一种具有不确定合作性节点的无线网络中信息共享方法与流程

本发明涉及无线通讯网络技术，特别是涉及一种无线网络中的信息共享方法。

背景技术：

无线网络中的移动节点，如无人机、汽车等，由于具有较快的移动性或者是当其移动到距离基站的距离较远时，这些移动节点之间可以不通过固定基础设施，而是形成自组织网络(Ad-hoc)，在自组织网络中将彼此获取的信息(如无人机勘察到的信息、车辆了解的路况等)进行共享。

在现在的研究中，移动节点通常考虑的是具有合作性的移动节点，即节点会乐于帮助其他节点进行信息的传递。而在实际中，一些节点由于自身的原因，不参与其他节点的协作信息传输。这种情况下，就需要首先判断节点的合作性，其次才是信息的传递。

技术实现要素：

基于现有技术，本发明提出了一种具有不确定合作性节点的无线网络中信息共享方法，基于贝叶斯理论中的信念更新算法判断无线网络中移动节点的合作性，将其应用于判断无线网络中的节点类型中,并且，结合基于联盟博弈中的图博弈理论，将其应用在降低节点间信息传输延迟。

1.本发明一种具有不确定合作性节点的无线网络中信息共享方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、对无线网络中每一个移动节点根据信念更新理论来更新其关于其他节点的类型的信念，当节点相遇时，节点i∈N向节点j∈N，j≠i请求一个数据包，设θ＝1表示在这个时隙节点i收到了来自于节点j传递的数据包，θ＝0表示在这个时隙节点i没有收到来自节点j传递的数据包。通过时隙t_ij的先验信念P_ij来更新下一个时隙t_ij+1中节点的协作信念概率：

其中，P_e为误报率，为漏报率；

步骤2、使用图博弈理论解决移动节点信息共享，将联盟的总收益表示为：

其中，表示节点i∈N其接收和发送数据包所带来的收益，M_i,j＝(M\M_i)∩M_j表示节点i可以提供给节点j的数据包，γ_in与γ_out都是价格因子，P_i,j表示数据由节点i到节点j成功传输的概率，P_j,i表示数据由节点j到节点i成功传输的概率；

将节点i之间形成联盟传递信息的代价表示为：

其中，γ_cost是价格因子，|N_i|表示节点i的邻居节点数量，|N_j|表示节点j的邻居节点数量，和分别表示图G中节点i的入度和出度，规定入度和出度分别满足0≤λ_iⁱⁿ≤1，λ_i^out≥0，其中，0≤λ_iⁱⁿ≤1表示节点i的入度只能为1或者0，也就是在一个时隙内节点i最多只能接收一个节点j∈N,j≠_i的信息；λ_i^out≥0表示节点i的出度可以是任意的整数，也就是说节点i可以同时发送信息给其它多个节点；

将联盟中总的代价表示为：

综上所述，在给定的传输图中G(V,E)中，将任意节点i∈N的收益表示为：

V(G)＝U-C。

与现有技术相比，本发明可以判断移动节点的类型，并且可以减小节点间信息传输的延迟。

附图说明

图1为某一时隙下移动节点之间建立的信息共享通信系统模型，该模型是使得联盟收益最大的图结构，在该时隙的图结构下节点之间按照该方式相互之间传递信息；

图2为本发明的一种具有不确定合作性节点的无线网络中信息共享方法整体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明的整体算法包括以下几个步骤：

步骤1、使用信念更新理论判断移动节点的合作性。

步骤2、使用图博弈理论解决移动节点信息共享。

上述步骤的具体处理如下：

步骤1、信念更新理论判断移动节点的合作性

每一个参与者(移动节点)可以根据信念更新理论来更新其关于其他节点的类型的信念。当节点相遇时，节点i∈N向节点j∈N，j≠i请求一个数据包。这种情况下节点i可以观察节点j是否给其发送这个数据包。设θ＝1表示在这个时隙节点i收到了来自于节点j传递的数据包。θ＝0表示在这个时隙节点i没有收到来自节点j传递的数据包。通过时隙t_ij的先验信念P_ij来更新下一个时隙t_ij+1中节点的协作信念概率：

其中，P_e为误报率，为漏报率。

步骤2、使用图博弈理论解决移动节点信息共享

联盟图博弈是将图论引入到了联盟博弈中，联盟的收益和联盟的一些特征与参与者之间的连接方式有关。在规范合作博弈和合作形成博弈中，联盟的效用或者是收益与联盟内参与者之间相互关联方式无关。联盟内参与者之间的通信结构对博弈的收益和其他特征具有影响。所谓的通信结构即是表示参与者之间的相互关联方式的图结构，也就是在每一个联盟内谁与谁进行相互通信。

节点i∈N其接收和发送数据包所带来的收益可以分别表示为：

则联盟的总收益可以表示为：

其中M_i,j＝(M\M_i)∩M_j表示节点i可以提供给节点j,j≠i的数据包，γ_in与γ_out都是价格因子。P_i,j表示数据由节点i到节点j成功传输的概率。P_j,i表示数据由节点j到节点i成功传输的概率。

节点i在接收或者发送数据的过程中占用信道，使信道中数据冲突的概率增加，对于节点i作为发送节点来讲，这种冲突限制在了节点i的邻居节点N_i内，对于节点i作为接收节点来讲(接受来自节点j传递的信息)，这种冲突限制在了节点j的邻居节点N_j内，因此节点之间形成联盟传递信息的代价可以表示为：

其中γ_cost是价格因子，|N_i|表示节点i的邻居节点数量，|N_j|表示节点j的邻居节点数量。

则联盟中总的代价可以表示为：

综上所述，在给定的传输图中G(V,E)中，任意节点i∈N的收益可以表示为

V(G)＝U-C (8)。