[發明專利]一種社交D2D中繼選擇方法

有效

• 申請號: 201710824227.1
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107608803B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 江明;吳寬
• 申請（專利權）人: 廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;中山大學
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54;G06Q50/00;H04W40/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種社交D2D中繼選擇方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：對輸入數據進行預處理得到所需類型的數據；

S2：對S1中的數據進行指標即目標決策權重生成計算；

S3：將S2中獲得的單目標輸出量與服務質量QoS條件進行轉換整合，進而通過分布式消息傳遞機制進行求解，獲得最終輸出結果；

所述步驟S1的具體過程是：

令中繼用戶設備RUE組成集合R＝{R₁,R₂,...,R_N}，N為候選中繼用戶設備RUE的個數；中繼連接服務的用戶設備VUE組成集合V＝{v₁,v₂,...,v_M}，M為VUE的個數；

本方法需要進行決策權重生成計算的指標有：

VUE v和RUE r間的鏈路容量

VUE v和RUE r間的社交相似度S_v,r：由杰卡德系數描述，定義為VUE v和RUE r間擁有的共同社交屬性占總的社交屬性的比例；

RUE r端的緩存大小β_r；

VUE v獲取RUE r中繼服務所需的消耗C_v,r：在IC場景中，為VUE激勵RUE執行中繼服務所需的代價；而在OOC場景中，為VUE自身的功耗；

上述多目標構成VUE v端的目標集合其中，容量、社交相似度以及RUE端緩存大小為增益型指標，數值越高則越優；另一方面，消耗則為損耗型指標，數值越低則越優；

與此同時，定義二元選擇變量X_v,r來指示VUE v是否選擇候選RUE r：

除了上述多目標之外，還需進行決策權重生成計算的指標有：

VUE端對各個指標所要求的QoS條件；

RUE端的接受能力，即最大可接入的VUE數量K_r；

每個VUE只能接入唯一一個RUE；

基于上述內容，本方法需求解的優化模型如下：

max{P1,P2,P3,-P4} (2)

該模型受限于：

其中：

S_v,thresh,β_v,thresh,C_v,thresh分別為VUE v端的容量QoS閾值，社交相似度QoS閾值，緩存QoS閾值，消耗QoS閾值；

所述步驟S2的具體過程包括進行主觀偏好決策權重生成以及客觀決策權重生成；

所述主觀偏好決策權重生成包括以下步驟：

1)、構造直觀模糊偏好關系；

2)、構造完美乘性一致直觀模糊關系矩陣；

3)、生成直觀模糊數值權重；

4)、生成確定數排序數值；

5)、歸一化排序數值，生成輸出主觀偏好權重λ′_i^,v，即VUE v端的第i個指標所對應的主觀偏好權重；

所述客觀決策權重生成包括以下步驟：

1)、輸入所有候選RUE的各項指標數值；

2)、數據預處理；

3)熵權法獲得客觀決策權重；

4)整合主觀偏好決策權重生成得到的結果處理生成輸出VUE v端的單目標相對近似度序列Τ_v；

所述步驟S3的具體過程是：

通過Τ_v，將原優化問題模型轉換為求解單目標相對近似度RPD總和最小的新優化模型：

受限于：C1～C6 (6)

由于此包含QoS閾值條件的優化模型不能直接被現有的分布式消息傳遞算法求解，因此，為進一步求解優化問題(5)，引入下面指示量：

進一步地，將(7)與(4)的目標相結合，得到如下轉換模型：

受限于：

其中，C7是為保證(8)和(5)在數學意義上等價而引入的新條件，對于模型(8)，(5)的目標函數已經和QoS閾值條件相結合，從而使得(8)的求解在意義上等價于求解出能夠同時滿足最小RPD和滿足所有QoS閾值條件的中繼選擇結果，由于在實際通信系統中，條件C7在該類QoS限制下的二元選擇問題中難以被完全滿足，為了適用分布式消息傳遞機制進行模型求解，略去C7，從而求解出(8)的期望輸出結果，為了采用分布式消息傳遞機制求解(8)，重定義第t次迭代中，RUE端到VUE端的消息為

以及VUE端到RUE端的消息為

其中，ω為保證算法收斂的預定義阻尼系數，表示VUE的組成集合V刪除第v個VUE的剩余子集(即V/{v})中的第K_r個最小消息量，且0K_r≤M,K_r∈Z⁺為預定義的參數；

由于(8)的求解目標類型為最小化優化求和，則相應地，本發明設置分布式消息傳遞機制的求解目標為最小化消息量之和，得到最終的迭代輸出：