[发明专利]一种提升水声通信链路平均吞吐量的方法

权利要求书

1.一种提升水声通信链路平均吞吐量的方法，其特征在于结合水下环境特性，利用MAB算法同时考虑传输频率和传输速率，提高单链路的平均吞吐量，包括以下步骤：

1)初始化算法参数，并输入算法的先验信息；

2)采用随机打破限制，找到整个图G上具有最大奖励均值的arm，确定leader；

3)遍历leader周边及自身，并计算各自的瞬时成功率，具体方法为：遍历leader在图G周围距离自身一个单位的arm以及自身，计算它们的瞬时成功率；每个arm的瞬时成功率服从贝塔分布，即θ_i,j～Beta(α_i,j+1,β_i,j+1)，其中α_i,j表示执行此arm传输成功的次数，β_i,j表示执行此arm传输失败的次数，i,j表示第i个传输频率和第j个传输速率对；

4)根据步骤3)所得出的瞬时成功率，计算出对应的实时吞吐量，选取具有最大吞吐量的arm，并观察收益；

5)更新被执行arm的各参数值，包括执行次数、传输成功次数和传输失败次数；

所述更新被执行arm的各参数值的具体方法为：在时隙t中arm a的样本平均吞吐量为为了减少系统储存内存，引入增量实现incremental implementation形式，即：

其中，D_a(t)是到时隙t为止执行arm a的次数，且由该式看出，只需要上一个时隙arm a的样本平均吞吐量和上一个时隙arm a执行次数D_a(t-1)的储存量，得到当前时隙arm a的样本平均吞吐量；更新的执行次数，即根据返回的的值判断传输成功与否，若则传输成功，的传输成功次数加1；若则传输失败，的传输失败次数加1；

6)更新执行的时隙数t，即t＝t+1，若t＜T，则回到步骤3)；若t＝T，则结束，并返回该链路最佳的传输频率和传输速率组合；其中，T为总的时隙数。

2.如权利要求1所述一种提升水声通信链路平均吞吐量的方法，其特征在于在步骤1)中，所述初始化算法参数，并输入算法的先验信息的具体方法为：在环境相对稳定的水声通信中，某一单链路有m个传输频率和n个传输速率供选择，其中m＞2，n＞2，即一共有m×n个arm，则图G上一共有m×n个点；假设该单链路上的先验信息为所有arms的奖励均值和所有arms被选择的次数，且起始值均为零，即奖励均值起始值所有arm被选择的次数起始值假设算法的总时隙数为T。

3.如权利要求1所述一种提升水声通信链路平均吞吐量的方法，其特征在于在步骤2)中，所述确定leader的具体方法为：通过查看整个图G所有点的奖励均值找出具有最大均值所对应的arm，作为leader L(t)；由于所有arms上的均值初始值相等，所以在开始的一段时间内，在整个图G中存在多个leader，Agent随机地在leader集合中选取leader。

4.如权利要求1所述一种提升水声通信链路平均吞吐量的方法，其特征在于在步骤4)中，所述观察收益的具体方法为：被执行arm记为

其中，为被执行arm；r_a是arm a对应的传输速率；选中被执行arm后，链路将以对应的传输频率或传输速率进行传输，根据实际水声通信信道的状态，观察到一个随机反馈的关于该被执行arm的收益，记为且