[发明专利]一种基于用户需求的分布式中继资源分配方法

权利要求书

1.一种基于用户需求的分布式中继资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将中继选择问题建模为博弈模型，博弈的参与者是网络内所有的源节点和中继节点；

步骤2，中继网络中的源节点根据位置信息和传输速率估计中继节点的链路传输效果，对中继节点进行优先序列排序；

步骤3，每个源节点向优先级最高的中继节点提出申请，并得到接受、接受资源不足或拒绝三种可能的结果之一：若被接受或者中继节点给予的资源比当前得到的资源多，源节点接入新的中继节点；若被拒绝或者中继节点给予的资源比当前得到的资源少，源节点将对下一个优先级的中继节点进行申请；

步骤4，中继节点接收到源节点的传输请求，对向自己提出申请的源节点通过传输效率进行优先级排序，根据用户的速率需求分配传输时间资源：如果中继节点的资源足够时，源节点将能得到所需的传输速率，转步骤6；如果源节点分配的资源不足，源节点只能得到所连接中继节点的传输剩余资源，进入步骤5；

步骤5，源节点将重组列表次序，未满足需求的源节点向下一个中继节点提出申请，并返回步骤3；如果没有更好的中继可以选择，将保持原有的中继选择策略，继续连接以往的中继节点，并转步骤6；

步骤6，传输连接达到稳定状态，结束循环；

步骤1所述将中继选择问题建模为博弈模型，该博弈模型定义为：

该博弈模型中包含三个组成部分，其中，和分别是参与博弈的源节点集合和中继节点集合，表示源节点和中继节点的匹配偏好关系，此项关系为在和中完全的、具有传递特性和反射性的二元关系，每一个决策者利用偏好关系排列位于匹配对方的匹配项，决策者所能配对的最大数量即为匹配配额q，q_i,q_j分别表示源节点和中继节点的匹配配额。

2.根据权利要求1所述的基于用户需求的分布式中继资源分配方法，其特征在于，步骤2所述的中继网络中的源节点根据位置信息和传输速率估计中继节点的链路传输效果，对中继节点进行优先序列排序，具体如下：

定义源节点s_i在协同传输网络中得到的传输速率为B_i，且B_i的定义如式(1)所示：

其中，源节点s_i通过中继节点r_j传输单位时间内达到的传输速率为C_R(s_i,r_j)，不选择中继传输单位时间内达到的传输速率为C_D(s_i)；x_ij为指示函数，当源节点成功连接中继节点时等于1，否则为0；t_ij代表传输时间；

由于不同的中继选择得到的传输速率不同，得到源节点的优先选择关系式：

源节点根据得到的传输速率对中继节点排序，公式中的B_i(r_m)和B_i(r_j)分别表示源节点s_i在中继节点r_m、r_j下的传输速率。

3.根据权利要求1所述的基于用户需求的分布式中继资源分配方法，其特征在于，步骤4所述中继节点接收到源节点的传输请求，对向自己提出申请的源节点通过传输效率进行优先级排序，根据用户的速率需求分配传输时间资源，具体如下：

由于不同的源节点能达到的传输速率不同，对于中继节点r_j来说，源节点的优先选择关系式为：

式(3)中，C_R(s_n,r_j)的值表示源节点s_n连接中继节点r_j时所能得到的传输效率；

中继节点根据源节点的需求和自身剩余的时间资源进行分配，定义t_ij为源节点s_i在单位时间内占用中继节点的时间长度：

其中B′为源节点需求的传输速率，B_n′表示优先级比源节点s_i高的源节点；x_nj为指示函数，当源节点成功连接中继节点时等于1，否则为0；

当中继节点的资源足够时，源节点将能得到所需的传输速率，否则源节点只能得到所连接中继节点的传输剩余资源。