弈阶段在控制层中进行，每轮博弈结束后，拓扑分析模块更新策略集，并将策略集传送到控制信息模块，由控制信息模块下发到网络中。

5.如权利要求4所述基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，所述博弈阶段包括求取效用函数最大值，所述控制层根据效用函数最大值更新策略集，所述效用函数定义如下：

U_i(p_i(t)，p_-i(t))＝c_i(p_i(t)，p_-i(t))f_b(i)-f_r(p_i(t))

其中，p_i(t)是节点i的功率，p_-i(t)是除节点i之外其他节点的功率。c_i(p_i(t)，p_-i(t))的函数值为1或0，取值为1时说明网络是连通的，取值为0说明网络不连通。f_b(i)是收益函数，表示节点在进行数据转发时的所得收益。

6.如权利要求5所述基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，所述c_i(p_i(t)，p_-i(t))的取值由广度优先搜索算法求得，若每个节点都能与控制层连接，则c_i(p_i(t)，p_-i(t))的取值为1。

7.如权利要求5所述基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，收益函数具体可以表示为

其中，E_r(i)是节点i的剩余能量，p_i是节点i的当前发射功率。

8.如权利要求1所述基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，所述节点序号是根据各节点到控制层的距离由近到远得到的。

9.如权利要求1所述基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，所述用户层包括便携主机和用户终端，所述用户层通过网络对控制层远程调控。

10.如权利要求1所述基于非合作博弈的SDWSN拓扑控制算法，其特征在于，所述基础设施层包括若干传感器节点，所述传感器节点与控制层通过无线网络进行通信,该通信遵循Sensor OpenFlow协议，所述基础设施层的各节点的自身信息包括当前发射功率、邻居节点集及剩余能量。