[发明专利]一种固定中继的多跳蜂窝网络的路径选择方法

权利要求书

1.一种固定中继的多跳蜂窝网络的路径选择方法，其特征在于，包括以下各个步骤：

步骤1：初始化参数；

步骤2：判断移动站是否满足本地转发策略，如果满足则选择本地捷径传输路径；

步骤3：如果移动站不满足本地转发策略，则从考虑用户体验质量出发，运用可拓学理论的物元分析模型建立QoE与QoS参数之间的映射关系，构建出候选路径P的QoE评价等级目标函数                                               ；

步骤4：从优化网络性能出发构建候选路径P的网络信道容量目标函数；

步骤5：将QoE评价等级目标函数和网络信道容量目标函数作为合作博弈模型中的局中人，运用纳什谈判公理求解，得到最佳传输路径。

2.根据权利要求1所述的运用可拓学理论的物元分析模型建立QoE与QoS参数之间的映射关系，构建出候选路径P的QoE评价等级目标函数，其特征是：

根据可拓理论的物元分析模型，各个QoE评价等级的物元描述形式如下：

其中为评价等级级数（依据国际电信联盟ITU建议的五个QoE评分等级即优、良、中、次、劣，其量值分别为5、4、3、2、1），为物元的各个特征，分别对应于通用QoS参数中的带宽、延迟、丢包率和抖动，为物元对应特征的取值范围（即相应规范或标准所规定的QoS参数的取值范围），如果特征的取值范围为最高容许全职范围，则记为，然后计算候选路径P的QoE评价等级（以下称为待评物元R）的某个特征与某物元的关联度：

 

其中为按照区间模公式计算特征的取值范围的模（即），为待评物元R的特征在实轴上的某一量值（即候选路径P实际的QoS参数值），和分别为量值到区间和的距离，分别定义为：

，，

由此可以得到待评物元R的多个特征指标与某物元的综合关联度:

其中为特征个数，为各个特征的权重（其客观取值可以根据模糊层次分析法计算得到），的值越大表示其越符合相应的QoE评价等级，并且的最大取值对应的即为该候选路径P的QoE评价等级级数，所以从用户体验质量角度出发构建的候选路径P的QoE评价等级目标函数为，其中M为移动站的候选路径数量。

3.根据权利要求1所述的将QoE评价等级目标函数和网络信道容量目标函数作为合作博弈模型中的局中人，运用纳什谈判公理求解，得到最佳传输路径，其特征是：

QoE评价等级目标函数和网络信道容量目标函数构成的多目标优化决策模型为

其中P为候选路径，S为移动站的候选路径集，为移动站的最佳传输路径，将和这两个目标函数作为合作博弈模型中的局中人，运用纳什谈判公理求解，从而得到最佳传输路径，合作博弈模型各要素定义如下：

局中人：目标函数和；

策略：局中人的可选策略集合记为，表示局中人i的第j条候选路径，两个局中人具有相同的策略集合；

收益：局中人i选择的收益定义为，是相应目标函数的函数值；

局中人之间的合作博弈过程实际上是局中人以自己的现状点为基础进行谈判协商以达到共赢的目的，为了使局中人之间的谈判更具公平性，谈判函数即纳什乘积定义如下：

其中是局中人的现状点，为局中人具备的谈判能力，根据纳什谈判公理，可以得到合作博弈的均衡解即纳什谈判解为

即为移动站的最佳传输路径。