[发明专利]基于双层博弈框架下的联合功率控制和源节点选择的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线网络通讯技术领域，具体涉及一种基于双层博弈框架下的联合功率控制和源节点选择的控制方法。

背景技术

无线协作中继技术因其可增强系统的抗衰落能力，提高传输速率并扩大覆盖范围，而被广泛应用于无线网络中。合理的中继选择和功率控制可以在确保服务质量的同时最小化发送功率。因此，中继选择和功率控制一直是无线协作网络研究中的热点问题。例如：文献[Maric I and Yates R，“Bandwidth and power allocation for cooperative strategies in Gaussian relay networks，”in IEEE Transactions on Information Theory，2010，vol.56，no.4，pp.1880-1889]中提出了一种应用于放大转发协作网络的联合中继选择和功率分配方案。该方案确定了最优中继子集并采用注水算法实现了中继的最优功率分配。文献[Wu Di，Zhu Gang，Zhao Dong-mei，et al，“Cross-layer design of joint relay selection and power control scheme in relay-based multi-cell networks，”in IEEE Wireless Communications and Networking Conference，Quintana Roo，2011，pp. 251-256]在中继辅助蜂窝网络中综合考虑了中继选择和功率控制，提出了一种跨层设计方案以增加平均网络容量并抑制干扰。博弈论作为研究网络资源分配问题的有效工具，已被用于解决无线协作网络的中继节点选择和功率控制等问题。在多源多中继协作网络中，文献[Xiao Hai-lin and Ouyang Shan.“Power control game in multisource multirelay cooperative communication systems with a quality-of-service constraint，”in IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems，2015，vol.16，no.l，pp.41-50]提出了基于博弈论的功率控制算法以最小化总功率。该算法在减少能量消耗的同时提高了系统性能。文献[Baidas M W and MacKenzie A B，“An auction mechanism for power allocation in multi-source multi-relay cooperative wireless networks，”in IEEE Transactions on Wireless Communications，2012，vol.11，no.9，pp.3250-3260] 提出了一种向上叫价时钟拍卖算法以有效的控制多源多中继协作网络的中继节点发送功率。演化博弈作为博弈论的一个分支，可以用于网络动态博弈问题的建模。在放大转发协作网络中，文献[Liu Ling-ya，Hua Cun-qing，Chen Cai-lian，et al，“Semidistributed relay selection and power allocation for outage minimization in cooperative relaying networks，”in IEEE Transactions on Vehicular Technology，2017，vol.66，no.l，pp.295-305]利用演化博弈论进行了中继选择和功率分配以减小接收端的中断概率。在中继辅助蜂窝网络中，演化博弈被用来解决不完全信息条件下的动态中继选择问题。拥有协作资源的中继节点不仅要选择最优发送功率，也要合理的选择源节点以最大化效用。在协作认知中继网络中，文献[Zhang Zhao-wei and Zhang Hai-lin，“A variable-population evolutionary game model for resource allocation in cooperative cognitive relay networks，”in IEEE Communications Letters，2013，vol.17，no.2，pp.361-364]采用演化博弈论解决了中继节点的源节点选择问题。