[发明专利]无线异构网络最优中继协作激励方法

摘要

本发明提出了无线异构网络最优中继协作激励方法，所述方法首先构建了无线异构网络中联盟收益模型，并充分考虑实际的信道环境建立代价函数，通过完备的数学推导求解优化模型，能够获得优化模型的理论最优解，然后通过优化联盟获得最佳的2节点中继联盟，从而有效的激励节点参与合作。本发明产生的异构网络2节点最优中继联盟协作激励机制方式非常简单而易于实现，具有很好的应用前景。

主权项

1.无线异构网络最优中继协作激励方法，其特征在于，所述方法采用蜂窝网络及Ad-hoc网络的异构网络无线通信拓扑模型，中继联盟集其中τ_k表示任意的两节点联盟，为自然数；设定节点转发分组消耗资源成本为c，如果一个节点的分组被另外一个节点成功转发那么该节点的收益为p，在传输交易中转发奖励为m_r，转发价格为m_p；一个节点可以利用赢得的转发奖励购买资源转发分组，并且假定m_r、m_p与c、p使用相同的衡量机制；节点参与分组转发共享网络资源须满足如下条件：mr>cp>mp]]>则本方法包含步骤如下：步骤A，在固定的中继联盟下，通过最大化联盟效用收益和最小化节点代价函数来实现最大的总收益，采用以下联盟优化模型：max z=max{a_ij-J_i(p_i,γ_i)-J_j(p_j,γ_j)}s.t.a_ij=max(2p-2c+2m_r-2m_p,0)p>m_pm_r>cJ_i(p_i,γ_i)=λ_ip_i+(γ_tar-γ_i)²J_j(p_j,γ_j)=λ_jp_j+(γ_tar-γ_j)²γi=hijpiNiW]]>γj=hijpjNjW]]>0≤p_i≤p_m0≤p_j≤p_m其中，z表示联盟总收益，a_ij表示节点i,j虚拟货币总收益；J_i(p_i,γ_i)和J_j(p_j,γ_j)分别为联盟内节点转发分组的代价函数；λ_i,λ_j正比于链路增益，即λ_i=λ_j=kh_ij，k为一正常数，h_ij表示节点i,j之间的链路增益；γ_tar为目标信干比；p_i,p_j分别表示节点i,j的发射功率，p_m表示任意节点的发射功率最大值，W表示各节点发送信号的带宽，N_i,N_j分别表示节点i,j作为接受端的信道加性高斯噪声功率谱密度；步骤B，当效用收益函数a_ij取最大值时，进行联盟内节点的功率控制使得节点的代价函数取最小值，步骤A中所述联盟优化模型简化为：{pi*,pj*}=argmin(Ji(pi,γi)+Jj(pj,γj))]]>s.t:J_i(p_i,γ_i)=λ_ip_i+(γ_tar-γ_i)²J_j(p_j,γ_j)=λ_jp_j+(γ_tar-γ_j)²γi=hijpiNjW]]>γj=hijpjNiW]]>0≤p_i≤p_m0≤p_j≤p_m其中，分别表示节点i,j的最优功率，arg表示满足函数最值的变量；计算上述优化模型的最优化目标值；步骤C，比较候选联盟集N中个联盟相应的总收益，即可获得最优的联盟τ^*：τ*=argmaxτ∈Nz*.]]>