[发明专利]基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法及系统

权利要求书

1.一种基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、基于联盟形成博弈理论获取无人机对热点区域的选择决策；

所述步骤S1，具体包括以下步骤：

步骤S11、获取无人机的效用；

步骤S12、获取无人机对热点区域的偏好排序；

步骤S13、根据获取的偏好排序以及无人机的效用，获取无人机对热点区域的选择决策；

其中，无人机对热点区域的选择，实现方式如下：

假设一个带宽所有者，M个热点区域，N个无人机，带宽所有者拥有的带宽数量为B，每个热点区域可以接入多个无人机，每个无人机只能选择一个热点区域接入，选择同一热点区域的无人机形成一个联盟，共同完成流量卸载任务；

步骤S2、根据无人机对热点区域的选择决策，基于梯度投影理论获取带宽所有者对热点区域的带宽分配决策；

所述步骤S2，具体包括以下步骤：

将无人机对热点区域的选择决策，根据以下目标函数基于梯度投影理论获取带宽所有者对热点区域的带宽分配决策：

，其中，，Bj≥0，a表示热点区域效用系数，M表示热点区域的总数量，B表示带宽所有者拥有的总带宽数量，表示第i个无人机在第j个热点区域的流量卸载发射功率，表示选择第j个热点区域的无人机的总数量，Bj为第j个热点区域分到的带宽数量。

2.如权利要求1所述的基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法，其特征在于，所述步骤S11，具体包括以下步骤：

根据以下公式，获取无人机的效用：

其中，为第i个无人机在第j个热点区域的效用，为第j个热点区域的效用，为第j个热点区域分到的带宽数量，表示选择第j个热点区域的无人机消耗的总能量，c表示单位带宽成本，表示选择第j个热点区域的无人机的总数量。

3.如权利要求1所述的基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法，其特征在于，所述步骤S13，具体包括以下步骤：

步骤S131、获取每个无人机任意选择一个热点区域形成的初始的联盟分割中每个无人机的初始效用；

步骤S132、获取每个无人机再次任意选择一个热点区域形成的新的联盟分割后，每个无人机的再次选择效用；

步骤S133、根据获取无人机对热点区域的初始效用和再次选择效用，判断偏好排序条件是否满足，获取无人机对联盟的选择情况；

步骤S134、重复步骤S132，S133，当所有的无人机都不选择加入新的联盟时，获取无人机对热点区域的选择决策。

4.如权利要求3所述的基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法，其特征在于，所述步骤S133，具体包括以下步骤：

当无人机对热点区域的偏好排序为帕累托排序时，给定两个联盟A和B，

条件1：无人机在联盟A的效用高于其在联盟B的效用时；

条件2：无人机离开联盟B后，联盟B中的其他无人机的效用不会减少；

条件3：无人机加入联盟A后，联盟A中的其他无人机的效用会增加时;

当且仅当同时符合三个条件时，判定该无人机会选择离开联盟B，加入联盟A;

当以上三个条件任一不满足时，判定该无人机不会进行联盟重选择加入操作。

5.如权利要求3所述的基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法，其特征在于，所述步骤S133，具体还包括以下步骤：

当无人机对热点区域的偏好排序为自私排序时，给定两个联盟A和联盟B,

条件1：无人机在联盟A中的效用高于其在联盟B中的效用；

当以上条件满足时，判定该无人机会选择离开联盟B，加入联盟A;

当以上条件不满足时，判定该无人机不会进行联盟重选择加入操作。

6.如权利要求3所述的基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法，其特征在于，所述步骤S133，具体还包括以下步骤：

当无人机对热点区域的偏好排序为合作排序时，给定两个联盟A和联盟B,

条件1，无人机离开联盟B，加入联盟A后，无人机在联盟A中的效用和联盟A中其他无人机的效用以及联盟B中所有无人机效用之和大于无人机加入联盟A前，无人机在联盟B中的效用和联盟B中其他无人机的效用以及联盟A中所有无人机的效用之和；

当以上条件满足时，判定该无人机会选择离开联盟B，加入联盟A;

当以上条件不满足时，判定该无人机不会进行联盟重选择加入操作。