[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

说明书

本发明公开了一种基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法，方法包括以下步骤：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；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。本申请提供的一种基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法，首先为无人机对热点区域的选择提供决策方案，再设计一种流量卸载记载，最大化带宽所有者的效用的前提下解决带宽所有者对热点区域的带宽分配问题。

技术领域

本发明涉及通信网络的流量卸载技术领域，具体是涉及一种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。

背景技术

无人机具有机动性高，易部署，成本低等特点，可将其作为空中移动基站辅助热点区域通信，提高网络吞吐量。近年来，热点区域拥塞问题严重，无人机辅助热点区域完成流量卸载任务非常重要。

联盟形成博弈理论通常被用来解决无线通信网络中资源分配的相关问题。它被广泛应用于经济和计算机网络领域，比如：频谱资源共享，能量分配，任务分配等等。蜂窝网络之间通过联盟形成博弈实现频谱资源共享。联盟形成博弈理论也可用于能量分配，最大化能量效率。同时，也可用于任务分配，提高网络效率。相较于其他的模型，比如：非合作博弈模型，联盟形成博弈可以使参与者合作共赢。联盟形成博弈模型和非合作博弈模型也可以相结合，应用于网络中的资源分配问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种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。

第一方面，本申请提供了一种基于联盟形成博弈的无人机通信网络流量卸载方法，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；

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。

根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，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。

根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，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。

根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，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。

根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述步骤S133，具体包括以下步骤：