[發(fā)明專(zhuān)利]基于有序勢(shì)博弈的多用戶(hù)分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇策略方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210345625.6
• 申請(qǐng)日: 2022-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114501551B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝智東;賀超;鄭建超;韓素丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍軍事科學(xué)院國(guó)防科技創(chuàng)新研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H04W28/08
• 分類(lèi)號(hào): H04W28/08;H04W4/40;H04L65/80
• 代理公司: 北京云科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11483
• 代理人: 張飆

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于有序勢(shì)博弈的多用戶(hù)分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇策略方法，所述方法應(yīng)用于無(wú)人機(jī)群多視頻用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò)選擇控制，包括如下步驟：S1.確定基于有序勢(shì)博弈的網(wǎng)絡(luò)選擇模型；S2.確定博弈過(guò)程中的效用函數(shù)；S3.采用多視頻用戶(hù)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇分布式算法求解博弈模型。本發(fā)明的方法針對(duì)多個(gè)用戶(hù)共享多個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻傳輸?shù)膱?chǎng)景，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)決策，有效解決多節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)選擇問(wèn)題，使得多視頻用戶(hù)總體的視頻體驗(yàn)質(zhì)量最好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)群傳輸控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于有序勢(shì)博弈的多用戶(hù)分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇策略方法。

背景技術(shù)

對(duì)于多架無(wú)人機(jī)構(gòu)成的無(wú)人機(jī)集群來(lái)說(shuō)，單個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息承載能力受限，而視頻傳輸又有一定的帶寬需求，這就決定了接入網(wǎng)絡(luò)的選擇不能是任意的，而且多個(gè)節(jié)點(diǎn)的決策結(jié)果必然會(huì)相互影響。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息具有動(dòng)態(tài)性，其次是用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)選擇行為會(huì)進(jìn)一步引起網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的動(dòng)態(tài)改變。比如當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)數(shù)增多時(shí)，其擁塞概率將會(huì)增大。而這些信息，即有多少用戶(hù)選擇了某一相同網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸視頻，對(duì)發(fā)送節(jié)點(diǎn)本身來(lái)說(shuō)有可能是未知的。一方面由于資源受限，各用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的占用必然在群組內(nèi)形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。單個(gè)用戶(hù)需要選擇對(duì)自身有利的“優(yōu)質(zhì)”無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，例如選擇具有充足的信道帶寬、較低的丟包率和較低的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)。另一方面，這種選擇又互相影響，特別是體現(xiàn)在出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象后引起丟包的問(wèn)題上。而對(duì)于整個(gè)無(wú)人機(jī)集群的操控者來(lái)說(shuō)，集群是一個(gè)整體，視頻的回傳質(zhì)量需要綜合所有傳輸?shù)恼w效果來(lái)度量。因此，針對(duì)多個(gè)用戶(hù)共享多個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻傳輸?shù)膱?chǎng)景，需要尋找一種網(wǎng)絡(luò)選擇算法，確保各個(gè)無(wú)線(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間能夠既互相競(jìng)爭(zhēng)，又有部分的合作，使得從全局來(lái)看，整個(gè)系統(tǒng)的視頻傳輸所帶來(lái)的用戶(hù)體驗(yàn)質(zhì)量能達(dá)到最優(yōu)，從而有效解決多節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)選擇問(wèn)題。勢(shì)博弈（Potential Game，PG）的方法作為博弈論的一個(gè)分支，可將所有無(wú)人機(jī)改變策略的動(dòng)機(jī)表示為一個(gè)全局函數(shù)，為解決上述網(wǎng)絡(luò)選擇問(wèn)題提供了思路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種多用戶(hù)分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇策略方法，針對(duì)多個(gè)用戶(hù)共享多個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻傳輸?shù)膱?chǎng)景，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)決策，有效解決多節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)選擇問(wèn)題，使得多視頻用戶(hù)總體的視頻體驗(yàn)質(zhì)量最好。

基于上述目的，本發(fā)明提供一種基于有序勢(shì)博弈的多用戶(hù)分布式異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇策略方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于無(wú)人機(jī)群多視頻用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò)選擇控制，所述方法包括如下步驟：

S1.確定基于有序勢(shì)博弈的網(wǎng)絡(luò)選擇模型；

S2.確定博弈過(guò)程中的效用函數(shù)；

S3.采用多視頻用戶(hù)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)選擇分布式算法求解博弈模型；

進(jìn)一步，所述基于有序勢(shì)博弈的網(wǎng)絡(luò)選擇模型可以表述為，其中，為無(wú)人機(jī)集合，即個(gè)需要傳輸視頻的無(wú)人機(jī)視頻通信節(jié)點(diǎn)；代表第個(gè)無(wú)人機(jī)的選擇策略集，其中，是一個(gè)二進(jìn)制矢量，表示無(wú)人機(jī)用戶(hù)在接入網(wǎng)絡(luò)集合中所做出的網(wǎng)絡(luò)選擇；其中，無(wú)人機(jī)可以決定是否選擇網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻傳輸，表示為

（1）

為對(duì)應(yīng)的效用集；表示除了用戶(hù)以外的所有其他無(wú)人機(jī)的選擇策略，其中代表笛卡爾乘積；與的聯(lián)合描述了所有個(gè)無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的行為策略，因此有

（2）

進(jìn)一步，無(wú)人機(jī)能夠獲取的信息是，在其他無(wú)人機(jī)選擇策略為的情況下，通過(guò)觀(guān)測(cè)所得到的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況

（3）

當(dāng)無(wú)人機(jī) j選擇網(wǎng)絡(luò)k傳輸視頻時(shí)，每個(gè)都反映了該無(wú)人機(jī)所面對(duì)的網(wǎng)絡(luò)k的擁塞程度；可以用網(wǎng)絡(luò)被占用的帶寬來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)擁塞，即

（4）

其中，Z是一個(gè)三維矩陣，是第k個(gè)網(wǎng)絡(luò)在Z中所對(duì)應(yīng)的一個(gè)大小為的二維矩陣，其主對(duì)角線(xiàn)上的元素均為0，其余值都為1；為 X個(gè)無(wú)人機(jī)分別所傳輸?shù)囊曨l碼率矢量；是網(wǎng)絡(luò)k的總帶寬，代表網(wǎng)絡(luò)k的擁塞狀態(tài)，則

（5）。