基于博弈論的機(jī)會網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)激勵機(jī)制研究.pdf

1、機(jī)會網(wǎng)絡(luò)是一種由傳統(tǒng)自組織網(wǎng)絡(luò)演化而來的新興網(wǎng)絡(luò)，不同于傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)，它的組網(wǎng)不依賴固定基礎(chǔ)設(shè)施，節(jié)點(diǎn)間主要以“存儲-攜帶-轉(zhuǎn)發(fā)”的通信模式完成數(shù)據(jù)傳輸。這樣高度靈活的組網(wǎng)特性，使得機(jī)會網(wǎng)絡(luò)有廣泛的應(yīng)用場景。因此，引起了越來越多學(xué)者的關(guān)注和研究。
　　目前，針對機(jī)會網(wǎng)絡(luò)的研究大都有一個前提假設(shè)，就是網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都會主動為其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并且不會出現(xiàn)拒絕轉(zhuǎn)發(fā)和丟包行為。然而，在實(shí)際的組網(wǎng)環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)往往是智能設(shè)備，要受到能量、

2、內(nèi)存空間、CPU處理能力等資源的限制。當(dāng)節(jié)點(diǎn)能量等資源不足時(shí)，為維持生存，會放棄協(xié)作，進(jìn)而表現(xiàn)出自私行為。對現(xiàn)有研究結(jié)果分析可知，網(wǎng)絡(luò)中少數(shù)節(jié)點(diǎn)的自私行為對網(wǎng)絡(luò)的整體性能有很大的危害。因此，本文就針對機(jī)會網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自私行為的問題展開研究，分析并結(jié)合現(xiàn)有解決方法，提出了兩種激勵機(jī)制，主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)現(xiàn)有機(jī)制一味地激勵節(jié)點(diǎn)協(xié)作，未考慮節(jié)點(diǎn)自身實(shí)際情況，造成節(jié)點(diǎn)過度消耗而“死亡”，大大縮短了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)壽命。針對此問題，本文提出

3、了一種基于博弈的能量受限節(jié)點(diǎn)的協(xié)作激勵機(jī)制。在該機(jī)制中，首先，給出節(jié)點(diǎn)能量等級的定義，將節(jié)點(diǎn)按照剩余能量分成富裕、中等、貧困三種等級；其次，利用博弈論的知識，分析節(jié)點(diǎn)在不同行為下獲的利益，使理性節(jié)點(diǎn)在利益的驅(qū)使下采取協(xié)作；最后，對處于不同能量等級下的節(jié)點(diǎn)，采取不同的激勵力度，當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于富裕狀態(tài)時(shí)，一旦節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)自私行為，將會受到最嚴(yán)酷懲罰，當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于中等和貧困狀態(tài)時(shí)，給予一定理解，容忍其一定程度的自私行為。這樣，一方面抑制了節(jié)點(diǎn)自私行為，

4、促使節(jié)點(diǎn)合作，另一方面延長了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)壽命。
　　(2)在機(jī)會網(wǎng)絡(luò)中，源節(jié)點(diǎn)在選取傳輸鏈路時(shí)，往往具有很大的隨意性，這樣會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的加大。另外，當(dāng)處于最優(yōu)傳輸鏈路中的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)自私行為時(shí)，又會造成節(jié)點(diǎn)投遞成功率低，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能。針對以上兩個問題，本文提出了一種基于非合作博弈的節(jié)點(diǎn)協(xié)作激勵機(jī)制。在該機(jī)制中，首先引入了節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級概念，通過節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行速度、能量、消息轉(zhuǎn)發(fā)成功率三個屬性值來定義節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級；其次，采用迪杰特斯拉算法(D