【技术实现步骤摘要】
基于博弈论的带宽分配和用户分组方法及系统
[0001]本专利技术涉及一种基于博弈论的带宽分配和用户分组方法及系统，属于信息通信领域。
技术介绍
[0002]无人机作为空中基站能够实现广域覆盖和天地一体化通信，是5G和未来6G发展的重要方向。移动边缘计算允许网络边缘的任何地点部署计算服务器，将计算能力由核心网转移到接入网边缘。极大地提高了通信、计算、缓存和控制的质量。无人机具有机动性强、灵活性高等特点，可以提供无缝、可靠、低时延的通信服务。无人机与移动边缘计算的结合已成为必然趋势，基于无人机的边缘计算网络能够提供可靠、经济、低时延、高效的无线通信服务。
[0003]现有技术主要关注于无人机的能量消耗问题和频谱效率问题，而无人机计算能力和覆盖范围内数据节点的数据量不匹配的问题还未解决，即无人机覆盖范围内要收集的数据量可能超出其计算能力。另外，传统的集中式方案将难以解决巨量的数据节点接入任务。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提出一种计算复杂度低的基于博弈论的带宽分配和用户分组方法及系统，实现...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于博弈论的带宽分配和用户分组方法，其特征在于，包括：以无人机总剩余数据量最小化为目标、无人机带宽和无人机处理能力为约束条件建立第一目标函数；获取以无人机收集数据最大化为第二目标函数建立的无人机带宽分配模型，对所述无人机带宽分配模型进行求解，得到最优带宽分配方案；基于所述最优带宽分配方案，将所述第一目标函数转化为每个时隙内的用户分组模型；利用联盟形成博弈算法，对所述用户分组模型进行求解，获得稳定的非重合的用户分组。2.根据权利要求1所述的一种基于博弈论的带宽分配和用户分组方法，其特征在于，所述第一目标函数为：其中，A是N
u
×
N
v
的矩阵，N
u
和N
v
分别是无人机物联网中分布的数据节点个数和具有边缘计算能力的无人机个数，为数据节点的集合，为数据节点的集合，为无人机的集合，a
ij
(t)是A中第i行第j列的元素，a
ij
(t)为二进制指示变量，a
ij
(t)＝1表示数据节点上传给无人机a
ij
(t)＝0表示不上传给无人机B＝[b1,b2,b3,
…
,b
Nv
]，b
j
＝[b
1j
(t),b
2j
(t),b
3j
(t),
…
,b
Nuj
(t)]，b
ij
(t)为数据节点传输给无人机时的带宽；T是最大时隙数，D
j
(T)为无人机在第T个时隙剩余的数据量；B
t
为每个无人机的带宽；d
ij
(t)为数据节点与无人机之间的距离，d
th
为数据节点与无人机的距离门限；D
j
(t
‑
1)为无人机在t
‑
1时隙剩余的数据量；为数据节点在t时隙传输给无人机的最大数据量，其中为数据节点在t时隙剩余的数据量，R
ij
(t)是数据节点传输给无人机的可达速率，其中h
ij
(t)和分别为数据节点传输给无人机时的信道增益和传输功率，为噪声功率，其中为数据节点的最大传输功率，τ为时隙长度；C
j
为无人机的计算能力，Ca
j
为无人机的缓存栈大小。3.根据权利要求2所述的一种基于博弈论的带宽分配和用户分组方法，其特征在于，所
述无人机带宽分配模型为：4.根据权利要求3所述的一种基于博弈论的带宽分配和用户分组方法，其特征在于，利用拉格朗日乘子法对所述无人机带宽分配模型进行求解，具体包括：将所述无人机带宽分配模型转变为具有非负对偶变量η
j
和拉格朗日乘子的拉格朗日函数：由KKT条件可知，的最优解由以下条件给出：由式(9)可以得到，η
j
＝log2(1+ρ
ij
(t))
‑
ρ
ij
(t)/(ln2(1+ρ
ij
(t)))，因此，最优的带宽分配方案为：5.根据权利要求4所述的一种基于博弈论的带宽分配和用户分组方法，其特征在于，所述每个时隙内的用户分组模型为：其中，C
j
(t)为t时隙的无人机的实时计算能力，为t时隙的无人机的收集数据量与实时计算能力的匹配度。6.根据权利要求5所述的一种基于博弈论的带宽分配和用户分组方法，其特征在于，所述利用联盟形成...
【专利技术属性】
技术研发人员：高志祥，刘爱军，梁小虎，林鑫，续欣，潘克刚，张森柏，岳桐，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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