一種基于貝葉斯聯(lián)盟博弈的動態(tài)合作聯(lián)盟結(jié)構(gòu)形成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于貝葉斯聯(lián)盟博弈的動態(tài)合作聯(lián)盟結(jié)構(gòu)形成方法，涉及無線通信物理層領(lǐng)域，該方法包括：針對檢測到的不良行為節(jié)點，以其協(xié)作概率為中心，計算不良行為節(jié)點的聯(lián)合信念概率，劃分為不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；在每個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計算貝爾數(shù)，即所有節(jié)點可能形成的所有聯(lián)盟結(jié)構(gòu)個數(shù)；根據(jù)各個聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的各節(jié)點的聯(lián)盟效益值，依照所有可能網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的順序列出某種聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的節(jié)點效益值，即為該聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的合同；運用迭代消除機制和前中期阻斷機制找到滿足貝葉斯核條件的合同；該合同即為符合納什穩(wěn)定性的貝葉斯聯(lián)盟結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)物理層的安全傳輸；根據(jù)合同，無線區(qū)域內(nèi)節(jié)點按照協(xié)作通信聯(lián)盟結(jié)構(gòu)發(fā)送信息。本方法保障了物理層安全性能最優(yōu)。
【專利說明】一種基于貝葉斯聯(lián)盟博弈的動態(tài)合作聯(lián)盟結(jié)構(gòu)形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信物理層領(lǐng)域，尤其涉及一種基于貝葉斯聯(lián)盟博弈的動態(tài)合作聯(lián)盟結(jié)構(gòu)形成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]無線傳輸?shù)膹V播特性使網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點容易遭到惡意節(jié)點的攻擊與竊聽。協(xié)作通信利用協(xié)作節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)成為可實際應(yīng)用的物理層安全技術(shù)。在真實的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，一個節(jié)點對于其他節(jié)點的協(xié)作類型不完全可知，節(jié)點是否參與協(xié)作也直接影響最后的收益函數(shù)。引用貝葉斯聯(lián)盟博弈來對節(jié)點的行為狀態(tài)進行動態(tài)估計，在此基礎(chǔ)上計算可能的效用函數(shù)，以趨近于完全信息下節(jié)點間形成合理的協(xié)作通信傳輸聯(lián)盟，保證物理層的安全傳輸。
[0003]無線通信中的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境處于實時動態(tài)變化中，節(jié)點對于周圍的潛在協(xié)作節(jié)點的協(xié)作行為存在未知性，目前尚未見通過有效的機制獲知潛在協(xié)作節(jié)點的行為，以在不完全信息下形成穩(wěn)定的聯(lián)盟結(jié)構(gòu)保證物理層安全性能最優(yōu)的算法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種基于貝葉斯聯(lián)盟博弈的動態(tài)合作聯(lián)盟結(jié)構(gòu)形成方法，本發(fā)明基于貝葉斯聯(lián)盟博弈，提出在節(jié)點行為不確定的未知無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，對節(jié)點行為進行信念更新，動態(tài)調(diào)整協(xié)作通信聯(lián)盟結(jié)構(gòu)的方法，保障物理層安全性能最優(yōu)，詳見下文描述:
[0005]一種基于貝葉斯聯(lián)盟博弈的動態(tài)合作聯(lián)盟結(jié)構(gòu)形成方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]節(jié)點通過對潛在協(xié)作節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)可靠性進行初步行為判定，并對所述潛在協(xié)作節(jié)點進行節(jié)點協(xié)作行為的信念更新；
[0007]針對檢測到的不良行為節(jié)點，以其協(xié)作概率為中心，計算不良行為節(jié)點的聯(lián)合信念概率，劃分為不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；
[0008]在每個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計算貝爾數(shù)，即所有節(jié)點可能形成的所有聯(lián)盟結(jié)構(gòu)個數(shù)；根據(jù)各個聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的各節(jié)點的聯(lián)盟效益值，依照所有可能網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的順序列出某種聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的節(jié)點效益值，即為該聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的合同；
[0009]運用迭代消除機制和前中期阻斷機制找到滿足貝葉斯核條件的合同；該合同即為符合納什穩(wěn)定性的貝葉斯聯(lián)盟結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)物理層的安全傳輸；
[0010]根據(jù)合同，無線區(qū)域內(nèi)節(jié)點按照協(xié)作通信聯(lián)盟結(jié)構(gòu)發(fā)送信息。
[0011]所述節(jié)點通過對潛在協(xié)作節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)可靠性進行初步行為判定，并對所述潛在協(xié)作節(jié)點進行節(jié)點協(xié)作行為的信念更新的步驟具體為:
[0012]協(xié)作節(jié)點用Θ ^ = I表示,不良行為節(jié)點用Q1 = O表示；
[0013]依據(jù)貝葉斯定理，根據(jù)當(dāng)前時隙的傳輸結(jié)果和歷史信念，源節(jié)點對聯(lián)盟內(nèi)的其他節(jié)點進行信念更新如下:
[0014]

【權(quán)利要求】
1.一種基于貝葉斯聯(lián)盟博弈的動態(tài)合作聯(lián)盟結(jié)構(gòu)形成方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 節(jié)點通過對潛在協(xié)作節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)可靠性進行初步行為判定，并對所述潛在協(xié)作節(jié)點進行節(jié)點協(xié)作行為的信念更新； 針對檢測到的不良行為節(jié)點，以其協(xié)作概率為中心，計算不良行為節(jié)點的聯(lián)合信念概率，劃分為不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境； 在每個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計算貝爾數(shù)，即所有節(jié)點可能形成的所有聯(lián)盟結(jié)構(gòu)個數(shù)；根據(jù)各個聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的各節(jié)點的聯(lián)盟效益值，依照所有可能網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的順序列出某種聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的節(jié)點效益值，即為該聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的合同； 運用迭代消除機制和前中期阻斷機制找到滿足貝葉斯核條件的合同；該合同即為符合納什穩(wěn)定性的貝葉斯聯(lián)盟結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)物理層的安全傳輸； 根據(jù)合同，無線區(qū)域內(nèi)節(jié)點按照協(xié)作通信聯(lián)盟結(jié)構(gòu)發(fā)送信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于貝葉斯聯(lián)盟博弈的動態(tài)合作聯(lián)盟結(jié)構(gòu)形成方法，其特征在于，所述節(jié)點通過對潛在協(xié)作節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)可靠性進行初步行為判定，并對所述潛在協(xié)作節(jié)點進行節(jié)點協(xié)作行為的信念更新的步驟具體為: 協(xié)作節(jié)點用Θ (I = I表示，不良行為節(jié)點用Q1 = O表示； 依據(jù)貝葉斯定理，根據(jù)當(dāng)前時隙的傳輸結(jié)果和歷史信念，源節(jié)點對聯(lián)盟內(nèi)的其他節(jié)點進行信念更新如下:
其中，ρ[表不第ty時隙的信念，Pe表不誤報率，f表不漏報率，Pc5ff表不節(jié)點j在不良行為類型中不協(xié)作的概率，它滿足:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于貝葉斯聯(lián)盟博弈的動態(tài)合作聯(lián)盟結(jié)構(gòu)形成方法，其特征在于，所述根據(jù)各個聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下的各節(jié)點的聯(lián)盟效益值的操作具體為:
其中，μ i (S)為節(jié)點i在聯(lián)盟S中的效益；(.) +為取最大值；σ 2表示噪聲功率；表示協(xié)作通信第一階段用于信息交換的功率損耗；為節(jié)點i到目的節(jié)點Hii的信道系數(shù)；gi，k為節(jié)點 i 到竊聽節(jié)點 k 的信道系數(shù)，?s =[，...,?/, h, =?,,*f分別表示轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)重，節(jié)點到目的節(jié)點、節(jié)點到竊聽節(jié)點的信道傳輸矩陣；(.)H為轉(zhuǎn)置運算。
【文檔編號】H04L29/06GK104079576SQ201410313293
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】付曉梅, 李玲, 吳曉 申請人:天津大學(xué)