[发明专利]基于有序势博弈的多用户分布式异构网络选择策略方法

说明书

本发明公开了一种基于有序势博弈的多用户分布式异构网络选择策略方法，所述方法应用于无人机群多视频用户接入网络选择控制，包括如下步骤：S1.确定基于有序势博弈的网络选择模型；S2.确定博弈过程中的效用函数；S3.采用多视频用户异构网络选择分布式算法求解博弈模型。本发明的方法针对多个用户共享多个异构网络进行视频传输的场景，实现最优决策，有效解决多节点接入网络选择问题，使得多视频用户总体的视频体验质量最好。

技术领域

本发明涉及无人机群传输控制领域，具体涉及一种基于有序势博弈的多用户分布式异构网络选择策略方法。

背景技术

对于多架无人机构成的无人机集群来说，单个网络的信息承载能力受限，而视频传输又有一定的带宽需求，这就决定了接入网络的选择不能是任意的，而且多个节点的决策结果必然会相互影响。因为网络状态信息具有动态性，其次是用户的网络选择行为会进一步引起网络状态信息的动态改变。比如当某一网络中的用户数增多时，其拥塞概率将会增大。而这些信息，即有多少用户选择了某一相同网络来传输视频，对发送节点本身来说有可能是未知的。一方面由于资源受限，各用户对网络资源的占用必然在群组内形成竞争关系。单个用户需要选择对自身有利的“优质”无线网络，例如选择具有充足的信道带宽、较低的丢包率和较低的收费标准的网络。另一方面，这种选择又互相影响，特别是体现在出现拥塞现象后引起丢包的问题上。而对于整个无人机集群的操控者来说，集群是一个整体，视频的回传质量需要综合所有传输的整体效果来度量。因此，针对多个用户共享多个网络进行视频传输的场景，需要寻找一种网络选择算法，确保各个无线节点之间能够既互相竞争，又有部分的合作，使得从全局来看，整个系统的视频传输所带来的用户体验质量能达到最优，从而有效解决多节点接入网络选择问题。势博弈（Potential Game，PG）的方法作为博弈论的一个分支，可将所有无人机改变策略的动机表示为一个全局函数，为解决上述网络选择问题提供了思路。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种多用户分布式异构网络选择策略方法，针对多个用户共享多个异构网络进行视频传输的场景，实现最优决策，有效解决多节点接入网络选择问题，使得多视频用户总体的视频体验质量最好。

基于上述目的，本发明提供一种基于有序势博弈的多用户分布式异构网络选择策略方法，其特征在于，所述方法应用于无人机群多视频用户接入网络选择控制，所述方法包括如下步骤：

S1.确定基于有序势博弈的网络选择模型；

S2.确定博弈过程中的效用函数；

S3.采用多视频用户异构网络选择分布式算法求解博弈模型；

进一步，所述基于有序势博弈的网络选择模型可以表述为，其中，为无人机集合，即个需要传输视频的无人机视频通信节点；代表第个无人机的选择策略集，其中，是一个二进制矢量，表示无人机用户在接入网络集合中所做出的网络选择；其中，无人机可以决定是否选择网络进行视频传输，表示为

（1）

为对应的效用集；表示除了用户以外的所有其他无人机的选择策略，其中代表笛卡尔乘积；与的联合描述了所有个无人机节点的行为策略，因此有

（2）

进一步，无人机能够获取的信息是，在其他无人机选择策略为的情况下，通过观测所得到的各个网络的拥塞情况

（3）

当无人机 j选择网络k传输视频时，每个都反映了该无人机所面对的网络k的拥塞程度；可以用网络被占用的带宽来表示网络拥塞，即

（4）

其中，Z是一个三维矩阵，是第k个网络在Z中所对应的一个大小为的二维矩阵，其主对角线上的元素均为0，其余值都为1；为 X个无人机分别所传输的视频码率矢量；是网络k的总带宽，代表网络k的拥塞状态，则

（5）。