一種無線網(wǎng)絡(luò)中的智慧速率分配方法組成比例

本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種新型的應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)速率分配方法，即智慧速率分配方法，其包括以下步驟：1.智慧速率分配的定義；2.智慧速率分配模型的建立；3.智慧速率均衡解的計算；4.智慧速率分配策略的生成，通過上述分配方法，所有節(jié)點能準確預(yù)測下一步的最佳傳輸速率，使到達的數(shù)據(jù)包對網(wǎng)絡(luò)性能來說是最優(yōu)的，同時滿足傳輸速率要求和速率分配的公平性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種無線網(wǎng)絡(luò)中的智慧速率分配方法
本專利技術(shù)涉及無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，具體地說是涉及一種新的速率分配策略。該速率分配策略使所有節(jié)點能準確預(yù)測它們下一步的最佳傳輸速率，使到達的數(shù)據(jù)包的累積量對網(wǎng)絡(luò)性能是最優(yōu)的，同時滿足傳輸速率要求和速率分配的公平性。
技術(shù)介紹
在無線網(wǎng)絡(luò)中，傳輸速率不僅影響鏈路信號質(zhì)量，也影響了網(wǎng)絡(luò)的性能。如果所有節(jié)點均以較高速率傳輸數(shù)據(jù)包，這可能會導致網(wǎng)絡(luò)擁塞。對網(wǎng)絡(luò)性能而言，這不是一個很好的策略。相反，如果選擇一個較低的傳輸速率，雖然能避免擁塞，但可能會造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費（例如，有限的帶寬），甚至可能無法滿足傳輸速率要求。此外，由于節(jié)點自私性，一般會選擇較高的速率來傳輸數(shù)據(jù)包使得個體利益最大化，這樣就可能會造成競爭局面。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決這些問題，我們利用博弈論提出了一個智慧速率分配策略。智慧速率分配是一個過程，在這個過程中所有節(jié)點可以準確地預(yù)測它們下一步的最佳傳輸速率，使到達的數(shù)據(jù)包的累積量對網(wǎng)絡(luò)性能是最優(yōu)的，同時，滿足傳輸速率要求和速率分配的公平性。博弈論是一個用于分析存在利益沖突的優(yōu)化問題的工具。博弈論也可以應(yīng)用于預(yù)測(K.C.Green,Forecastingdecisionsinconflictsituations:Acomparisonofgametheory,role-playing,andunaidedjudgement,InternationalJournalofForecasting,18(2002)321-344.)（C.F.Camerer,BehavioralGametheory:plausibleformalmodelsthatpredictaccurately,BehavioralandBrainSciences,26(2003)157-158.）（K.Dixit,S.Skeath,Gamesofstrategy(2nded.),NewYorkNorton,2004.)。作為博弈論一種，微分博弈可以反映速率分配的動態(tài)性質(zhì)。因此，應(yīng)用微分博弈理論設(shè)計智慧傳輸速率分配策略是合理的。本專利技術(shù)提出一種無線網(wǎng)絡(luò)中的智慧速率分配方法，該方法包括以下步驟：（1）.智慧速率分配的定義；（2）.智慧速率分配模型的建立；（3）.智慧速率均衡解的計算；（4）.智慧速率分配策略的生成。其中，步驟1中，智慧速率分配策略定義為W，節(jié)點根據(jù)先驗知識K準確預(yù)測未來最佳的傳輸速率。步驟2中，令節(jié)點i∈{1,2,…,N}在時刻t，其中，t∈[t0,T]傳輸速率為vi(t)，確保傳輸速率vi(t)不低于某閾值要求vi,min，即滿足如下所示的傳輸速率要求：vi(t)≥vi,min，每個節(jié)點需要支付消耗資源費用為Ci(vi(t))，每個節(jié)點的單位花費為p(t)，其中分別表示為：0)]]>令x(t)表示截止到時刻t網(wǎng)絡(luò)中到達的數(shù)據(jù)包總和，它滿足下面的動態(tài)隨機微分方程：其中，δ表示數(shù)據(jù)包在節(jié)點隊列中的自然損耗比率，z(t)是一個維納過程，σ>0是一個參數(shù)。步驟3中，其中，i∈{1,2,…,N}，κi和λl是關(guān)于的參數(shù)，可微函數(shù)Vi(t,x)滿足Vi(t,x)=exp[-r(t-t0)][Ai(t)x+Bi(t)]Vi(T,x)=exp[-r(T-t0)]qix(T)步驟4中，節(jié)點i選擇的最佳傳輸速率由下式表示：因此，數(shù)據(jù)包累積量的最優(yōu)狀態(tài)軌跡為：其中，和附圖說明圖1本專利技術(shù)實施例的分配方法流程圖。具體實施方式第一步：智慧速率分配的定義智慧速率分配策略W[t,K,x*(t),U(t)]是一個過程，在這過程中，節(jié)點可以根據(jù)先驗知識K準確預(yù)測未來最佳的傳輸速率，從而使到達的數(shù)據(jù)包對網(wǎng)絡(luò)性能來說是最優(yōu)的，同時確保速率分配的公平性和滿足速率要求。第二步：智慧速率分配模型的建立令節(jié)點i∈{1,2,…,N}在時刻tt∈[t0,T]的傳輸速率為vi(t)。在我們的專利中，速率控制的目標是確保傳輸速率vi(t)不低于某個閾值要求vi,min，即滿足如下所示的傳輸速率要求vi(t)≥vi,min(1)其中vi,min是所需的最小傳輸速率。為滿足傳輸速率要求和確保非合作解的存在，收益函數(shù)被假定為：Ri(vi(t))=[vi(t)(vi(t)-vi,min)]+(2)其中Ri(vi(t))=[vi(t)(vi(t)-vi,min)]+=max{0,vi(t)(vi(t)-vi,min)},且當vi(t)≤vi,min時，Ri(vi(t))=0。從（2）式中，可以得到每個節(jié)點會過分追求個體利益最大化而不顧對系統(tǒng)的影響，這種行為對系統(tǒng)是不利的。為了避免這種情況，每個節(jié)點需要支付消耗資源費用，假設(shè)為Ci(vi(t))。假定每個節(jié)點的單位花費為p(t)，其中此外，為了使節(jié)點合理地調(diào)整其傳輸速率，p(t)表示為：0)---(3)]]>因此，有令x(t)表示截止到時刻t網(wǎng)絡(luò)中到達的數(shù)據(jù)包總和，它滿足下面的動態(tài)隨機微分方程：其中，δ表示數(shù)據(jù)包在節(jié)點隊列中的自然損耗比率(或概率)，z(t)是一個維納過程，σ>0是一個參數(shù)。與此同時，為了避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，節(jié)點i支付的擁塞費用如下：Si(t)=αix(t),αi>0.(6)式(2)-(4)和(6)表明高的傳輸速率并不一定獲得高的回報。所以節(jié)點會理性地選擇傳輸速率來傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)上面的假設(shè)和分析，節(jié)點i在時間t的瞬時回報表示如下...

【技術(shù)保護點】
一種無線網(wǎng)絡(luò)中的智慧速率分配方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：（1）.智慧速率分配的定義；（2）.智慧速率分配模型的建立；（3）.智慧速率均衡解的計算；（4）.智慧速率分配策略的生成。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無線網(wǎng)絡(luò)中的智慧速率分配方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：(1).智慧速率分配的定義；(2).智慧速率分配模型的建立；(3).智慧速率均衡解的計算；(4).智慧速率分配策略的生成；步驟1中，智慧速率分配策略定義為W，節(jié)點根據(jù)先驗知識K準確預(yù)測未來最佳的傳輸速率；步驟2中，令節(jié)點i∈{1,2,…,N}在時刻t，其中，t∈[t0,T]傳輸速率為vi(t)，確保傳輸速率vi(t)不低于某閾值要求vi,min，即滿足如下所示的傳輸速率要求：vi(t)≥vi,min，每個節(jié)點需要支付消耗資源費用為Ci(vi(t))，每個節(jié)點的單位花費為p(t)，其中分別表示為：其中，-所有節(jié)點的平均花費；θ-大于零的參數(shù)；vi,min-所需的最小傳輸速率；令x(t)表示截止到時刻t網(wǎng)絡(luò)中到達的數(shù)據(jù)包總和，它滿足下面的動態(tài)隨機微分方程：

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周賢偉，程志密，丁顏，林福宏，李曉娜，
申請(專利權(quán))人：北京科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：