Ad hoc网络中基于博弈论的节点合作激励机制

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Ad hoc网络中的消息需要依靠中间节点进行转发,由于节点的资源有限,节点可能为了节省资源不愿为其他节点转发消息,这样的节点称为自私节点。自私节点的存在将极大影响网络的性能。论文提出了ad hoc网络中基于博弈论的节点合作激励机制,包括针对自私节点的行为建立的博弈模型,以及激励自私节点进行合作的博弈策略。论文的主要工作如下:  1)根据博弈论建立通用节点转发博弈模型。论文明确了博弈模型中的3个要素:博弈参与者,策略空间及效用函数,并结合adhoc网络的场景对效用函数的具体形式进行了推导。该模型适用于任意网络拓扑,并考虑节点与整个网络之间的博弈。  2)对通用节点转发博弈模型下的博弈策略进行分析并提出改进。论文将TFT策略引入博弈模型中,并分析TFT策略下节点合作的纳什均衡条件。针对TFT策略的不足,论文提出了基于TFT策略的ATFT策略。ATFT策略引入了激励因子来更好的激励不合作节点进行合作。论文对ATFT策略下节点合作的纳什均衡条件进行了分析,并根据该条件确定参数的选取。  3)设计基于通用节点转发博弈模型的节点合作协议。节点合作协议对实施ATFT策略需要的信息进行收集,使得ATFT策略能应用于实际网络场景中。  论文最后设计了相关实验,对ATFT策略进行验证。实验证明了纳什均衡条件推导的正确性,并对ATFT策略的有效性和性能进行了测试。实验结果表明,ATFT策略能有效激励自私节点进行合作,提高消息传输成功率,同时对网络资源的消耗较小。
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