本文關(guān)鍵詞：基于純戰(zhàn)略納什均衡博弈的水下傳感器節(jié)點(diǎn)布置

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【摘要】：水下傳感器網(wǎng)絡(luò)(Underwater sensor networks, UWSNs)是由部署在水下區(qū)域,具有聲學(xué)通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的水下監(jiān)控系統(tǒng)。它可以廣泛的應(yīng)用到海洋資源環(huán)境勘測(cè)、水下污染監(jiān)控、海上生產(chǎn)作業(yè)、水下作戰(zhàn)等領(lǐng)域,對(duì)海洋的保護(hù)、開(kāi)發(fā)和利用以及提高海軍作戰(zhàn)能力等具有重要的意義。由于水下傳感器中節(jié)點(diǎn)數(shù)量有限,因此如何使有限的水下傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)環(huán)境和目標(biāo)的變化自主調(diào)整位置,達(dá)到優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)布置效果,從而提高水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)質(zhì)量是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文針對(duì)上述問(wèn)題,研究并提出了一種基于純戰(zhàn)略納什均衡博弈(The Pure Strategy Nash Equilibrium, PSNE)的節(jié)點(diǎn)布置方法,并通過(guò)建模與模擬仿真證明了該方法的有效性。本文的主要研究工作及創(chuàng)新之處在于：(1)建立了水下傳感器網(wǎng)絡(luò)事件驅(qū)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)布置問(wèn)題模型,定義了相應(yīng)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)水下傳感器節(jié)點(diǎn)分布特點(diǎn),建立了水面二維空間和水下三維空間中事件驅(qū)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)布置問(wèn)題模型；定義了水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置性能評(píng)價(jià)指標(biāo)“事件覆蓋度”,它不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)節(jié)點(diǎn)覆蓋事件的統(tǒng)計(jì),而且描述了節(jié)點(diǎn)分布密度與事件分布密度的匹配情況。(2)提出了一種基于純戰(zhàn)略納什均衡博弈的水下傳感器節(jié)點(diǎn)布置方法。鑒于博弈論可以用來(lái)解決資源分配、行為決策、路由協(xié)議等問(wèn)題,本課題將博弈論的方法應(yīng)用于水下傳感器節(jié)點(diǎn)的布置。將水下傳感器節(jié)點(diǎn)視為理性的、自私的、追求利益最大化的智能個(gè)體,可以根據(jù)環(huán)境做出理性的分析與選擇,以達(dá)到自身利益的最大化,即自身覆蓋事件最多。在該方法中,有限個(gè)節(jié)點(diǎn)(局中人)根據(jù)純戰(zhàn)略納什均衡的方法進(jìn)行博弈,即在一個(gè)或一個(gè)以上的策略集合中選擇其中一種策略作為它的理性行為,使節(jié)點(diǎn)自主趨向并覆蓋事件,同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)分布密度與事件分布密度相匹配。大量仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文算法求解水下節(jié)點(diǎn)布置問(wèn)題的有效性。本文的研究將博弈論應(yīng)用于水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置問(wèn)題,提出的相關(guān)理論方法對(duì)該領(lǐng)域的研究具有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.3

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本文編號(hào)：1201905