基于博弈理论的移动自组网激励机制研究-论文.pdf

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1、第35卷第4期通信学报Vbl-35NO．42014年4月JournalonCommunicationsApril2014doi：10．3969~．issn．1000—436x．2014．04．006基于博弈理论的移动自组网激励机制研究闻英友，一，赵博，赵宏。f1．东北大学医学影像计算教育部重点实验室，辽宁沈阳110819；2．东软集团研究院，辽宁沈阳110719)摘要：针对移动自组网中节点在报文转发过程中的表现出的自私行为，利用博弈理论，从静态和动态2个方面对其进行了完整的建模与分析。首先，提出了一种严厉针锋相对策略，

2、并建立了一个无限重复报文转发博弈模型，求得了激励一致性条件。然后，利用演化博弈理论对节点由自私向协作转变的动态过程进行了分析，并证明了严厉针锋相对策略的演化稳定性。仿真结果表明，即使在自私节点比率为1的条件下，只要合理选择惩罚参数，均可有效激励自私节点的协作转发行为，整体网络性能最多可提升80％。关键词：移动自组网；重复博弈；演化博弈；激励机制；自私性中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1000—436X(2014)04．0044—09S~itudyongame．—based~inc：enti~vemech1

3、1anismoflmo,bBileadhIiocnetworkRWENYing—youI-，ZHAOBo，ZHAOHong(1．MinistryofEducationKeyLaboratoryofMedicalImageComputing，NortheasternUniversity，ShenyangI10819，China；2．NeusoflResearch，Shenyang110719，China)Abstract：Accordingtotheselfishnessofrationalmobileadhocnetw

4、orknodesshowedduringthepacketforwarding，theselfishbehaviorstaticallyanddynamicallybasedongametheorywereanalyzedandmodeled．Astemtitfortatstrat·egy(STFT)wasproposedtomotivatenodecooperation，andaninfiniterepeatedgamemodelwasestablishedtoanalyzethenodebehavior．Then，

5、anincentive—compatibleconditionwasobtainedanalytically．Thedynamicprocessofselfishnodeturningtocooperateusingtheevolutionarygametheorywasstudied，andtheevolutionarystabilityofSTFTwasproved．Simulationresultsshowthat，eveniftheratioofselfishnodesisone，bysettingpunish

6、mentparametersreasona·bly,theoverallnetworkperformanceCanbeimproved80％atmost．Keywords：mobileadhocnetwork；repeatedgame；evolutionarygame；incentivemechanism；selfishness同组织的时候。网络节点由于受到自身处理能力、1引言存储空间、电池容量等各种资源的限制，其行为呈移动自组网是由一组带有无线收发装置的移现出一定的理性化趋势：为了追求自身利益最大动节点组成的无须固定

7、基础设施支持的临时性通化，节点在使用网络资源的同时，拒绝耗费自身有信网络，节点之间的通信通过无线信道、中继节点限的能量为他人提供服务，这势必会影响到网络正的多跳转发来完成，网络的可用性直接依赖于节点常的路由和数据转发功能]。与恶意节点不同，自无偿与他人协作的意愿及其协作程度，因此节点间私节点并不是主动、直接破坏网络的正常运行，因的协作至关重要。目前的移动自组网是基于节点合为主动、直接破坏将会消耗大量的能量，但节点自作这一基本假设的，然而这种假设在实际的网络环私性的影响却是不可忽视的，研究表明，即便存在境中并不一定成立，

8、特别是当网络节点属于多个不着小部分的自私节点(10％～40％)，也将导致网络吞收稿日期：2013．03．19；修回日期：2013．07—08基金项目：国家自然科学基金资助项目(60903159，61173153)；沈阳市科技计划基金资助项目(1091176一l—o0)；中央高校基本科研业务费基金资助项目fN110818001，N1