论文部分内容阅读
近年来,无线网络编码的优化问题是一个研究热点。本文旨在利用网络编码减少网络信息的传输成本,进而最小化网络系统总成本。本文引入演化博弈理论中势博弈的概念,构建了多路径无线网络编码势博弈(MPWNCPG)模型,用于网络性能的分析,取得的主要成果如下: (1)无线网络节点采用“反向共乘”编码方式时存在“囚徒困境”和“多重均衡”问题,为充分发挥网络编码的优势,鼓励自私节点参与编码博弈,实现网络系统的最优均衡,本文构建了一个MPWNCPG的形式化模型。把网络流作为博弈的参与者,建立效用函数,并允许网络流在可用路径上进行通信分割;把所有参与者改变策略的动机形式化为一个全局势函数,参与者追求个人利益最大化的同时实现了网络系统传输总成本的最小化,使网络系统收敛于沃尔乔泊均衡。 (2)在MPWNCPG模型基础上设计决策规则。通过引入模仿者动态(RD)和布朗·冯·诺依曼纳什动态(BNND),分别提出基于多群体(种群)RD和基于BNND的MPWNCPG策略调整算法。仿真结果表明,在给定的网络编码链路容量下,所提出的两种策略调整算法都能够使网络系统达到预期的均衡状态,其网络系统传输总成本明显优于最短路径路由算法;不同编码链路容量下,网络传输总成本收敛于不同的稳定状态。 (3)针对编码链路容量对网络传输总成本产生影响的问题,在策略调整算法的基础上实现了MPWNCPG链路容量调整算法。该算法与策略调整算法分别运行在两个不同的时间标度内,从而实现了一个两级分布式算法,在给定的网络流状态下,利用梯度下降法对编码链路容量进行细微调整来影响网络流的通信分割。仿真实验表明,容量调整算法与策略调整算法能够使网络系统收敛于同一最小成本。