]。
[0194] 算法4 :通信策略选择和带宽调整。
[0195] 该算法运行在源节点上。
[0196] 输入参数：无。
[0197] 输出结果：调整后的带宽分配。
[019引1、向基站报告自身身份标识和其它相关信息（例如，坐标）。
[0199] 2、接收来自基站的信息（例如，坐标，噪声功率）。
[0200] 3、若源节点与基站之间距离（即ds,d)小于交叉距离（即cUmswJ，则使用公式（7) 计算源节点直接向基站发送数据的最优功率（即梦)，W及使用公式（8)计算源节点直 接向基站发送数据的速率（即C,);否则，分别使用公式（9)和（10)计算最优发 射功率和数据发送速率。
[0201] 4、若数据发送速率明显优于（如高于两倍）源节点期望的速率下限 (例如Cg,e，通常根据网络应用场景取经验值），则首选直接通信策略（即源节点直接将数据 发送给基站），然后返回步骤1 ;否则，请求基站构建一条从该源节点到基站的中继路径。 [020引 5、若在预设时间内收到基站返回的初步中继路径，则执行步骤6 ;否则，直接跳到 步骤9执行。
[0203] 6、发送测试包来获得该路径上源节点的邻接链路的质量。若在预设时间内成功收 到对测试包的响应包，则向基站发送确认包后直接跳到步骤9 ;否则，在源节点的1跳邻域 范围内广播中继请求包，然后继续执行步骤7。
[0204] 7、若在预设时间内成功收到对中继请求包的响应包，则执行步骤8;否则直接跳 到步骤9执行。
[0205] 8、若源节点决定在它与初步中继路径上的邻居之间插入一个新中继，则它将运个 新中继的信息发送给基站；否则，它仅需向基站发送确认包。
[0206] 9、若在预设时间内收到来自基站的[0 d。?，0 up]，则在该取值范围内为0赋一个 具体值。
[0207] 10、若在预设时间内收到来自基站的更新的中继路径，则将0的值广播到该中继 路径上的所有中继节点，然后返回步骤1。
[0208] 算法5 :参与中继服务与调整发射功率。
[0209] 运行在任一中继节点（例如k)上。
[0210] 输入参数：很小的正数e和5。
[0211 ] 输出结果：更新的发射功率对;(與.典,.fs )。
[0212] 1、向基站报告自身身份标识和其它相关信息（例如，坐标、最大发射功率、噪声功 率）。
[0213] 2、接收来自基站的信息（例如，坐标，噪声功率）。
[0214] 3、若收到某个虚拟接入点的候选者信息，并在其中发现自身序号（例如k)，则执 行步骤4;否则，直接跳到步骤5。
[0215] 4、若愿意接受施加于自身的源节点出让频段的使用条件，则向基站发送确认包； 否则，返回步骤1。
[0216] 5、若在预设时间内收到来自基站的初步中继路径，则执行与算法4中的步骤6~ 8相同的操作。
[0217] 6、若收到更新后的中继路径和该路径上所有中继节点的发射功率对组成的集合 (即{ (i<rr，: 店W1，W >，或现有中继路径仍在使用，则执行步骤7~9 ;否则，直接跳到 步骤10执行。
[021引 7、若发现中继源节点数据的链路帖成功率明显变小（至少减小10%W上）而发射 自己数据的链路帖成功率几乎不变，则将增加e而将ft，,,.减少e，然后将更新后的 pIw和化4，,.,广播到同一中继路径上其它所有中继节点；否则，若发现发射自己数据的链路 帖成功率明显变小（至少减小10%W上）而中继源节点数据的链路帖成功率几乎不变，贝U 将減巧减少e而将仍增加e，然后将更新后的扔和苗。广播到同一中继路径上其它 所有中继节点。
[0219] 8、若接收到来自同一中继路径上其它中继节点（例如i)的更新后的发射功率对 (例如（K,,.，K。.）)，则使用算法2中更新发射功率对的相同方法更新自身发射功率化并 保存在(iCff，/)1,.中，然后执行步骤9 ;否则，直接跳到步骤10执行。
[0220] 9、若更新前后的功率之差大于预设的很小正值5 (即i-公;，i>3或 I祐。-成。的)，则将更新后的值作为当前值（即公;-，，.,.=,和片。=成。），并将运些当前 值广播到同一中继路径上其它所有中继节点。
[0221] 10、返回步骤1。
[022引算法6 :协调源节点和潜在中继节点的工作。
[0223] 运行在基站上。
[0224] 输入参数：无。
[022引输出结果：源节点出让频段份额的取值范围[0d。?，e。。]，W及选定中继路径上所 有中继节点发射功率对的集合Hmui。
[0226] 1、若收到来自任一潜在中继节点的信息，则根据方向天线接收扇区的编号（例如 i)查找相应的中继信息集合（例如Ri)，然后执行步骤2 ;否则，直接跳到步骤3。
[0227] 2、若信息项已在集合R冲，则更新其内容；否则，将该信息项加入集合R冲。
[022引 3、若接收到来自某源节点的信息，则根据方向天线接收扇区的编号（例如如查找 相应的源节点信息变量（例如S,)，然后执行步骤4 ;否则，直接跳到步骤5。
[0229] 4、使用接收到的新信息替换变量Sj中的原有信息。
[0230] 5、广播自身信息（例如，坐标，噪声功率）。
[0231] 6、若从方向天线某接收扇区（例如，编号为k的接收扇区）收到构建中继路径的 请求，则查找相应的集合Rk和变量Sk，然后执行步骤7~8 ;否则，直接跳到步骤9。
[0232] 7、使用集合Rk和变量Sk的信息作为输入参数，调用算法1来构建初步中继路径。
[0233] 8、将构建的初步中继路径广播到请求者（即源节点）和该路径上的所有中继节 点。
[0234] 9、将定时器tT的值设置为一个预设值T。
[0235] 10、若定时器ti未过期，反复执行步骤11 ;否则，直接跳到步骤12。
[0236] 11、若接收到在初步中继路径上增加中继的请求，则更新该路径。
[0237] I2、调用算法2来获得扔，"}词1,"]。
[02測 13、广播{/?；；,,，/)；；,I和更新后的中继路径给所有的相关中继节点。
[0239] 14、调用算法3来获得[0d。?，0up]。
[0240] 15、发送[0d。?，0J和更新后的中继路径给请求者（即源节点）。
[0241] 16、返回步骤1。
[0242] 考虑一个半径为500m的宏蜂窝小区，宏基站位于小区中屯、。为方便，仅设置仿真 场景为其中一个角度为120°的扇形区域，因此，宏基站接收天线的角度设置为120°即 可。无线节点随机分布在运个扇形区域内。下面仿真结果都是针对五种不同无线节点随机 分布图的仿真结果的平均值。固定仿真参数见表1。
[0243] 表I仿真参数设置
[0244]
[0245] 除了上述固定仿真参数外，还有一些可改变的参数，主要参数包括：（1)节点数 量；似带宽分配比例0的取值。在仿真中，节点数量的变化范围是从100到400之间，每 次递增50个。带宽分配比例的高0值、中0值、低0值的具体设置原则为：算法3得到 的P取值范围的上限值、中间值、四分之一处的值。
[0246] 主要的性能度量指标包括：（1)中继平均效用；(2)源节点效用；（3)中继平均数 据率；(4)源节点数据率；（5)中继平均中继功率；(6)中继平均传输功率；(7)源节点发射 功率；(8)通信开销。
[0247] 采用0MNeT++4. 1网络仿真器，通过设置源节点与基站的距离为500m，考察节点数 量的变化对上述性能度量指标的影响。
[024引正如图1~2所示，随着节点数量的增加，中继的平均效用和数据率总体上呈现上 升的趋势，同时也存在一些微小波动。运说明蜂窝小区中的节点密度越大，越有利于选择更 合适的中继，更易达到协作共赢的目的。但是毕竟节点密度越大，节点间的潜在干扰也越 大，因而也会随潜在干扰的随机发生而产生一些微小的波动。干扰的变化会导致信号干扰 噪声比的变化，根据香农定理可知，数据传输率也会随之变化。
[0249] 图3~4显示中继节点的平均中继功率和传输功率几乎不随节点密度变化。运是 因为，所有节点都基于相同博弈关系进行功率划分，且它们的总功率值也都相同。因此，无 论选择那些节点作为中继，在运两个指标上的区分度都很微小。
[0250] 图5~6显示源节点的效用和数据率呈现先降后升的趋势。运是因为，一方面，相 对小的节点密度对源节点的发射行为干扰会相对小；另一方面，当节点密度足够高，则有利 于选出足够好的中继路径，从而缓减了中继路径上的瓶颈链路对源节点效用和数据率的限 制。
[0251] 从图7可W看到，源节点的发射功率随着节点密度的增加呈下降趋势，说明节点 越多，源节点更有机会选择到更合适的中继，有利于节省它的发射功率。但是，随着节点密 度的进一步增加，源节点功率又略有上升。运主要是因为节点之间潜在的相互干扰增加更 快，抵消了更合适中继带来的益处。图8显示了通信开销与节点数量成正比。运是因为节 点越多，基站与它们之间的通信量也相应地增多。
[0252] 从前文建模及理论分析可知，不同的源节点频带分配比例值仅影响中继的平均效 用和数据率。从中继的效用计算公式（1)或（2)W及其数据率的计算公式（12)或（13)也 可看到，中继的平均效用和数据率与频带分配比例0的值成反比。
[0巧3] 图1~8中所显示的仿真结果也表明，只有中继节点的效用和数据率与0有关， 而其他度量指标都与之无关。由于P是中继节点转发源节点数据占用的带宽比例，P越 大，则中继节点传输自己数据的带宽比例（即1 0)越小，因此其效用和数据率也越小。
【主权项】
1. 一种基于Stackelberg博弈的无线终端通信策略选择与资源分配方法，其特征在 于，包括以下步骤： 步骤一：源节点向基站报告自身信息并接收来自基站的信息，计算最优发射功率和数 据发送速率，数据发送速率较优则选择直接通信策略，否则请求基站构建一条从该源节点 到基站的中继路径，并测试中继路径后根据结果决定是否更新； 步骤二：中继节点向基站报告自身信息并接收来自基站的信息，如果接收到候选中继 节点的信息并同意接受施加于自身的源节点出让频段的使用条件，则向基站发送确认包， 否则维持现状不变，如果接收到来自基站的初步中继路径，则测试中继路径并根据结果决 定是否更新，更新后对自身发射功率进行调整； 步骤三：基站若接收到任一潜在中继节点的信息，则查找确认中继信息后进行更新， 若接收到某源节点的信息，则查找确认源节点信息后进行更新，若接收到构建中继路径的 信息，则构建初步中继路径并广播到请求者和路径上所有的中继节点，并在预设时间内等 待是否有在该初步中继路径上增加中继的请求，收到请求话则更新初步中继路径并进行广 播。2. 根据权利要求1所述的一种基于Stackelberg博弈的无线终端通信策略选择与资源 分配方法，其特征在于，所述的步骤一的具体执行过程包括， 步骤1 :源节点向基站报告自身身份标识和坐标，并接收来自基站的信息，包括坐标和 噪声功率；来计算最优发射功率iCd和数据发送速率其中j<n表示源节点向中继 路径上第1个中继节点发射时采用的被优化的发射功率、&,5 )表示当被采用时， 源节点向中继路径上第1个中继节点发射数据的速率、气A表示当源节点向中继路径上第1 个中继节点发射时该中继节点周围的环境噪声功率、/C表示源节点向基站发射时采用的 被优化的发射功率、)表示当被采用时源节点向基站发射数据的速率、(^,表 示源节点与基站之间的距离、ns,d表示当源节点向基站发射时该基站周围的环境噪声功率、 表示中继节点转发源节点数据包的速率、表示中继节点发送自己数据 包的速率、表示第i个中继节点与基站之间的距离、山#表示第i个中继节点与其在中 继路径上的下一跳节点之间的距离； 步骤3:若数据发送速率至少高于明显优于源节点期望的速率下限两倍， 则首选直接通信策略，即源节点直接将数据发送给基站，然后返回步骤1 ;否则，请求基站 构建一条从该源节点到基站的中继路径； 步骤4 :若在预设时间内收到基站返回的初步中继路径，则执行步骤5 ;否则，直