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基于演化博弈的机会网络合作机制研究

作　者: 赵一萌
导　师: 吴越
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 机会网络合作机制演化博弈演化图论
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着无线通信技术的发展,大量具备短距离通信能力的智能设相继出现,使得无线自组网技术得到了迅速的应用,其中机会网络正受到越来越多的重视。机会网络是特殊的移动自组织网络,与传统的移动自组织网络不同,机会网络并不要求通信的源节点和目标节点之间存在完整的路径,而是利用节点移动形成的通信机会逐跳传输消息。通过使用“存储—携带—转发”的路由模式实现节点间通信,解决了部署范围、无线通信技术的限制以及节点的动态移动,网络分割等因素导致的网络连接频繁中断无法传输的问题。在机会网络中的一个隐含假设是所有节点都愿意协作,帮助其他节点转发消息。而在实际网络中,由于受到自身处理能力、存储空间、电池容量等资源的限制,使得合作缺乏保证。通常情况下,节点会针对不同的网络情况动态调整自身行为,实现收益的最大化。本文针对节点的这种具有社会性和生物性的自发行为,引入演化博弈论作为分析工具,来研究机会网络中节点的合作行为的演化。与传统的博弈不同,演化博弈理论既不要求参与人是完全理性的,也不要求具有完美信息。在机会网络中,受限于节点的动态特性,要获得整个网络的完全信息几乎是不可能的,节点也就难以实现完美理性。而传统的演化博弈理论都是基于同质的种群研究演化动力学的性质,忽略了空间结构对演化动态的影响。在机会网络中,不同的节点并非均匀混合分布,而节点之间相遇概率也并非均匀分布,通常某个节点只会与其通信范围内的节点进行博弈,并非与所有节点都存在竞争合作的关系。因此需要进一步应用演化图论来研究在考虑网络空间的背景下的机会网络节点合作机制。在本文的合作模型中,使用演化图论中的顶点来表示网络中的节点,使用边来表示节点对处于彼此的通信范围内。首先为节点建立收益的支付矩阵;然后节点会根据支付矩阵与邻近范围内的节点进行博弈,并且根据收益来决定将采取的下一步策略;最后通过节点之间的反复博弈使得网络达到相对稳定的终态。我们由此分析网络中合作的分布和演化规律,探究在不同的网络参数的影响下网络的稳定性。本文还利用仿真软件,结合机会网络移动模型完成合作机制演化的相关仿真工作。从而最终为设计部署在实际场景中的应用机会网络提供相关的理论支持。

基于演化博弈的机会网络合作机制研究

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