基于博弈論的UWSNs拓?fù)淇刂萍夹g(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量具有通信與計算能力的傳感器節(jié)點(diǎn)自組織構(gòu)成，可用于實(shí)時監(jiān)測、感知和采集目標(biāo)對象的信息。隨著近年來傳感技術(shù)、無線通信技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)日趨發(fā)展成熟，被應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域。水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為傳感器網(wǎng)絡(luò)在水下環(huán)境中的一種延伸，能夠廣泛地應(yīng)用于水環(huán)境監(jiān)測、海洋信息收集、海洋資源探測、沿海地區(qū)防御、軍事入侵檢測、輔助導(dǎo)航等眾多水下場景，在水體監(jiān)測和開發(fā)中發(fā)揮著重要的作用，受到了國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和政

2、府部門的廣泛關(guān)注，相關(guān)研究人員進(jìn)行了大量的研究工作，積極推動著水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。
　　水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫巧蠈訁f(xié)議的運(yùn)行平臺，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以提高路由協(xié)議的效率，還能為數(shù)據(jù)融合、時間同步、目標(biāo)定位和移動管理等提供技術(shù)支撐，對延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期也有較大的影響。水下環(huán)境復(fù)雜多變，水流和海風(fēng)等因素會加劇水下通信的干擾，引發(fā)連通受損和節(jié)點(diǎn)失效，因此高效的拓?fù)淇刂萍夹g(shù)至關(guān)重要。
　　本文在分析了現(xiàn)有的

3、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)的基礎(chǔ)上，基于水下傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限性和節(jié)點(diǎn)自組織的情況，提出了基于博弈論的水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B通方法和拓?fù)涓采w方法。首先提出了一個基于非合作博弈的拓?fù)淇刂萍奥酚赊D(zhuǎn)發(fā)方法，通過制定節(jié)點(diǎn)之間的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，均衡節(jié)點(diǎn)能量。然后提出了一個基于順序博弈的覆蓋控制方法，通過節(jié)點(diǎn)感知功率的控制在完成目標(biāo)區(qū)域覆蓋的同時減少節(jié)點(diǎn)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間。最后本文對所提出的算法進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真，理論

4、分析與仿真結(jié)果表明，本文所提出的拓?fù)淇刂品椒ㄔ诒ＷC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆行缘耐瑫r可以降低傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗，均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量。
　　本文以水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為背景，針對水下環(huán)境和水下傳感器節(jié)點(diǎn)的特性，研究了水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂茊栴}，所提出的水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B通算法和拓?fù)涓采w算法能夠有效地優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量，延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期，適用于各種水下應(yīng)用場景，并且能夠針對各種場景的不同需求進(jìn)行調(diào)整適應(yīng)，可以為水下無