一种移动自组织网络容量稳定性的控制方法

摘要

本发明涉及一种移动自组织网络容量稳定性的控制方法，该方法包括步骤一，建立MANETs容量分析非合作规划博弈模型，步骤二，确定是建立MANETs容量分析非合作规划博弈模型渐进稳定的条件，步骤三，根据确定使得步骤二条件成立的参数；步骤四，根据步骤三计算得到的参数，对移动自组织网络中节点i对发送流量速率x_i的敏感程度α_i和节点i采用发送流量速率x_i对排队时延的敏感程度β_i进行调整，实现对移动自组织网络的容量稳定性的控制。本发明控制方法对于采用非竞争无冲突类MAC协议的MANETs具有普适性，只需通过调解MANETs节点的物理性能，如采用的功率、可用内存大小、信号调制方法、编码方式等即可达到，而且计算量小。

主权项

一种移动自组织网络容量稳定性的控制方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：建立MANETs容量分析非合作规划博弈模型如式(8)：$\left\{\begin{array}{c}\stackrel{·}{x}\left(t\right)=y\left(t\right)\\ y\left(t\right)=Af\left(x\right(t\left)\right)+Bg\left(x\right(t-r\left(t\right)\left)\right)\end{array}\right.---\left(8\right);$其中，A，B为对角矩阵，具体为：f(x(t))＝[f₁(x(t))f₂(x(t))...f_i(x(t))...f_k(x(t))]^T,i＝1,2,...k，k＜n，n为该自组织网络的节点数，其中，$f_i\left(x\right(t\left)\right)=\underset{l_{i_m}\in s_{\left\{m\right\}}}{\Sigma }\frac{1}{{x^h}_{i,l_{i_m}}\left(t\right)+g_{l_i}};$g(x(t‑r(t)))＝[g₁(x(t‑r(t)))g₂(x(t‑r(t)))...g_i(x(t‑r(t)))...g_k(x(t‑r(t)))]^T,i＝1,2,...k，其中，$g_i\left(x\right(t-r\left(t\right)\left)\right)=\underset{l_{i_m}\in s_{\left\{m\right\}}}{\Sigma }\frac{1}{{(t_{{\mathrm{sl}}_{i_m}}{g}_{l_i}-\underset{h\in K}{\Sigma }{x^h}_{i,l_{i_m}}(t-r(t\left)\right))}^2*\min \left\{t_{{\mathrm{sl}}_{i_m}}{g}_{l_i}\right\}};$表示移动自组织网络源节点发送流量速率变化率向量，h＝1,2,...,k表示经过链路的第i个流量速率，表示在t时刻经过链路的第i个流量速率，表示经过链路的流量速率之和，表示在t时刻经过链路的流量速率之和，表示在t时刻延迟时经过链路的流量速率之和，α_i表示节点对发送流量速率x_i的敏感程度,β_i表示节点i采用发送流量速率x_i对排队时延的敏感程度，表示分配给链路的时间比率，表示链路l_i的固定容量,t表示网络运行时间，r(t)表示节点i发送流量速率为x_i的数据流经过链路m＝1,2,...,j，j为所述移动自组织网络的链路数，所产生的时变传播时延，s_{m}表示一个可并发场景的可行链路集合，K表示源节点集合；步骤2：使步骤1建立的MANETs容量分析非合作规划博弈模型渐进稳定的条件如式(11)：$\left[\begin{array}{ccccc}{Q}_i+{ϵ}_{1i}{a}^{2}I& P_{1i}-{P_{2i}}^T& 0& {P_{2i}}^{T}A& {P_{2i}}^{T}B\\ {P_{1i}}^T-P_{2i}& -(P_{3i}+{P_{3i}}^T)& 0& {P_{3i}}^{T}A& {P_{3i}}^{T}B\\ 0& 0& -(1-r_{di})Q_i+{ϵ}_{2i}{b}^{2}I& 0& 0\\ A^T{P}_{2i}& A^T{P}_{3i}& 0& -{ϵ}_{1i}I& 0\\ B^T{P}_{2i}& B^T{P}_{3i}& 0& 0& -{ϵ}_{2i}I\end{array}\right]<0---\left(11\right);$其中，P_1i＝P_1i^T＞0,Q_i＝Q_i^T＞0,为正定实对称矩阵，P_2i,P_3i为实矩阵，标量ε_1i＞0,ε_2i＞0，r_di为r(t)的导数，表示变化率，a,b分别为常数，I为单位矩阵；步骤3：使得式(11)成立的参数设置包括步骤如下：设定α_i，β_i的取值范围α_i∈[a_αi，b_αi]，β_i∈[a_βi，b_βi]，搜索步长n∈N，N是非零自然数集合；输入：a_αi,b_αi,a_βi,b_βi,r_dmin＝1,i＝1,2,...,k；Step1：设i＝1；Step2：设α_i＝a_αi,i＝1,2,...,k；Step3：设β_i＝a_βi,i＝1,2,...,k；Step4：根据(11)式计算P_1i，P_2i，P_3i，Q_i，ε_1i，ε_2i，r_di；如果P_1i，P_2i，P_3i，Q_i，ε_1i，ε_2i，r_di存在，且r_di＜r_dmin,执行Step 5；如果P_1i，P_2i，P_3i，Q_i，ε_1i，ε_2i，r_di不存在，执行Step 6；Step5：令r_dmin＝r_di，${\tilde{\alpha }}_i={\alpha }_i,{\tilde{\beta }}_i={\beta }_i,{\tilde{P}}_{1i}=P_{1i},{\tilde{P}}_{2i}=P_{2i},{\tilde{P}}_{3i}=P_{3i},{\tilde{Q}}_i=Q_i,{\widetilde{ϵ}}_{1i}={ϵ}_{1i},{\widetilde{ϵ}}_{2i}={ϵ}_{2i},$跳转S6，r_dmin分别是i为当前取值时P_1i，P_2i，P_3i，Q_i，ε_1i，ε_2i，α_i，β_i，r_di的缓存输出值；Step6：设如果β_i≤b_βi，转Step4；否则令β_i＝a_βi，转Step7；Step7：设α_i＝a_αi+h_αi，如果α_i≤b_αi，转step3；否则i＝i+1，转Step2；Step8:输出在i＝1,2,...,k中i相应取值时P_1i，P_2i，P_3i，Q_i，ε_1i，ε_2i，α_i，β_i，r_di的缓存输出值r_dmin；步骤4：将移动自组织网络节点i对发送流量速率x_i的敏感程度设定为节点i采用发送流量速率x_i对排队时延的敏感程度设定成对移动自组织网络的容量稳定性进行控制。