基于博弈論的機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)激勵(lì)機(jī)制研究.pdf

1、機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)是一種由傳統(tǒng)自組織網(wǎng)絡(luò)演化而來(lái)的新興網(wǎng)絡(luò)，不同于傳統(tǒng)的無(wú)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(chǔ)-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(huì)網(wǎng)絡(luò)有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。因此，引起了越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注和研究。
　　目前，針對(duì)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)的研究大都有一個(gè)前提假設(shè)，就是網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)主動(dòng)為其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并且不會(huì)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(huì)放棄協(xié)作，進(jìn)而表現(xiàn)出自私行為。對(duì)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(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體性能有很大的危害。因此，本文就針對(duì)機(jī)會(huì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自私行為的問(wèn)題展開(kāi)研究，分析并結(jié)合現(xiàn)有解決方法，提出了兩種激勵(lì)機(jī)制，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)現(xiàn)有機(jī)制一味地激勵(lì)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(guò)度消耗而“死亡”，大大縮短了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)壽命。針對(duì)此問(wèn)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(lì)機(jī)制。在該機(jī)制中，首先，給出節(jié)點(diǎn)能量等級(jí)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(jí)；其次，利用博弈論的知識(shí)，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(duì)處于不同能量等級(jí)下的節(jié)點(diǎn)，采取不同的激勵(lì)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(huì)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(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)壽命。
　　(2)在機(jī)會(huì)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(huì)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(huì)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(duì)以上兩個(gè)問(wèn)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(lì)機(jī)制。在該機(jī)制中，首先引入了節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)概念，通過(guò)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行速度、能量、消息轉(zhuǎn)發(fā)成功率三個(gè)屬性值來(lái)定義節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)；其次，采用迪杰特斯拉算法(D