[發明專利]一種基于分布式理性競爭的移動自組織網絡資源分配方法

有效

• 申請號: 202011177065.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112437490B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 井俊
• 申請（專利權）人: 南京微平衡信息科技有限公司
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/08;H04W24/02;H04W84/18
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 封睿;唐代盛

本發明公開了一種基于分布式理性競爭的移動自組織網絡資源分配算法，初始化無線自組織網絡中各節點的動作集和選擇概率，從各個節點的動作集中隨機選擇該節點的初始動作；根據各節點選擇的動作和對應的選擇概率，結合環境和通信需求，計算與選擇的動作對應的效用值；根據對應的效用值，更新動作集中各個候選動作的選擇概率，確定下步動作進行數據通信；重復效用和下一步動作更新過程，進行移動自組織網絡資源分配。本發明環境變化以及通信需求變化時，會動態調整當前動作對應的效用值，以及下一時刻各候選動作的選擇概率，能夠適應不同通信業務傳輸需求，進行分布式的理性通信資源競爭和使用的算法，提高了全網的節點通信功率自動分配的合理性。

技術領域

本發明涉及移動自組織網絡資源分配技術，具體涉及一種基于分布式理性競爭的移動自組織網絡資源分配算法。

背景技術

無線自組織網絡由于具備較為強大的魯棒性和很強的靈活性以及環境適應能力，在偏遠地區通信、應急通信，以及下一代無線通信網絡中都有較為廣泛的應用。但是，無線自組織網絡的無中心特性給網絡的資源分配帶來了挑戰。傳統的基于管理中心實體的資源分配方法不再適用于無線自組織網絡。即便采用類似的方法，也與無線自組織網絡的固有特性相悖，削弱無線自組織網絡的靈活性、魯棒性。因此，無線自組織網絡的分布式資源分配技術顯得尤為重要。

隨著無線自組織網絡中的節點業務的多樣化，各個節點的通信業務類型、通信需求、對通信指標的敏感度都不一樣，再采用傳統的分布式資源競爭方法，將不再適應現在無線自組織網絡發展的需求。傳統上，分布式資源競爭，主要是無線自組織網絡節點根據自身所處環境，調整自身通信功率，以獲得更大的通信效果。這種思路運用在如今已經需求異構化的無線自組織網絡中，會導致兩個方面的問題：一方面，各個節點盡可能爭取多的資源，將會傾向于發射較大的功率，這會對周邊節點造成干擾，影響系統整體性能。另一方面，節點通過大功率通信獲得的吞吐量等收益，有時候自身并不十分需要，造成了資源浪費的同時，還影響了一些急需提高吞吐量的鄰近節點。

所以，有必要研究基于分布式理性競爭的移動自組織網絡資源分配算法。該研究具有較強的實用背景和多場景適用性，在技術上也有較強的創新意義，因此具有較強的理論和實用價值。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于分布式理性競爭的移動自組織網絡資源分配算法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于分布式理性競爭的移動自組織網絡資源分配算法，包括以下步驟：

步驟1，初始化無線自組織網絡中各節點的動作集和選擇概率，從各個節點的動作集中隨機選擇該節點的初始動作；

步驟2，根據各節點選擇的動作和對應的選擇概率，結合環境和通信需求，計算與選擇的動作對應的效用值；

步驟3，根據與選擇的動作對應的效用值，更新動作集中各個候選動作的選擇概率，確定下步動作進行數據通信；

步驟4，重復步驟2-3，進行移動自組織網絡資源分配。

進一步的，步驟1中，初始化無線自組織網絡節點的動作集和選擇概率，具體方法為：

如果節點i選擇信道c_i和功率P_i，其中c_i∈M，M表示信道集合，P_i∈P，P 表示可選功率集合，i∈N，N表示自組織網絡節點集合，則a_i＝(c_i,P_i)表示一個動作；定義節點i的第k個候選動作為a_i,k，則初始化該節點的動作集合為A_i＝{a_i,k}，由節點i所有可能的候選動作a_i,k組成，初始化各候選動作的選擇概率為 p_i,k＝1/K，其中K表示節點i可以選擇的候選動作數目。