[发明专利]一种基于联盟博弈的无线体域网接入资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于联盟博弈的无线体域网接入资源分配方法，包括：构建无线体域网系统模型；基于博弈论的接入策略，计算无线体域网系统模型中各节点间接入过程的系统能耗；基于各节点接入过程的系统能耗，确定无线体域网系统模型的能耗函数；在接入节点连接状态处于固定状态时，采用凸优化方法对所述无线体域网系统的接入资源分配策略进行优化；在接入节点关联传感器节点和用户，且形成联盟博弈状态时，采用博弈论方法对所述无线体域网系统模型的接入资源分配策略进行优化。本发明利用博弈论相关知识的同时，结合不同传感器获取信息量的不同权重进行资源分配，能够降低整个系统的能量消耗，延长系统的生命周期。

技术领域

本发明涉及无线体域网接入及网络资源分配技术领域，更具体的说是涉 及一种基于联盟博弈的无线体域网接入资源分配方法。

背景技术

无线体域网是一种新兴的通信类技术，可以实现全天候全地形救援和军 事活动，也可以应用于无处不在的医疗保健服务。由于能量收集和传感器硬 件的进步，无线体域网及其相关应用已变得可行。在救援活动和军事活动方 面，近年来地球生态环境的不断恶化，也使得因自然灾害频繁发生的救援活 动更加困难。就其在医疗保健方面的应用而言，新型冠状病毒具有高度传染 性，与它直接接触的医护人员容易受到感染，从而导致交叉感染。迄今为止， 新型冠状病毒尚未消除。可见，我们需要基于无线体域网的智能可穿戴设备等远程智能医疗设备来提高入院率和治愈率，从而降低感染率和死亡率。

传感器节点感知各种生理信息，包括体温、心率、血压、血糖、排汗量、 心电图和脑电图。然后将收集到的生理数据传送到汇聚节点进行进一步处理。 汇聚节点通过互联网将接收到的信息转发到远程数据库服务器或“医疗云” 平台，从而使医生和各类作战指挥员在不中断正常活动的情况下获取实时和 过去的生理信息。

目前，在多传感器多人体模型或多网络系统等复杂场景中面临以下挑战 和困难：

1)在多点、多人组成的传感器网络的复杂场景中，无线体域网具有独特 的特点：(1)传感器节点数量多，形成方式自由。无线网络传感器的构建不 受任何外部条件的限制。一旦建设完成，就是一个功能齐全的无线网络传感 器网络；(2)网络拓扑结构不确定。从网络层次来看，由于人类活动和人体 姿态的特殊性，无线传感器的网络拓扑结构是多变的。然而，多人多点无线 体域网的独特功能尚未得到全面研究。因此，有必要根据多人多点无线体域 网的独特特征设计多人多点无线体域网模型。

2)建模量化的能耗控制机制：无线体域网是无线传感器网络的一种，系 统的整体能耗决定了系统的生命周期。在无线体域网中，传感器节点由人佩 戴或植入人体，这意味着传感器节点必须尽可能小，因此它们的电池尺寸是 有限的。在大多数情况下，充电或更换电池是不方便的。因此，能源效率是 延长无线体域网系统生命周期的关键问题。

除此之外，国内外针对无线体域网整个传输过程中的接入问题，缺乏利 用博弈论来解决该问题的相关研究。

因此，如何提供一种在利用博弈论相关知识的同时，结合不同传感器获 取信息量的不同权重进行资源分配，且能降低整个系统的能量消耗，延长系 统的生命周期的基于联盟博弈的无线体域网接入资源分配方法是本领域技术 人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于联盟博弈的无线体域网接入资源分配 方法，利用博弈论相关知识的同时，结合不同传感器获取信息量的不同权重 进行资源分配，能够降低整个系统的能量消耗，延长系统的生命周期。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于联盟博弈的无线体域网接入资源分配方法，包括以下步骤：

构建无线体域网系统模型，基于所述无线体域网系统模型及相应信道环 境参数，构建路径衰减模型；所述路径衰减模型用于模拟所述无线体域网系 统模型中从传感器采集信息到接入节点，从接入节点到用户的信息传输过程；