[发明专利]软件定义卫星网络系统中基于演化博弈的多用户切换方法

权利要求书

1.一种软件定义卫星网络系统中基于演化博弈的多用户切换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、所有用户根据获知的信息分别计算出卫星的仰角和剩余覆盖时间；

S2、用户按照卫星的容量、仰角以及剩余覆盖时间三个基本信息和定义的收益函数计算出各自的收益；

其中，用户所定义的收益函数为用户补偿后的效用函数与用户的开销函数之差；

用户补偿后的效用函数表示为：

其中，U_i(t)表示在t时刻选择卫星i的效用；α表示候选卫星负载因素的权重，β表示候选卫星的仰角因素的权重，γ表示候选卫星的剩余覆盖时间的权重，满足约束条件α+β+γ＝1；V_i是卫星i的容量；n_i(t)是t时刻选择卫星i进行切换的用户数；是卫星i可视的最小仰角；θ_i是申请切换时用户观测到的卫星i的仰角值；T_i^max是卫星i的最长覆盖时间；T_i是申请切换时用户计算的卫星i的剩余服务时间；Δu表示补偿函数；

用户的开销函数表示为：

C_i(t)＝α′×n_i(t)×t_i,trans+β′×t_pro

其中，C_i(t)表示用户在t时刻选择卫星i的开销；α′表示候选卫星传输时延的权重，β′表示控制器的调度时延的权重，满足约束条件α′+β′＝1；t_i,trans是t时刻卫星i的传播时延，即切换信令从卫星i传输到用户所经历的时间，d_ij是卫星i到用户j的距离，c是电磁波的传播速度；n_i(t)是t时刻选择卫星i进行切换的用户数；t_pro表示控制器的调度时延，即包括计算平均收益、制定切换策略过程所花费的时间；

S3、控制器计算出卫星覆盖区域内用户的平均收益，并广播给用户；

S4、判断所有用户的收益是否均高于平均收益，若不高于，则转至步骤S5，否则结束多用户切换；

S5、用户选择其他切换卫星，并使得切换后的收益高于切换前的收益；返回步骤S2；

用户通过动态调整策略选择过程来获得更高的收益，采用复制者动态对策略动态调整的过程进行建模，所述复制者动态表示如下：

其中，表示t时刻选择卫星i的用户比例的复制者状态；表示t时刻区域内所有用户的平均收益，π_i(t)表示t时刻连接到卫星i的用户的收益；σ是复制动态公式参数，用来控制博弈方策略调整的速率；复制者动态满足的约束。

2.根据权利要求1所述的一种软件定义卫星网络系统中基于演化博弈的多用户切换方法，其特征在于，区域内的所有用户的平均收益表示为：

其中，表示t时刻区域内所有用户的平均收益，π_i(t)表示t时刻连接到卫星i的用户的收益；x_i(t)表示t时刻选择卫星i的用户比例。