基于博弈论无线网络协作路由研究

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1、ResearchonCooperativeRoutinginWirelessNetworkBasedonGameTheorybyDUANSheIlliIlB．E．(HunanUniversity)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringComputerTechnologyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorXIEKunandSe

2、niorEngineerWENJigangMay，2013湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：啪日期：力哆年r月沙日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学

3、可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密囱。(请在以上相应方框内打“4”)作者签名：晰刷醴孙犁炒丧主1则日期：矽，多年r月谚日日期：知侈年歹月≥汨基于博弈论的无线网络协作路由研究摘要协作通信是一种新型无线通信技术，它是多天线技术的一种扩展，已经成为近年来无线通信领域内的一个研究热点。基于协作通信的路由机制称为协作路由机制，设计协作路由算法可以联合网络层和物理层技术，有效节约网络资源。现有的协作路由算法大都假设节点完全合作，然

4、而无线网络节点通常是资源有限的，并不会无条件地为其它节点服务，因此节点完全合作的前提在实际网络中难以实现。为了解决这个问题，本文引入博弈的思想，设计激励机制，促使自私节点相互合作，完成正常的协作路由。为了提高自私网络中数据传输可达率并降低能量消耗，本文在单接口无线网络中提出了一种基于协作节点选择博弈的VMIMOGroup形成算法，以及一种基于重复路由博弈的VMIMO协作路由算法。算法根据自私节点的理性偏好，将网络划分成多个理性Group。每个Group选举部分节点组成协作传输单元，通过协作传输单元，Group间进行VMIMO数据传输。本文将Groupl内的协

5、作传输单元选择过程建模为“协作节点选择博弈”，将Grouplh-JVMIMO路由建模为“重复路由博弈”。基于协作节点选择博弈的VMIMOGroup形成算法主要分成两个阶段，第一个阶段，自私节点根据效益函数以及共同利益约束分布式地选择协作节点并形成协作传输单元，承担VMIMO传输任务；第二个阶段，网络将以各个协作传输单元为中心形成多个Group，为VMIMO协作路由算法提供必要条件。基于重复路由博弈的VMIMO协作路由算法包含路由选择算法和路由转发算法。在Group间进行博弈路由时，为了提高数据转发成功率，本文设计适用度函数来评估节点是否适合参与路由，并设计了

6、基于适用度值的路由选择和转发算法。算法在Group间寻找路由，协作路由路径形成后，Group间使用VMIMO传输协议进行数据传输。本文在理论上证明了该重复路由博弈可趋近于帕累托最优，仿真实验表明所提算法可以促进自私节点相互合作，获得较高的数据转发率，并且可以较好地减少传输能耗，节约网络资源。关键词：协作通信；VMIMO；协作路由；博弈路由；重复博弈AbstractCooperativecommunicationisanewwirelesscommunicationtechnology．Itisanextensionofmulti．antennatechnol

7、ogyandbecomesahotresearchtopicinthefieldofwirelesscommunicationrecentyears．Routingmechanismbasedoncooperativecommunicationiscalledcooperativerouting．Designingcooperativeroutingalgorithmisabletocombinetechnologiesofnetworklayerandphysicallayertosavenetworkresourcesmoreeffectively．Ex

8、istingcooperativeroutingal