[发明专利]基于跨层议价博弈模型的无线多跳网络性能优化方法

摘要

本发明涉及无线多跳网络节点性能优化技术领域，特别是一种基于跨层议价博弈模型的无线多跳网络性能优化方法，该方法突破现有的分层式网络信息无法共享的局限性，实现链路层与物理层的信息共享，利用跨层的思想，结合链路层的数据流量状态信息与物理层的数据能量信息，构建具有实时性的二重约束条件的网络模型；节点之间通过信息的交互，迭代计算链路层的数据流量信息与物理层的数据能量阈值，从无线多跳网络链路整体性角度出发，构建议价博弈策略空间，兼顾到节点之间资源应用的公平性与高效性，达到提高无线多跳网络效益的目的。

主权项

1.一种基于跨层议价博弈模型的无线多跳网络性能优化方法，其特征在于：包含如下步骤：步骤节点k在自身数据有效传输范围R_k内，采集链路层上所有节点在信道上的数据流总量其中d_k^t表示节点k在t时刻发送数据量大小为d的数据包，p_j^t表示节点j在t时刻发送数据的概率，d_j^t表示节点j在t时刻发送数据量大小为d的数据包，j∈R_k/k表示在节点k的有效传输范围内除节点k以外的所有节点；节点k采集物理层上所要发送数据的能量消耗值ζ_k，data^t，其中ζ_k，data^t表示节点k在t时刻发送data个数据所耗的能量为ζ；步骤2：基于跨层网络构架，以优化链路整体性吞吐量为目的，在链路层的信道流量状态与物理层的数据能量阈值的二重约束下，构建具有实时性的网络二重约束条件的网络模型如下：maxΣk=1nln(λkt)s.t:dt+Σjpjtdjt≤C(j∈Rk/k)ζk,datat≥ζk≠ht---(1)]]>上式中，λ_k^t表示节点k在t时刻的吞吐量，n表示链路上节点的总个数，表示最大化链路上节点的吞吐量，其网络二重约束条件为：在时刻t，节点k的有效传输范围内，信道上所有节点的数据流总量不应大于信道容量其中C为常数，表示信道容量；节点k发送数据的能量应不小于能量阈值其中ζ_k，th^t表示节点k在t时刻的能量阈值；步骤3：基于议价博弈理论，各节点之间根据步骤3，利用对偶分解法理论迭代计算链路层的信道流量状态与物理层的数据能量阈值，将贴现因子作为重复博弈的信息成本考虑在内，利用对偶分解法对链路层与物理层进行性能优化，形成节点博弈策略空间，构建节点的效益函数。