基于非合作博弈的簇间能量优化路由算法研究
本文关键词:基于非合作博弈的簇间能量优化路由算法研究 出处:《哈尔滨工业大学学报》2017年11期 论文类型:期刊论文
更多相关文章: 无线传感器网络 簇间路由 Nash均衡点 非合作博弈 网络性能
【摘要】:针对无线传感器网络(WSNs)的簇间路由进行详细研究,指出目前簇间路由中存在的能量耗散不均衡问题.通过实际例子指出簇间能耗不均的原因,即各个簇头节点的自私性导致数据流量分布不均,进而引发能耗的分布不均.在此基础之上,提出规范各个簇头节点行为的非合作簇间路由博弈模型,得出并证明该博弈的Nash均衡点(NEP).然后基于此博弈模型提出本文的路由算法——基于非合作博弈的簇间能量优化路由算法EIRNG.最后,进行详尽的仿真实验,分别针对网络的能量效率以及网络性能进行横向及纵向对比,实验结果表明,通过引入平衡因子θ_i,各层簇头可选择最优数据转发量,从而网络中的簇头之间的能量消耗趋于均衡.与经典分簇算法PEGASIS以及作者前期工作EEREG相比,采用EIRNG时网络生命期可延长分别为74.1%及8.6%.因此,基于非合作博弈的簇间路由能量优化算法EIRNG可有效地提高能量效率以及提高网络的性能.
[Abstract]:In this paper, the inter-cluster routing in wireless sensor networks (WSNs) is studied in detail, and the problem of energy dissipation in inter-cluster routing is pointed out, and the reasons for the uneven energy consumption among clusters are pointed out through practical examples. That is, the selfishness of each cluster head node leads to uneven distribution of data traffic, which leads to uneven distribution of energy consumption. On this basis, a non-cooperative cluster routing game model is proposed to regulate the behavior of each cluster head node. The Nash equilibrium point of the game is obtained and proved. Then based on this game model, the routing algorithm of this paper, energy optimization routing algorithm among clusters based on non-cooperative game, is proposed. Finally. Detailed simulation experiments are carried out to compare the energy efficiency and network performance of the network horizontally and longitudinally. The experimental results show that the balance factor 胃 I is introduced. The cluster heads in each layer can select the optimal data forwarding amount, thus the energy consumption of cluster heads in the network tends to equalize, compared with the classical clustering algorithm PEGASIS and the author's previous work EEREG. With EIRNG, the life span of the network can be prolonged by 74.1% and 8.6, respectively. The energy optimization algorithm of inter-cluster routing based on non-cooperative game, EIRNG, can effectively improve the energy efficiency and the performance of the network.
【作者单位】: 西安电子科技大学计算机学院;
【基金】:国家自然科学基金(61572385)
【分类号】:TN929.5;TP212.9
【正文快照】: 无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)是由大量具有感知、处理以及路由功能的节点构成的网络系统[1].尽管与传统网络节点相比,传感器节点的处理能力、存储容量受到限制,但是它所具有的小体积、低成本使其应用范围相当广泛[2].具体来说,传感器可以密集铺设的方式组成
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,本文编号:1441381
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