基于博弈論與模糊PID的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)功率控制算法綜合設(shè)計.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對于移動通信的需求越來越大。傳統(tǒng)的移動通信技術(shù)大都需要基礎(chǔ)設(shè)施的配合，因而無法應(yīng)用于戰(zhàn)場、救災(zāi)、監(jiān)測等環(huán)境復(fù)雜多變的領(lǐng)域。為了解決這一難題，研究人員提出了一個無需固定基礎(chǔ)通信設(shè)施支持的網(wǎng)絡(luò)--無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。
　　無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的對等式網(wǎng)絡(luò)，具有自治性、無基礎(chǔ)設(shè)施、快速組網(wǎng)的特點，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的通信通過無線信道、并由多個節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)來共同完成。由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特殊應(yīng)用背景，網(wǎng)絡(luò)中

2、的節(jié)點都需由電池供電，因此，能量就成為Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中一個非常關(guān)鍵的資源。在節(jié)點的能量消耗中，無線傳輸?shù)哪芎恼剂似渲械慕^大部分。因此如何進行Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的傳輸功率控制，以較低的功率保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸性能就成為了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵問題。
　　本文結(jié)合無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的動態(tài)，從能量效率的角度出發(fā)，對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)功率控制技術(shù)進行了深入研究。
　　論文的主要工作包括以下幾個方面：
　　(1)介紹了Ad H

3、oc網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷史、體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)，從不同層面闡述了功率控制的重要性。
　　(2)結(jié)合當(dāng)前無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)功率控制的研究現(xiàn)狀，整體上分析比較了無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的不同功率控制算法的特點及性能優(yōu)劣，并提出了自己的改進思路。
　　(3)提出了基于博弈論的最優(yōu)信干噪比的算法。該算法集TPC和OPC算法的優(yōu)點于一身，既能自動調(diào)整目標(biāo)信干噪比，也能保證所有節(jié)點都能正常通信。在這一部分中，設(shè)計了一個結(jié)合信干噪比、發(fā)射功率、傳輸速

4、率的效用函數(shù)，定義了功率控制的博弈表述，并證明了納什均衡的存在性和唯一性。
　　(4)為了避免由于功率更新緩慢而造成的能量的浪費，本文結(jié)合模糊控制的思想，提出了采用模糊PID的方法對節(jié)點的發(fā)射功率進行快速更新。該算法能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化，自適應(yīng)地調(diào)節(jié)PID控制器的控制參數(shù)，使之能更好的應(yīng)用于多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
　　(5)為了驗證設(shè)計的算法在網(wǎng)絡(luò)中的實際性能表現(xiàn)，采用廣泛應(yīng)用于模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的仿真軟件NS2進行了仿真分析。仿真結(jié)果