论文摘要
近年来,传感器技术、微系统技术、无线通信等技术的进步共同推动了具有低能耗、多功能传感器网络的产生和发展。无线传感器网络是利用大量廉价的传感器组成的一个具有数据感知、数据采集、数据处理、无线通信等功能的无基础设施网络。无线传感器网络的发展与逐渐成熟,使它在军事应用、环境科学、医疗健康、空间探索等方面具有广阔的应用前景。在WSNs中,路由选择及控制技术是影响无线传感器网络整体性能的一个关键技术,如何保证传输路径的可靠性及能量利用的高效性是当前无线传感器网络研究的关键问题。传感器网络的布网方式决定了节点都是自组织的;另一方面,由于无线传感器网络节点的传输距离、能量有限等特点,使节点之间必须合作以达到网络的性能需求。所以,无线传感器网络的算法或者协议应使节点能够相互合作并自组织的形成一个网络,从而保证WSNs节点在有效的控制和管理自己网络资源的同时,完成数据传输任务。博弈论是解决个体之间合作和竞争关系的数学理论,因此,本文运用博弈理论对无线传感器网络的合作路由问题进行研究。论文对博弈论在无线传感器网络路由中的应用进行了研究:首先,针对无线传感器网络中节点能量有限的特点和路由路径的选择问题,给出一种基于重复博弈的包转发模型,该模型考虑了节点两跳范围的路径连通性,提高了路径传输可靠性,通过惩罚机制促进节点合作,优化传感器网络性能,并通过仿真实验验证了不同策略对网络性能的影响。其次,分析以上重复博弈模型能达到子博弈精炼纳什均衡,并针对以上包转发模型对节点能耗考虑不足的问题,给出了一种基于节点能耗的重复博弈模型进行下一跳节点的选择,并与经典的包转发策略作比较,验证该模型的合理性及有效性。最后,本文结合拍卖博弈的思想,考虑对传感器网络路由有影响的多种参数,给出一种基于拍卖博弈的包转发路由算法,并研究、探讨其在无线传感器网络环境下的性能。经理论分析和实验验证,该算法能降低网络中控制包的传输次数,均衡网络能量消耗,并延长了网络生命周期。
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标签：无线传感器网络路由论文; 博弈论论文; 合作论文; 包转发论文; 能量均衡论文;