文档介绍：中文摘要无线多跳网路作为无线数据传输的通信基础,用于实现发送端到接收端之间的多跳数据的传输与处理。无线多跳网络易搭建且自身硬件成本低的特点,使它被广泛地应用于军事、医疗等多个领域。但另一方面,由于无线多跳网络受到能量、存储等方面的限制,使得节点在数据传输过程中需要权衡多个网络中的影响因素,才能达到延长网络周期,优化网络性能的目的。本论文以逐层递进的思路,详细论述了利用博弈论对无线多跳网络进行优化的研究机制。首先,对无线多跳网络的定义、特征及挑战进行简要的说明,并对博弈论的相关基础知识进行介绍,通过对已有博弈论与无线多跳网络相结合的典型机制论述了基于博弈论的网络优化方案的高效性、稳定性等优势。其次,为了使网络中传输数据的节点能同时兼顾到数据链路的安全与效用,提出了将声誉机制与价格机制相结合的方案,利用博弈论对节点效用进行分析与推导,从而验证了该方案能有效提高网络性能,使链路更加可靠。紧接着,对基于博弈的议价机制进行了进一步分析,结合跨层设计的思想,实现物理层与链路层部分信息共享的网络架构,通过议价博弈的分析与多重约束的优化模型建立,达到同时提高网络吞吐量与节点效用的目的。虽然应用跨层思想使无线多跳网络变得更为灵活多样化,但是信息的共享也使节点自私或恶意等安全问题变得不容忽视。因此,论文最后利用贝叶斯博弈对节点交互过程中的信息进行策略空间的构建,进一步利用物理层与链路层信息的共享实现节点之间合作的互监督机制,达到有效控制自私或恶意节点给网络带来不良影响的目的。关键词:无线多跳网络,博弈论,网络优化,跨层设计摘要
福建师范大学陈心瑜硕士学位论文
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中文文摘近年来随着科学技术的发展,网络的广泛应用,用户对网络资源的需求日益增加。无线多跳网络因其先进的网络技术与新式的网络架构,深刻得影响着现代科学技术。廉价的设备成本,快速的网络部署,自主的传输管理使无线多跳网络不仅在军事,民用,商业等场合发挥着强大的通信作用,同时也吸引着学术界的注意力,成为学者们网络研究的主要对象。无线多跳网络是一种动态自我组织和自我配置的无线网络,网络中的节点能动态的建立与维护网络中多跳连接的状态。在数据传输过程中,由于信道资源的有限使得节点不仅要考虑传输数据的优化问题还需要考虑通信成本代价问题,而二者矛盾的冲突性需要节点通过正确的判断网络实时状态,构建出合理的权衡策略才得以解决。博弈论作为一种策略分析的理论已被广泛的应用于商业,政治,国际关系,计算机等领域。在无线多跳网络中,博弈论作为一种理论分析的方法,从节点的行为空间中提取出相关的信息,根据节点实时的要求,建立效用函数,通过对效用函数的指标判定,推导出对节点有利的信息或者行为预测。一种合理的博弈论分析方法将有助于缓解节点之间的竞争与自私现象,让节点在收益与成本之间找到合适的权衡方法,微观上使节点个体利益最大化,宏观上使整个网络的使用周期、性能优化、安全检测都得到进一步提高。本论文正是应用博弈理论对无线多跳网络进行分析,通过对博弈规则的设定,引导节点提取相关信息,构建出合理的网络模型,通过对网络模型的分析与相关理论的推导,达到个体与整体之间利益的权衡与优化。本论文以层层递进的方式对基于博弈论的无线多跳网络性能展开研究,论文分为三个部分:第一部分为绪论,首先简要地说明了无线多跳网络的定义,指明了无线多跳网络的特点。其次,表述了无线多跳网络所面临的挑战,根据已述的挑战内容说明应用博弈论解决无线多跳网络优化的可行性与高效性。随后,论文对博弈论的基本概念与分类进行概述,并从性能指标、跨层与博弈论的结合、节点状态与多点博弈四个方面论述了基于博弈论的无线多跳网络研究现状。第二部分,首先在第一章对节点效用的博弈机制进行了研究与分析,提出将声誉机制与价格机制结合,应用博弈理论设计机制策略,促使发送端同时兼顾所
预付的通信价格与转发节点的可信度,并通过对节点行为的模型分析,推导出纳什均衡存在的条件。第二章,对价格机制进行了拓展延伸分析,提供基于议价博弈的无线多跳网络模型,以提高网络的吞吐量和节点的效用为目的,将物理层的能量阈值与链路层的信道容量作为主要约束条件,在无线多跳网络中引入跨层设计和协作优化的思想,构建多重约束的网络博弈模型,应用议价博弈理论,分析网络中节点的议价行为,改进网络性能,促进了网络公平性与高效性的提高。第三章,在跨层的基础上,对网络的安全问题做了进一步分析,指出节点层次之间信息的共享使网络应用多样化的同时也使网络的安全问题变得更为突出。为了有效控制自私节点和恶意节点给网络带来的不良影响,通过对物理层与链路层的跨层建立不完全信息的贝叶斯博弈模型。利用贝叶斯博弈理论对节点的交互信息构建策略空间并进行推导分析,形成有效激励节点合作的互