基于博弈论的网络控制模型及稳定性分析

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1、基于博弈论的网络控制模型及稳定性分析Vol.40NO.6第40卷第6期~南大学学报(自然科学版)2010年11月Nov.2010JOURNALOFSOUTHEASTUNlVERSITY(NaturalScienceEdition)doi:10.3969/j.issn.1001-0505.2010.06.009基于博弈论的网络控制模型及稳定性分析才可正皑李伟罗军舟(东南大学计算机科学与工程学院，南京21∞96)摘要:为了提高网络的可控可管性，解决实际网络管理中不同博弈理论集成所面临的动态决策和系统控制问题，

2、分析了基于典型博弈理论的网络控制模型的基本特性，讨论了主从博弈、非合作博弈和合作博弈3种典型博弈问题的相关性，提出了以非合作博弈为基础的网络控制模型，包括资源最优控制层面和服务最优控制层面，分别实现对网络设备资源和网络服务请求的控制.该模型在博弈求解中考虑了时间变量的影响以及博弈实体在博弈过程中动态关系的变化轨迹，从所有博弈者的动态策略及目标状态的基本关系来解决网络博弈问题，最终形成一个能整合网络各要素的控制系统，并通过建立该网络控制模型的基本状态空间方程证明了该模型协同控制均衡态的稳定性.关键词:博弈理

3、论;网络控制模型;稳定性中图分类号:TP393文献标志码:A文章编号:1001-0505(2010)06-1174-06GametheorybasednetworkcontrolmodelanditsstabilityanalysisLiWeiBianZhe吨'aiLuoJunzhou(SchoolofComputerScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:Toimprovethecontrol

4、1abilityofthenetworkandsolvetheproblemsondynarnicdecisionandsystemcontrolwhileintegratingdifferentgametheoriesusedintherealisticnetworkmanage??ment,therelativityoftheleader-fol1owergame,thenon-cooperativegameandthecooperativegamearediscussedthroughanalyzi

5、ngthenetworkcontrolmodelbasedonthetypicalgametheory.Then,thenetworkcontrolmodelbasedonthenon-cooperativegameispresented,whichincludesthere??sourcecontrollevelandtheservicecontrollevelcontrol1ingthenetworkdevicesandnetworkse凹icesrespectively.Inordertosolve

6、thegame,thetimevariableandthevariationofthedynarnicrelationsbetweengameentitiesaretakenintoaccountinthismodel,andthecontrolsystemintegratingvariousnetworkelementsisformedbasedonthebasicrelationbetweenthedynarnicpoliciesandobjectstatesofthegameentities.Fin

7、al1y,thestabilityofthecooperativecontrolequilibriuminthisnetworkcon??trolmodelisprovedbyestablishingitsbasicstatespaceequation.Keywords:gametheory;networkcontrolmodel;stability随着互联网的迅速发展和广泛应用，网络的业要着眼于非合作博弈问题中Nash均衡解的存在性务规模日益膨胀，复杂性和异构性也逐渐增强，使及其求解方法，或者意图获得近

8、似Pareto优化解.得当前的网络越来越复杂而难以管理和控制[叫.然而，这种基于静态非合作博弈的理论模型存在很为了提高网络的可控可管性，将博弈理论引入到网大的局限性:①在大多数网络博弈研究中都是在络资源的分配管理中成为当前的研究热点〔叫，典假定一方不变的条件下研究博弈均衡解，而实际上型的如流量拥塞博弈[时自主路由博弈[6-7J以及网络本身是处在不断变化中的，网络拓扑结构的变网络资源定价[8-9]等.博弈理论提供了在非合作或化对