[发明专利]基于超图匹配博弈的无人机组播能效优化方法

权利要求书

1.一种基于超图匹配博弈的无人机组播能效优化方法，其特征在于，将多无人机网络通信划分为三阶段，即基站首轮数据分发、无人机之间匹配、“无人机-无人机”传输或“基站-无人机”补充分发；其中，对于前两阶段没有获得数据的无人机，基站将在第三阶段补充传输给该无人机。

2.根据权利要求1所述的无人机组播能效优化方法，其特征在于，在首轮数据分发阶段，基站将筛选中心性较高的无人机进行数据分发；筛选原则为计算每个无人机的首选因子θ，该因子由无人机r与所有无人机的平均距离确定：

其中，u_m为无人机，U为全部无人机集合，M为集合中无人机数量，d_r,m为无人机r与m之间的距离。

3.根据权利要求2所述的无人机组播能效优化方法，其特征在于，在无人机到无人机匹配阶段，无人机中的请求者与帮助者是双边匹配关系；每个请求者m的数据请求只能获得一个帮助者n的帮助，即：每个请求者m只能与一个帮助者n匹配，一个帮助者n可以与多个请求者m匹配，建模为超图匹配博弈；表示为：其中，N为帮助者集合，为帮助者n的偏好，为请求者m的偏好，配额q_m＝1即请求者只能请求一个帮助者。

4.根据权利要求3所述的无人机组播能效优化方法，其特征在于，所述请求者的偏好在于：

其偏好的建立受到约束：

其中，ψ_m为请求者m的帮助者n选择表示，ψ_-m为其余请求者的策略表示，且有ε_m(ψ_m,ψ_-m)表示请求者m在策略(ψ_m,ψ_-m)下的偏好效用；表示请求者m的最低数据接收速率要求，该值反映出请求者m对于内容的数据需求的紧迫程度，m选择n成为自己的帮助者；表示帮助者n的最大发射功率，帮助者n的实际发射功率不得超过这一数值。

5.根据权利要求4所述的无人机组播能效优化方法和权利要求3中所述帮助者的偏好，其特征在于：

更高的传输速率成为请求者选择帮助者的偏好；

其中ε_m(m,n₁)和ε_m(m,n₂)分别表示请求者m接入不同帮助者时m的偏好效用值；

请求者匹配配额受到约束：

q_m＝1

即帮助者每次只能组播同一个内容给一组请求者，此时帮助者的偏好不再是针对一个请求者，而是一群请求者产生的群体效用，帮助者希望被效用更高的请求者群体接入。

6.根据权利要求5所述的无人机组播能效优化方法，其特征在于，群体偏好的建立方法是：设置向帮助者n请求的其中一个群体为M_f，得到M_f的能效(Energy Efficiency，EE)函数：

其中，表示帮助者n与请求者群体M_f之间的传输效率，帮助者n的功率为固定常数，速率R_n根据群体中最大传输速率需求得到：

其中表示可能会受到M_f策略影响的其他请求者集合。