基于博弈論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道分配算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用的重要組成部分，其自組織性和容錯能力使它非常適用于特殊環(huán)境中。隨著WSN的廣泛應(yīng)用，頻譜(信道)資源日益短缺。若缺乏對信道的合理分配，節(jié)點間存在較大通信干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失敗進(jìn)而影響WSN的期望性能。同時通信干擾使節(jié)點的重傳能耗增加，令節(jié)點過早失效，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)生命期降低。并且，節(jié)點失效將可能引發(fā)網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)失效，嚴(yán)重影響WSN的應(yīng)用性能。因此，對于電池能源

2、有限的WSN，研究信道分配算法以減少節(jié)點通信干擾、延長網(wǎng)絡(luò)生命期、提高網(wǎng)絡(luò)抗毀性具有一定理論和實際意義。本課題基于博弈論展開對WSN的信道分配算法研究，具體研究工作如下。
　　(1)闡述WSN的組成結(jié)構(gòu)以及基于博弈論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信道分配算法研究的背景及意義。分析該課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對現(xiàn)有算法進(jìn)行歸納總結(jié)，并提出現(xiàn)有算法存在的問題，為WSN信道分配算法的研究提供理論依據(jù)。
　　(2)針對WSN節(jié)點因干擾過大而提前失效、

3、網(wǎng)絡(luò)生命期縮短的問題，本文充分利用節(jié)點負(fù)載與剩余能量構(gòu)建節(jié)點的生命期模型，并基于最佳回應(yīng)策略設(shè)計出一種優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)生命期的抗干擾信道分配算法(CAGLO)。該算法利用順勢博弈將路徑增益、交叉干擾和節(jié)點生命期等性能參數(shù)融入到效益函數(shù)中，通過最大化效益函數(shù)，實現(xiàn)干擾小、能耗低且均衡的信道選擇，有效延長網(wǎng)絡(luò)生命期。
　　(3)針對WSN節(jié)點由于頻譜資源日益短缺和實際應(yīng)用環(huán)境惡劣而造成網(wǎng)絡(luò)干擾嚴(yán)重、節(jié)點能耗增大、網(wǎng)絡(luò)抗毀性差的問題，本文提出一