基于博弈论的qos 协作wsns 路由算法

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1、基于博弈论的QoS协作WSNs路由算法现代电子技术ModernElectronicsTechnique2016年8月15日第39卷第16期Aug.2016Vol.39No.16doi：10.16652/j.issn.1004??373x.2016.16.0290引言在人机交互愈加频繁的现代科技世界中，人类对事物感知的精确度和实时性需求越来越高，环境监测、交通管理、国防军事和国家安全以及一些应急通信应用需要优良先进的网络部署和业务承载方案。无线传感器网络（WSNs）能够实现传感器节点在监控区域内检测数据，并能自由地组网通信，具有广阔的应用前景。由于无线自组织网络节

2、点能量有限，WSNs现在面临最重要的问题是如何在不影响其自身通信性能的前提下有效延长网络的生命周期，保证网络的QoS需求。目前有大量学者在对改进WSNs性能方面做出了很大的贡献。文献[1]首次提出了著名的LEACH算法，利用分布式方法在传感器节点群中以一定的概率竞争簇首节点（CHs），极大降低了节点在数据通信中耗费的能量，但无法在全局协同的情况下确定合适的CHs数量，维持CHs与成员节点数量、网络能量消耗速度以及节点寿命的平衡稳定。博弈论用来研究某些活动参与者的行为在一些主动或被动作用的影响下的决策方式与均衡问题。它已被广泛的应用在WSNs的优化和配置中，李明欣

3、等人对非合作博弈的无线资源分配中的纳什均衡点的存在性和惟一性进行论证[2]，用接入控制算法动态地调整网络中某一区域分配的连接数量，保证通信的可靠性。鄢旭等人针对WSNs功率分配优化需求[3]，利用非合作博弈原理，将功率分配问题转换为信干噪比收益，利用节点移动特征在转发过程中减少消息的复制转发次数，为节点提供发射功率策略，提高消息递交率并降低网络能耗。本文提出一种基于博弈论的QoS协作路由算法（QACR），针对无线传感器网络中各个节点之间通信路基于博弈论的QoS协作WSNs路由算法郝贵和，张天娇，伍红英，林家泉（中国民航大学航空自动化学院，天津300300）摘要：

4、针对无线传感器网络中各个节点之间通信路由单一、无法充分调动合适的路由节点用于下一跳协作通信而浪费不必要的带宽、时延和能耗，提出一种基于博弈论的QoS协作路由算法（QACR），通过研究各个传感器节点的距离、能耗速度与QoS需求量之间的博弈关系，建立基于QoS需求的博弈模型。将协作通信和路由机制相结合，在博弈模型的理论基础上为中心节点选择一个或者多个中继节点，共同协作将数据包发送至目的地址。仿真验证结果表明，这种方法可以减少节点通信的能量消耗和网络延迟，避免网络由于能耗过快、节点死亡率过高而导致的网络断层或瘫痪，保证网络的可靠性QoS需求。关键词：博弈论；QoS；协

5、作通信；无线传感器网络；路由协议中图分类号：TN915??34；TP393文献标识码：A文章编号：1004??373X（2016）16??0108??04QoScooperativeroutingalgorithmbasedongametheoryHAOGuihe，ZHANGTianjiao，WUHongying，LINJiaquan（AviationAutomationCollege，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China）Abstract：Inwirelesssensornetworks，thec

6、ommunicationrouteamongnodesissingle，cannotbefullymobilized，andcausetheunnecessarywasteofbandwidth，delayandenergyconsumption.Therefore，aQoScooperativeroutingalgorithmbasedongametheoryispresentedinthispaper.AgamemodelbasedonQoSdemandisestablishedbystudyingthegamerela??tionshipbetweenen

7、ergyconsumptionrateanddistanceofeachsensornode，anddemandofQoS.Incombinationwiththecoopera??tivecommunicationandroutingmechanism，oneormorerelaynodeisselectedforthecentralnodeonthebasisofthegamemodeltheorytotransmitdatapacketstothedestinationaddress.Thesimulationresultsshowthatthismeth

8、odcanreducet