[發明專利]分布式無線網絡接入方法及系統

在審

• 申請號: 202110648017.8
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN115474286A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 朱曉榮;李慶洋;賈恩富;吳知航
• 申請（專利權）人: 南京星航通信技術有限公司
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04W52/02
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 成春榮;竺云

1.一種分布式無線網絡接入方法，其特征在于，包括：

構建目標分布式無線網絡通信場景的系統模型；

基于所述系統模型，將網絡中相互競爭的節點之間信道接入優化問題建模為隨機微分博弈模型，通過引入平均場理論將隨機微分博弈近似轉變為平均場博弈，并基于平均場博弈模型的問題推導出HJB方程和FPK方程；

求解所述HJB方程和所述FPK方程以獲得納什均衡，得到各節點的最優行為策略；

基于所述最優行為策略執行所述各節點的信道接入。

2.如權利要求1所述的分布式無線網絡接入方法，其特征在于，所述方法還包括：

將所述最優行為策略下各節點的退避過程建模一個以重傳次數和退避等待時間大小為狀態變量的離散時間的二維馬爾可夫模型；

分析所述馬爾可夫模型得到各節點的退避等待時間；

各節點基于所述最優行為策略執行信道接入時，如果遇到沖突，則等待相應退避等待時間后再次進行接入。

3.如權利要求1所述的分布式無線網絡接入方法，其特征在于，所述求解所述HJB方程和所述FPK方程以獲得納什均衡，得到各節點的最優行為策略，進一步包括以下子步驟：

采用有限差分法對所述HJB方程進行求解并采用Lax-Friedrichs方法對所述FPK方程進行求解以獲得納什均衡；

根據求解結果計算各節點的最優行為策略。

4.如權利要求3所述的分布式無線網絡接入方法，其特征在于，所述基于平均場博弈模型的問題推導出HJB方程和FPK方程的步驟進一步包括以下子步驟：

用節點的狀態定義平均場分布，所述節點的狀態包括退避狀態、能量狀態空間和干擾狀態空間；

基于所述平均場分布推導出所述FPK方程；

用所述平均場分布表示平均場中其他節點的平均狀態；

通過所述平均場分布和所述平均狀態，將每個節點的目標表示為一個優化問題，并通過求解所述HJB方程獲得該優化問題的解，以推到出所述HJB方程。

5.如權利要求4所述的分布式無線網絡接入方法，其特征在于，所推導出的FPK方程為：

所推導出的HJB方程為：

其中，s(t)表示節點在時隙t的狀態，m(t，s(t))表示節點在時隙t的平均場分布，u(s(t)，t)表示節點在時隙t的值函數，a(p，h(t))表示節點在時隙t的行為策略，h(t)表示節點在時隙t選擇的最佳信道，表示節點在時隙t受到的總干擾，p(s(t)，t)表示節點在時隙t的最優發射功率，表示能量狀態空間的梯度算子，表示干擾狀態空間ε的梯度算子，表示節點在采取行為策略a(p，h(t))下的能量效率函數，表示能量狀態空間的正態分布方差。

6.如權利要求5所述的分布式無線網絡接入方法，其特征在于，所述采用有限差分法求解所述HJB方程進一步包括以下子步驟：

采用有限差分法對所述HJB方程進行離散化，得到值函數迭代更新方程：

基于所述值函數迭代更新方程，通過Hamiltonian函數求解得到最優行為策略計算方程：

其中，j∈(0，ε_max)，表示表示經過時隙t由狀態i轉換為狀態j后的值函數，δ_t、δ_ε分別表示時間、能量狀態空間、干擾狀態空間的迭代步長。