基于博弈的无线异构网络网络选择方法

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随着网络的进一步融合,研究异构网络中具有自治特征的资源管理方法已成为日益重要的课题,而研究这一课题的关键在于如何制定一个最优的网络选择方法使该网络具有自组织、自优化的特性,目前这方面的研究工作还比较初步。当前,经济学中的博弈论已经成为研究异构网络的重要工具。因此,如何利用博弈论的一些成熟的或新颖的研究成果研究异构网络网络选择方法具有重要的理论和实践意义。本文研究了异构网络网络选择中的演化博弈算法,并基于网络驱动的网络选择算法建立了一个由活跃用户联盟及双层博弈框架组成的无线异构网络系统模型。接着将统一化定价和差异化定价两种不同的定价机制,给出两种定价机制的数学推导过程,得到两种定价机制下的单价和传输速率的表达式。然后分析了Niyato的种群演化博弈算法及其演化过程,并在其基础上提出了改进算法。两种算法的仿真结果表明,Niyato种群演化博弈改进算法在系统总效用值和非必需切换频率上均优于原算法,但收敛速度比原算法慢,即改进算法以牺牲平均收敛速度为代价获得更高的网络收益。对于用户数不多的网络来说,收敛速度慢所带来的缺陷并不明显,因此本文提出的改进算法在用户数不多的网络中,能体现出一定的性能优势。本文还引入中国餐馆博弈方法来解决网络选择算法中的负网络外部性问题。首先,根据负网络外部性的定义建立了一个由顺序接入用户及动态博弈框架组成的无线异构网络系统模型,在该模型中假设有多个网络服务提供商同时提供网络服务,每个用户都会根据自己的信念函数选择网络接入。然后,利用中国餐馆博弈的求解方法求得该无线网络模型下用户效用函数的递归表达式。最后,对最佳响应策略、近视策略、学习策略、信号策略和随机策略进行了仿真分析,结果表明,利用中国餐馆博弈的网络选择模型得到的最佳响应策略在性能上有一定的优越性。
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