對(duì)策論框架下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的功率控制.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作的感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器節(jié)點(diǎn)電源能量有限的特點(diǎn)決定了如何在網(wǎng)絡(luò)使用過程中節(jié)約能量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)使用壽命是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所面臨的核心問題。 本文根據(jù)TDMA機(jī)制和CDMA機(jī)制相結(jié)合的分簇結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)，以網(wǎng)絡(luò)中的簇為單位，闡述了基于納什均衡理論的TDMA-C

2、DMA改進(jìn)機(jī)制，提出了在Stackelberg激勵(lì)策略(非合作理論)和談判理論(合作理論)下基于完全信息的功率控制的研究框架以及基于不完全信息的功率控制算法，促使傳感器節(jié)點(diǎn)通過控制發(fā)射功率來優(yōu)化其收益函數(shù)，提高節(jié)點(diǎn)的能源有效性，并且改進(jìn)了現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)收益函數(shù)，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命，最后討論了不完全信息框架下的功率控制問題，并和完全信息做了比較。 本文以對(duì)策論的相關(guān)理論為基礎(chǔ)，從不同角度進(jìn)行了深入的理論分析和探討，同時(shí)結(jié)合仿真試驗(yàn)得到了一

3、些有積極意義的研究成果。 首先，本文闡述了TDMA機(jī)制和CDMA機(jī)制相結(jié)合的分簇結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上將納什均衡理論用于TDMA-CDMA機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。 其次，總結(jié)了現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的功率控制算法，針對(duì)其不足，重點(diǎn)運(yùn)用對(duì)策論中的Stackelberg策略，提出了基于TDMA-CDMA機(jī)制的分簇結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的反向鏈路功率控制的新算法，并且改進(jìn)了現(xiàn)有的收益函數(shù)。同時(shí)，在Matlab軟件環(huán)

4、境下設(shè)計(jì)完成了相應(yīng)的仿真試驗(yàn)，仿真結(jié)果表明Stackelberg策略確實(shí)能起到控制功率及激勵(lì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的作用，結(jié)果還表明改進(jìn)后的收益函數(shù)使網(wǎng)絡(luò)壽命得以延長(zhǎng)。 接著，本文將雙人談判理論用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功率控制算法中，建立了一個(gè)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)通過談判確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率以達(dá)到帕累托改進(jìn)的數(shù)學(xué)模型。 仿真結(jié)果表明談判解確實(shí)是納什均衡解的帕累托改進(jìn)，因此談判理論為談判雙方提供了雙贏策略。本文在前面完全信息框架的基礎(chǔ)上，提出了不完全