一种分布式无线网络无线资源分配方法

摘要

本发明提供一种分布式无线网络无线资源分配方法，该方法根据分布式无线网络终端体积与资源的有限性和信道状况的优劣情况进行资源分配的分配方法，本发明建立在源节点与协作中继节点的Stackelberg博弈模型之上，分别在源节点与协作中继节点提出了各自的网络效用函数，根据信道状况的优劣情况进行资源的分配行为博弈，本发明方法适合自组网中能量有限的移动终端系统。本发明减少了信道条件差的协作节点的功率协作，节约了能耗的同时，并不会影响到系统的有效性，而且采用传输的有效业务量作为源节点的收益，也比采用可达速率作为收益更符合实际意义，更适应变化的信道状态。

主权项

1.一种分布式无线网络无线资源分配方法，其特征在于：包括步骤：步骤1：网络中源节点发送广播信息；步骤2：网络中目的节点收到源节点的广播信息后，进行CRC校验，如果校验成功，则广播返回ACK确认帧，否则广播返回NACK帧；步骤3：网络中收到源节点的广播信息，并且能成功地经过CRC校验的中继节点为候选中继节点，候选中继节点如果收到目的节点的ACK确认帧，则丢弃其缓存中的接收信息，如果收到目的节点的NACK帧，则该候选中继节点作为源节点的协作中继节点，协作中继节点通过反馈信道返回给源节点信道状态信息；步骤4：源节点根据自己的效用函数，分配最优发射功率；所述分配最优发射功率具体包括如下步骤：步骤41：建立源端的博弈效用函数，其定义为源节点经过协作中继节点协作传输后得到的收益与付出的代价之差；步骤42：目标节点在接收到协作信噪比γ_MRC之后，将信噪比信息反馈给源节点，源节点根据选择其可用的传输速率，R_s(γ_MRC)是目标节点在接收到协作信噪比γ_MRC条件下的源节点的可用传输速率，R_max为信道的最大可能传输速率；其中，{R₁，...，R_M}(R₁<...<R_M)为终端节点的离散多速率空间，采用调制方式是M-PSK，M取值为4；R_max为信道的最大可能传输速率，即信道容量；步骤43：源节点端为得到效用函数的最大值，需要根据动态博弈找到最优功率分配值；根据能够得到源节点端效用函数取最值时的中继功率值，即为源节点的最优发射功率；其中，NU_S为源节点的效用函数，P_i是协作中继节点i付出的成本代价；步骤5：协作中继节点根据自己的效用函数，迭代计算最优的功率价格，出卖给源节点用于协作传输信息，所述迭代计算最优的功率价格具体包括如下步骤：步骤51：建立中继端的博弈效用函数，其定义为协作中继节点i出卖自己的功率获得的收益与付出的成本代价之差；步骤52：成功经过CRC校验的候选中继节点在接收到目的节点反馈的ACK帧以后，丢弃自己缓存里的数据，收到NACK帧的节点则作为源节点的协作中继节点，通过反馈信道返回给源节点信道状态信息；步骤53：协作中继节点根据博弈迭代寻找最优的价格系数c_i，能够推导出价格迭代函数为$c_i(k+1)=\max \{1-P_i^{\mathrm{opl}}/(\partial P_i^{\mathrm{opl}}/\partial c_i\left(k\right)),1\},$k为迭代次数，直到迭代到满足误差要求为止，即为中继节点的最优功率价格；其中，为协作中继点i的效用函数，为中继节点i的最优功率值。