Ad-hoc网络中基于博弈论和粒子群优化的协作算法

张 闯,张佳岩,赵洪林

(哈尔滨工业大学通信技术研究所,黑龙江哈尔滨150080)

Ad-hoc网络中基于博弈论和粒子群优化的协作算法

张 闯,张佳岩,赵洪林

(哈尔滨工业大学通信技术研究所,黑龙江哈尔滨150080)

为了促使Ad-hoc网络中的“自私”节点进行合作,提出了一种基于博弈论和粒子群优化的协作算法(Nash Bargaining of game theory and particle swarm optimization,NGPSO)在算法的第一阶段,源节点通过对中继节点转发的数据进行价格补偿,从而达到使中继节点参与合作的目的。将源节点的最优出价归结为纳什谈判问题,得到具有帕累托最优的激励价格,保证源节点和中继节点在合作中同时获得最佳收益;在算法的第二阶段,中继节点在获得源节点的最优出价后,通过粒子群优化算法得到最优的转发功率,使其合作收益增益最大。仿真表明,和随机价格激励相比,所提出的NGPSO算法能使源节点和中继节点达到最优收益;和中继节点固定功率转发相比,所提出的NGPSO算法,能显著提高源节点的能量效率和中继节点的收益,同时在适当设置中继节点转发功率的搜索空间时,可以保证总的能量效率。

协作算法;博弈论;粒子群优化;能量效率

0 引 言

近年来,关于Ad-hoc网络中节点间的协作问题得到了越来越多的关注。Ad-hoc网络除可以表现出“无私”的合作特性外,还可能表现出不合作的“自私”特性。在Ad-hoc网络中,如果节点既要进行自身的数据传输,又要为其他节点提供路由选择和数据转发服务,则当其为其他节点服务时,势必要消耗自身的能量和带宽资源,节点往往表现出不合作的行为。……