[发明专利]无线异构网络基于非合作博弈的节点协作激励方法

摘要

本发明提出了无线异构网络基于非合作博弈的节点协作激励方法，所述方法针对蜂窝ad‑hoc异构融合网络中节点的自私性，建立了节点博弈的效用模型，综合博弈三要素参与者、博弈策略和效用函数，提出了一种基于非合作博弈的节点协作激励机制；通过数学推导证明了该非合作博弈纳什均衡的存在性，能够获得优化模型的理论最优解。本发明产生的异构网络节点协作激励机制方式非常简单而易于实现，具有很好的应用前景。

主权项

无线异构网络基于非合作博弈的节点协作激励方法，其特征在于，所述无线异构网络中的节点分为源节点S、目的节点D和中继节点；所述方法具体步骤如下：步骤A，源节点S的策略空间是以最小的代价获得最大的收益，将信噪比增益作为源节点的收益，将支付给中继节点的补偿作为代价，源节点S考虑节点收益和代价，进而选择传输路径；则源节点S的最优化问题描述为：max US＝a×Δγ‑pri×pis.t.Δγ＝γSiD‑γSDγSi＝pShSi/σ2γSD＝pShSD/σ2γiD＝pihiD/σ2γSiD＝γSD+γSiγiD/(1+γSi+γiD)0≤pi≤pm0≤pS≤pm其中，US表示源节点的收益；Δγ表示中继节点进行协作转发传输分组获得的信噪比增益；γSi表示源节点到中继节点的信噪比；γSD表示源节点到目的节点进行直接传输的信噪比；γSiD表示通过中继转发协作传输所获得的信噪比；γiD表示中继节点到目的节点的信噪比；hSi为源节点S到中继节点i间的信道增益；hSD为源节点S到目的节点D的信道增益；hiD为中继节点i到目的节点D的信道增益；pi,pS分别表示中继节点i和源节点S的发射功率，pm表示任意节点的发射功率最大值，系数a代表信噪比增益系数，a值越大，表明源节点S获得信噪比增益越大，pri表示中继节点i提供的单位功率价格；σ2表示加性高斯白噪声信道的方差；步骤B，中继节点愿意转发源节点的分组会消耗自身的能量、资源，将中继节点的功率作为用于转发分组的资源，中继节点的目标是得到最大的源节点支付的转发补偿；则中继节点的最优化问题描述为：max Uri＝pripi*‑cipi*s.t.pri>0pi*=(apShSihiD(σ2+hSipS)/(priσ2))1/2-σ2-hSipShiD]]>其中，Uri表示中继节点的收益；ci表示中继节点i转发分组消耗功率的单位费用；表示中继节点i最优发射功率；从而得到中继节点最优转发功率价格pri*；令，pri＝pri*；步骤C，将步骤B得到的中继节点最优转发功率价格pri代入步骤A，计算中继节点最优发射功率反复迭代直到满足：pi*>0]]>步骤D，计算中继节点最优转发功率价格pri*和中继节点最优发射功率下的源节点、中继节点的最大收益，该最大收益是唯一的纳什均衡解。