對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)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(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)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器節(jié)點電源能量有限的特點決定了如何在網(wǎng)絡(luò)使用過程中節(jié)約能量，延長網(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機制和CDMA機制相結(jié)合的分簇結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本特點，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改進機制，提出了在Stackelberg激勵策略(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)點通過控制發(fā)射功率來優(yōu)化其收益函數(shù)，提高節(jié)點的能源有效性，并且改進了現(xiàn)有的節(jié)點收益函數(shù)，延長了網(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。 本文以對策論的相關(guān)理論為基礎(chǔ)，從不同角度進行了深入的理論分析和探討，同時結(jié)合仿真試驗得到了一

3、些有積極意義的研究成果。 首先，本文闡述了TDMA機制和CDMA機制相結(jié)合的分簇結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本特點，在此基礎(chǔ)上將納什均衡理論用于TDMA-CDMA機制的實現(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，針對其不足，重點運用對策論中的Stackelberg策略，提出了基于TDMA-CDMA機制的分簇結(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，并且改進了現(xiàn)有的收益函數(shù)。同時，在Matlab軟件環(huán)

4、境下設(shè)計完成了相應(yīng)的仿真試驗，仿真結(jié)果表明Stackelberg策略確實能起到控制功率及激勵網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的作用，結(jié)果還表明改進后的收益函數(shù)使網(wǎng)絡(luò)壽命得以延長。 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，建立了一個簇內(nèi)節(jié)點通過談判確定各個節(jié)點的發(fā)射功率以達到帕累托改進的數(shù)學(xué)模型。 仿真結(jié)果表明談判解確實是納什均衡解的帕累托改進，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