基于演化博弈的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)作機(jī)制研究.pdf

1、微機(jī)電技術(shù)和無線通訊技術(shù)的高速發(fā)展，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在眾多領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)作機(jī)制是多種技術(shù)綜合運(yùn)用而形成、面向服務(wù)或任務(wù)的協(xié)同處理機(jī)制，傳感器節(jié)點(diǎn)之間高效的協(xié)作是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的前提。目前關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)作機(jī)制的研究大多是針對(duì)協(xié)作機(jī)制的單個(gè)方面，對(duì)于協(xié)作機(jī)制的決策方式及穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的研究相對(duì)較少。
　　本文以節(jié)點(diǎn)協(xié)作機(jī)制中的信任管理為切入點(diǎn)，探討了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作機(jī)制中存在的問題，之后從

2、宏觀層面分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)協(xié)作機(jī)制，得到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信任和節(jié)點(diǎn)協(xié)作隨機(jī)演化博弈的演化穩(wěn)定狀態(tài)的條件，分析影響演化穩(wěn)定狀態(tài)的相關(guān)因素，最后通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　(1)針對(duì)復(fù)制動(dòng)態(tài)方程不適用于研究節(jié)點(diǎn)數(shù)量有限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的問題，引入研究對(duì)象為有限數(shù)量總體的Wnght-Fisher過程，建立基于Wright-Fisher過程的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信任隨機(jī)演化博弈模型，通過分析該博弈模型的隨機(jī)

3、演化動(dòng)力學(xué)特性，得出并證明節(jié)點(diǎn)信任博弈的演化穩(wěn)定狀態(tài)及達(dá)到演化穩(wěn)定狀態(tài)的相關(guān)定理，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證定理的有效性。
　　(2)根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀，給出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)作機(jī)制的定義，并歸納節(jié)點(diǎn)協(xié)作機(jī)制的基本內(nèi)容和特點(diǎn)。對(duì)目前已有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)機(jī)制進(jìn)行分類總結(jié)，提出并分析幾種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)作策略。
　　(3)在Wright-Fisher過程中引入基于Logistic變形方程的模仿突變因子，提出一種帶模仿

4、突變的Wright-Fisher過程，使Wright-Fisher過程能在宏觀層面表現(xiàn)出演化動(dòng)態(tài)的同時(shí)，也能在微觀層面體現(xiàn)個(gè)體行為調(diào)整的策略。
　　(4)將傳感器節(jié)點(diǎn)選擇協(xié)作策略的過程抽象為隨機(jī)演化博弈過程，引入帶模仿突變的Wright-Fisher過程，建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)作隨機(jī)演化模型，使該模型能體現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)在協(xié)作演化過程的策略調(diào)整。通過分析該模型的隨機(jī)演化動(dòng)力學(xué)特性，得出節(jié)點(diǎn)協(xié)作博弈的演化穩(wěn)定狀態(tài)，并證明達(dá)到演化穩(wěn)定狀