基于博弈论的无线自组网节点协作性研究

来源 :桂林电子科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:hhenry123
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Ad Hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个自治网络系统。该网络的路由发现和分组转发两大功能不是通过专用的路由设备而是通过普通节点的共同协作完成。但是,Ad Hoc网络中节点的资源(能量、内存、带宽等)受限,一些节点会拒绝提供路由发现和分组转发服务,这就是节点的自私行为。本文基于博弈理论,使用网络仿真工具NS2,对Ad Hoc网络中自私节点的协作性进行了深入分析和研究。取得的主要成果有:(1)结合无线Ad Hoc网络及自私节点的特性,提出了节点博弈的效用模型。给出了一个纳什均衡分析框架,分别构建了礼尚往来策略、冷酷策略、单步触发策略和完全协作策略等四种策略的概率模型。在节点博弈的效用模型和不同策略的概率模型的基础上,分析了单阶段博弈的纳什均衡,对重复博弈中采用四种策略的纳什均衡及条件进行了分析和比较,得出了重复博弈中激励自私节点协作的最佳策略。(2)研究了增强自私节点协作的激励机制,分析和比较了不同机制的优缺点。在节点博弈的效用模型中加入了博弈的三要素:参与者、策略和效用函数,得到了无线AdHoc网络的非合作博弈模型。利用该模型给出了一个激励自私节点协作的效用函数,证明了该效用函数的有效性和合理性。(3)基于源节点的通信需求和转发节点的转发成本对非合作博弈模型进行了改进,引入了“支付-补偿”的定价机制,形成了一个博弈论与虚拟货币结合的非合作博弈机制。利用网络仿真工具NS2对该机制进行了仿真实验。结果表明,非合作博弈机制能够有效激励节点协作,提高网络吞吐量和分组转发率,避免网络边缘节点出现资金短缺,实现了网络的公平性。
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