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基于演化博弈理论的车辆网络路由研究

作　者: 曹静
导　师: 吴迪
学　校: 大连理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 车辆网络演化博弈路由
分类号: O225
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 76次
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内容摘要

车辆网络(Vehicular Ad Hoc Network, V ANET)是移动Ad Hoc网络在交通道路方面的应用,它可以独立于基础设施而组网。VANET主要是由车辆节点和路边单元组成的一种自组织、多跳、拓扑变换快速的无线通信网络。车辆网络具有重要的研究价值和广泛的应用前景。为了提高交通的安全性和高效性,更加满足司机和乘客的需求,车辆网络的典型应用有安全行驶预警,交通信息查询和发布,车内办公和娱乐和其他服务信息的查询等。路由问题是通信网络的重要研究内容之一。需要根据应用场景的特点设计具体的路由算法。目前关于车辆网络路由的研究中,大多忽略了网络中车辆节点的自私性,并且集中于研究稠密车辆网络的路由问题。实际情况下,节点是利己主义的,而且VANET并不只有稠密的情况,还有稀疏的VANET网络。节点的自私性给路由设计提出了新的挑战。本文对节点具有自私性的稀疏的VANET网络的路由算法做了研究。(1)分析研究了车辆网络的概念、特点、应用和典型路由协议。网络中的V2V和V2I两种通信方式满足了VANET的通信需求。但是VANET的快速移动性,动态信息交换,不断变化的车速和车辆密度的特点对网络路由协议的性能影响较大。分析研究了演化博弈理论的相关内容,因为演化博弈是解决自私性的重要方法。该理论的目的是使有限理性的参与者选择行为策略来达到演化稳定状态。(2)结合稀疏VANET网络的特点和网络节点自私的特点,建立了相应的网络模型和多团体演化博弈模型,提出了一种基于多团体演化博弈的路由算法(Multi-Community Evolutionary Game Routing, MCEGR)。MCEGR是一种两跳路由,根据网络参数确定每个参与者的策略。当网络参数满足演化稳定解ESS存在的条件时,自私节点选择ESS来最大化自身的利益,并且达到了网络的演化稳定状态。(3)根据稀疏VANET的特点,提出了一种新的移动模型,称为简单车辆移动模型(Simple Vehicle Mobility Model, SVM)。它是在城市场景下的一种受交通控制机制影响的移动模型。使用SVM对MCEGR路由进行评估,结果表明MCEGR路由的有效性和稳定性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 研究背景和意义  9
  1.2 研究现状  9-11
    1.2.1 车辆网络的国外研究现状  9-10
    1.2.2 车辆网络国内研究现状  10-11
    1.2.3 博弈理论在无线网络中的研究现状  11
  1.3 论文的主要研究工作  11-12
  1.4 论文的组织结构  12-13
2 车辆网络及其路由  13-23
  2.1 Ad Hoc网络概述  13-16
    2.1.1 Ad Hoc网络概念  13-14
    2.1.2 Ad Hoc网络的典型特点  14-15
    2.1.3 Ad Hoc网络的应用  15-16
  2.2 车辆网络  16-19
    2.2.1 车辆网络概述  16
    2.2.2 车辆网络的通信方式  16-18
    2.2.3 车辆网络的特点  18-19
  2.3 车辆网络的应用  19-20
  2.4 车辆网络的路由协议  20-22
    2.4.1 基于拓扑的路由协议  20-21
    2.4.2 基于位置的路由协议  21
    2.4.3 基于地图的路由协议  21-22
  2.5 本章小结  22-23
3 演化博弈  23-30
  3.1 博弈理论基础  23-25
    3.1.1 博弈的要素  23
    3.1.2 博弈的类型  23-24
    3.1.3 纳什均衡  24
    3.1.4 混合策略  24-25
    3.1.5 博弈理论在无线网络中的应用  25
  3.2 演化博弈理论概述  25-29
    3.2.1 从完全理性到有限理性  26
    3.2.2 演化博弈理论的基本概念  26-27
    3.2.3 演化稳定策略  27-28
    3.2.4 复制子动态  28-29
  3.3 本章小结  29-30
4 基于多团体演化博弈的VANET路由算法研究  30-45
  4.1 节点的自私性  30-31
  4.2 本章研究的意义和创新点  31-32
  4.3 系统模型  32-37
    4.3.1 网络模型  32-33
    4.3.2 演化博弈模型  33-37
  4.4 复制动态方程  37-39
  4.5 多团体演化博弈路由  39-40
  4.6 数值实验  40-44
    4.6.1 数值设置  40
    4.6.2 数值结果  40-44
  4.7 本章小结  44-45
5 基于VANET的移动模型的仿真  45-54
  5.1 移动模型的概述  45
  5.2 移动模型研究现状  45-46
  5.3 典型移动模型介绍  46-48
  5.4 仿真与分析  48-53
    5.4.1 稀疏VANET的简单车辆移动模型  48-49
    5.4.2 仿真参数设置  49-50
    5.4.3 仿真结果与分析  50-53
  5.5 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-60
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  60-61
致谢  61-62

基于演化博弈理论的车辆网络路由研究

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