基于博弈论的无线Mesh网络接入控制研究

发布时间：2019-07-26 12:29

【摘要】：随着无线Mesh网络的日益普及,其资源分配、负载均衡和网络安全等问题越来越受到研究者们的关注。在过去的无线网络课题研究中,接入控制策略因其在资源分配和网络负载方面的明显优势而被广泛研究和应用。目前大多数接入控制研究主要关注站点或Mesh接入点,很少同时考虑两者。此外,现有的接入控制策略研究中考虑的影响因子往往是单一的,而接入控制策略是一个多因素决策问题。因此,如何构造有效的接入控制模型,以最大化博弈参与者的收益,并解决新站点接入和资源分配问题就显得尤为重要。在无线Mesh网络中,Mesh接入点负责管理站点的接入和资源的分配。为进行数据传输,站点需要连接Mesh接入点,而新站点的接入会对正在接受服务的站点造成一定的干扰,导致QoS满意度下降。此外,接入控制策略还可以从系统资源分配的角度决定站点能否接入网络。在这种情况下,接入控制策略研究可分为两个部分——网络资源分配和站点接入控制。论文针对如何分配网络资源进行深入研究,在资源分配完成后,Mesh接入点根据接入控制算法,判定是否准许新站点接入。论文将结合博弈论的方法,针对Mesh接入点和站点之间的关系进行研究与分析。本文的主要研究内容如下:首先,论文阐述了接入控制策略在无线Mesh网络中的重要性,并且对国内外研究现状进行分析,提出了使用博弈论的方法解决新站点连入和资源分配等问题。其次,论文分析了无线Mesh网络基本特性和网络架构,在此基础上研究接入控制策略在无线Mesh网络中的作用。此外,介绍了博弈论的基础概念、基本元素以及表现形式。然后,以站点QoS满意度为依据,论文提出了一种基于非合作博弈的接入控制模型。从基本的Mesh接入点与站点之间的博弈分析出发,引入四个网络连接影响因子,考虑新站点的接入对正在接受服务的站点Qo S满意度的影响,构建非合作博弈模型。通过分析该博弈模型的纳什均衡,推导并得出接入控制模型的混合纳什均衡稳定状态,并通过仿真实验验证策略的可靠性以及多影响因子对策略的影响。最后,以系统可分配资源为依据,论文提出了一种基于古诺博弈的资源分配与接入控制模型。从完全信息到不完全信息,本文提出了静态博弈模型和动态博弈模型分别解决上述两种不同的情况,并通过分析两种模型的纳什均衡点,得出博弈的稳定状态。接着,在资源分配稳定的基础上,提出接入控制算法以满足站点的最小资源需求,并通过仿真实验验证博弈模型的稳定性以及多变量对策略的影响。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5

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