[發明專利]獲取分布式重疊穩定聯盟結構的方法及系統

在審

• 申請號: 201710669938.6
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN107708169A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 王博;黃亮;薛晨;劉瑋;常為領;王東安
• 申請（專利權）人: 國家計算機網絡與信息安全管理中心
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/04;H04W84/18
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙)44280
• 代理人: 李慶波

技術領域

本申請涉及無線網絡與通信技術領域，特別是涉及一種獲取基于數據包轉發的分布式重疊穩定聯盟結構的方法及系統。

背景技術

Ad hoc網絡由許多可以自由移動的節點組成，每個節點扮演主機和路由器雙重角色，節點之間的通信通過無線信道、中繼節點的多跳轉發來完成。該網路不依賴于任何固定的基礎設施，無中心控制，是完全自組織的，因此它與傳統的無線網絡有著很大的區別。在傳統的緊急情況和軍事應用中，Ad hoc網絡中的節點都是以一種自愿積極的合作轉發方式來工作。但是，最近特別是在民用領域中，節點由于受到自身處理能力、存儲空間和電池能量等各種資源的限制，節點會表現出自私行為，丟棄所要轉發的報文，從而達到節省自身資源的目的，降低了網絡的性能。因而，確保網絡中自私節點的激勵合作，從而保障網絡的可用性及其網路的性能成為當前Ad hoc網絡中研究的熱點之一。

當前采用博弈論來增強Ad hoc網絡中自私節點的合作性研究方法較多，但是目前的研究都主要集中在非合作博弈的研究范疇。在非合作博弈中，強調的重點主要體現在節點自身所表現的行為：理性節點在轉發數據包的過程中可選擇的策略、博弈可能出現的結果和節點對應做出的選擇等。而在博弈論另外的研究分支合作博弈中，一般假定節點之間達成一個可實施的共同行動的協議，即節點之間可能表現出一種“合作的意向”，并且這種合作意向是內生的。當前，如何通過合作博弈來解決Ad hoc網絡中節點的自私激勵問題成為最主要的問題之一。

發明內容

本申請主要解決的技術問題是提供一種獲取基于數據包轉發的分布式重疊穩定聯盟結構的方法及系統，能夠為解決Ad hoc網絡中節點的自私激勵問題提供技術支持。

為解決上述技術問題，本申請采用的一個技術方案是：提供一種獲取基于數據包轉發的分布式重疊穩定聯盟結構的方法，所述方法包括：在用于數據包轉發的整個網絡中，確定當前T時刻所述網絡中形成的聯盟結構η(T)，其中η(T)＝{S₁(T),...,S_M(T)}，S(T)為當前T時刻的形成的一個聯盟，M為聯盟個數，1≤M≤N，N為所述網絡中節點的個數；在所述聯盟結構η(T)中，計算節點i的總收益u_i(η(T))和所述聯盟結構η(T)的社會福利U(η(T))，其中，所述節點i可以同時加入到多個聯盟中，所述社會福利為所述網絡中所有節點的總收益之和；通過所述節點i的總收益u_i(η(T))和所述聯盟結構η(T)的社會福利U(η(T))，確定所述網絡中節點i的總收益和所述網絡的社會福利均為最大值時的分布式重疊穩定聯盟結構。

為解決上述技術問題，本申請采用的技術方案是：提供一種獲取基于數據包轉發的分布式重疊穩定聯盟結構的系統，所述系統的應用環境為Ad hoc網絡，該網絡的網絡拓撲由網絡中的節點通過無線鏈路組成，所述系統包括：網絡中的節點和第三方節點，所述第三方節點支撐網絡中節點之間的協作通信,并對網絡中形成的聯盟結構進行集中部署和統一管理，所述網絡中的節點包括起始發送數據包的源節點、轉發所述數據包的轉發節點，最后接收所述數據包的目的節點，所述網絡中的節點和所述第三方節點通過無線鏈路而可以建立通信鏈接，每個所述網絡中的節點和所述第三方節點均包括處理器、存儲器以及通信電路，所述網絡中的節點和所述第三方節點在通信過程中可以實現如上所述方法中的步驟。

本申請的能達到的預期效果是：區別于現有技術的情況，本申請在用于數據包轉發的整個網絡中，確定當前T時刻所述網絡中形成的聯盟結構；在所述聯盟結構中，計算節點i的總收益和所述聯盟結構的社會福利，其中，所述節點i可以同時加入到多個聯盟中，所述社會福利為所述網絡中所有節點的總收益之和；通過所述節點i的總收益和所述聯盟結構的社會福利，確定所述網絡中節點i的總收益和所述網絡的社會福利均為最大值時的分布式重疊穩定聯盟結構。由于節點i可以同時加入到多個聯盟中，獲得節點i的總收益和所述聯盟結構的社會福利，進而獲得網絡中節點i的總收益的最大值和所述網絡的社會福利的最大值，當網絡中節點i的總收益和所述網絡的社會福利均為最大值時，網絡中所有節點都沒有意愿加入或離開或遷移到其他聯盟，所有節點達到了最大穩定的收益，此時的聯盟結構即為分布式重疊穩定聯盟結構，通過這種方式，能夠為解決Ad hoc網絡中節點的自私激勵問題提供技術支持。

附圖說明

圖1是本申請獲取基于數據包轉發的分布式重疊穩定聯盟結構的方法一實施方式的流程圖；