基于潜在博弈的多源多跳无线传感器网络流量分配算法-论文.pdf

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1、研究与开发基于潜在博弈的多源多跳无线传感器网络流量分配算法张伟’，张玲华11(1．南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003；2．江苏省通信与网络技术工程研究中心南京210003)摘要：无线传感器网络中存在大量数据，数据融合及网络优化可以有效降低网络能耗，提升网络吞吐量。由于无线传感器网络自身的广播特性，在无线网络中应用网络编码可以带来吞吐量提升等性能增益。考虑将Ⅳ个源节点的个数据发送到D个不同目的节点的情况，源节点在自身可用路径上分配流量，利用博弈论研究无线传感器网络流量分配问题，提出了一种动态控制方案，源节点根据效用函数调整路

2、径流量分配，以增加网络编码机会，从而降低网络能耗。理论分析和仿真结果表明，该方案是稳定、有效的。关键词：无线传感器网络；网络编码；潜在博弈；数据共享doi：10．11959／j．issn．1000—0801．2015032FlowAllocationAlgorithmBasedonPotentialGameinMulti．．SourceMulti．．HopWirelessSensorNetworkZhangWei，ZhangLinghua’f1．CollegeofCommunicationandInformationTechnolog

3、y，NanjingUniversityofPostsandTelecommunications，Nanjing210003，China；2．JiangsuProvincialEngineeringResearchCenterofTelecommunicationsandNetworkTechnology，Naming210003，China)Abstract：Dataintegrationandnetworkoptimizationplayanimportantroleinwirelesssensornetworkwhichisdat

4、a-centrie．Networkcodinghasbeenusedasaneficientmethodtoimprovenetworkthroughputoverwirelessenvironments．TheproblemofbroadcastingKdiferentcontentstoDdestinationsfromNsourcesinwirelessnetworkwasconsidered．Adynamiccontrolschemethatallowssourcessplittrafficwasproposed．Thesch

5、emeadjuststhetrafficbasedontheutilityfunctiontoincreasethenumberofcodingopportunities．Thetheoreticalanalysisandsimulationresultsshowthattheproposedschemeisstableandefective．Keywords：wirelesssensornetwork，networkcoding，potentialgame，dataintegration信息，并将这些信息发送给网络所有者。因而可以说

6、，传感1引言器网络的出现弥补了人类无法涉足的区域信息获取困难无线传感器能够利用自组织能力形成网络，协作地感的遗憾，具有广阔的应用前景。它将现代社会三大信息技知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的术(即传感器技术、计算机技术和通信技术)有效地应用于收稿日期：2014—07—09；修回日期：2015—01—06基金项目：江苏省普通高校研究生科研创新计划基金资助项目(N0．CXL)(13_456)FoundationItem：TheJiangsuProvinceOrdinaryUniversityGraduateResearch

7、andInnovationPro~amfNo．CXLX13_456)研究与开发一体。无线传感器网络中，节点数目往往很大，节点只能获彼此独立．不依赖于全局信息。经论证，该控制方案可以收取局部拓扑结构信息，路由解决方案要能在局部网络信息敛到纳什均衡这一最优解决方案。使得系统代价收敛到最的基础上选择合适的路径，同时，传感器网络节点能量有小代价的稳态。限且一般没有能量补充，因此路由解决方案是否能高效地2流量分配算法利用能量就成为衡量传感器网络系统的重要性能指标。传统路由策略往往需要知道整个网络的全局信息，难以应本文将无线传感器网络建成一个c(

8、r，E1有向图模型，用。其根本问题在于以往的无线传感器网络解决方案中，有IVI=N个节点，边缘集合为E。两个节点之间的线段代传感器节点传送数据的方式是存储转发，即除了数据发送表它们之间的无线连接。对于每条链路f／7,，n