發(fā)布時(shí)間：2017-09-19 16:33

  本文關(guān)鍵詞：基于博弈論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道分配算法研究

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用的重要組成部分,其自組織性和容錯(cuò)能力使它非常適用于特殊環(huán)境中。隨著WSN的廣泛應(yīng)用,頻譜(信道)資源日益短缺。若缺乏對(duì)信道的合理分配,節(jié)點(diǎn)間存在較大通信干擾,導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失敗進(jìn)而影響WSN的期望性能。同時(shí)通信干擾使節(jié)點(diǎn)的重傳能耗增加,令節(jié)點(diǎn)過早失效,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)生命期降低。并且,節(jié)點(diǎn)失效將可能引發(fā)網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效,嚴(yán)重影響WSN的應(yīng)用性能。因此,對(duì)于電池能源有限的WSN,研究信道分配算法以減少節(jié)點(diǎn)通信干擾、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命期、提高網(wǎng)絡(luò)抗毀性具有一定理論和實(shí)際意義。本課題基于博弈論展開對(duì)WSN的信道分配算法研究,具體研究工作如下。(1)闡述WSN的組成結(jié)構(gòu)以及基于博弈論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道分配算法研究的背景及意義。分析該課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對(duì)現(xiàn)有算法進(jìn)行歸納總結(jié),并提出現(xiàn)有算法存在的問題,為WSN信道分配算法的研究提供理論依據(jù)。(2)針對(duì)WSN節(jié)點(diǎn)因干擾過大而提前失效、網(wǎng)絡(luò)生命期縮短的問題,本文充分利用節(jié)點(diǎn)負(fù)載與剩余能量構(gòu)建節(jié)點(diǎn)的生命期模型,并基于最佳回應(yīng)策略設(shè)計(jì)出一種優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)生命期的抗干擾信道分配算法(CAGLO)。該算法利用順勢(shì)博弈將路徑增益、交叉干擾和節(jié)點(diǎn)生命期等性能參數(shù)融入到效益函數(shù)中,通過最大化效益函數(shù),實(shí)現(xiàn)干擾小、能耗低且均衡的信道選擇,有效延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命期。(3)針對(duì)WSN節(jié)點(diǎn)由于頻譜資源日益短缺和實(shí)際應(yīng)用環(huán)境惡劣而造成網(wǎng)絡(luò)干擾嚴(yán)重、節(jié)點(diǎn)能耗增大、網(wǎng)絡(luò)抗毀性差的問題,本文提出一種面向抗毀性的網(wǎng)絡(luò)生命期優(yōu)化改進(jìn)博弈算法(CAIAD)。該算法通過節(jié)點(diǎn)的綜合失效概率及級(jí)聯(lián)失效系數(shù)度量各節(jié)點(diǎn)的抗毀性,進(jìn)而利用勢(shì)場(chǎng)博弈,并基于最佳回應(yīng)策略選擇信道,實(shí)現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)干擾和節(jié)點(diǎn)綜合失效概率,抑制網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)失效現(xiàn)象的發(fā)生,提高網(wǎng)絡(luò)抗毀性。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 信道分配 博弈論 網(wǎng)絡(luò)生命期 抗毀性
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述10-11
• 1.2 課題研究背景及意義11-12
• 1.3 課題研究現(xiàn)狀分析12-18
• 1.4 主要內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)安排18-20
• 第2章 基于博弈論的WSN生命期優(yōu)化的信道分配模型20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 生命期模型研究20-24
• 2.2.1 生命期問題分析21-23
• 2.2.2 生命期模型建立23-24
• 2.3 基于博弈論的WSN生命期優(yōu)化的信道分配博弈模型CABG24-31
• 2.3.1 CABG博弈模型建立24-27
• 2.3.2 CABG博弈模型分析27-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 基于CABG模型的WSN信道分配博弈算法32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 基于CABG模型的信道分配博弈算法CAGLO32-35
• 3.2.1 CAGLO博弈算法設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.2 CAGLO博弈算法性能分析34-35
• 3.3 仿真驗(yàn)證35-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 面向抗毀性的WSN生命期優(yōu)化改進(jìn)模型42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 抗毀性評(píng)價(jià)模型42-48
• 4.2.1 抗毀性問題分析43-44
• 4.2.2 抗毀性評(píng)價(jià)模型建立44-48
• 4.3 面向抗毀性的WSN生命期優(yōu)化改進(jìn)博弈模型CAMBG48-53
• 4.3.1 CAMBG博弈模型建立48-50
• 4.3.2 CAMBG博弈模型分析50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 基于CAMBG模型的WSN信道分配博弈算法54-68
• 5.1 引言54
• 5.2 基于CAMBG模型的信道分配博弈算法CAIAD54-58
• 5.2.1 CAIAD博弈算法設(shè)計(jì)55-57
• 5.2.2 CAIAD博弈算法性能分析57-58
• 5.3 仿真驗(yàn)證58-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-70
• 參考文獻(xiàn)70-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果77-78
• 致謝78

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