基于博弈理论的车载网流速控制方案的研究

发布时间：2017-07-04 13:16

  本文关键词：基于博弈理论的车载网流速控制方案的研究

  更多相关文章： 博弈论 Nash均衡点 迭代算法 背离行为 惩罚策略

【摘要】：在车辆自组织网络的研究中,车辆节点间大规模的数据传输是一项具有挑战性的课题。运用路边单元进行辅助通信,可以为众多车辆节点创造更多的相遇机会,延长通信时间。然而,由于车辆节点的高速移动和网络拓扑的急剧变化,正在下载多媒体数据的车辆节点流速值会发生巨大的变化,进一步导致传输延迟,大大降低了网络的性能。因此,对车辆节点的传输行为进行分析,提出合理的技术方案来提升网络性能,具有重要意义。本文首先对数据传输过程中车辆节点的流速分配问题进行了研究,论证了车辆节点之间非合作的行为本质,这个非合作博弈最终会达到一个稳定的Nash均衡点(NEP)。接着本文分别提出了基于、Jacobi、G-S和SOR迭代法的数据传输方案来求解NEP。考虑到非合作博弈的低效性,本文又进一步提出基于合作博弈的方案。对于合作博弈中可能存在的背离行为,又提出了对背离行为的检测与惩罚策略,激励节点之间的合作。论文主要工作包括：1)运用博弈论对车辆自组织网络中节点的效用进行建模,定性地分析了车辆节点问非合作的行为本质。节点对路边单元节点(Road Side Unit, RSU)流速的占用问题是一个典型的非合作博弈问题,通过论证这种非合作博弈问题,在以网络时延作为衡量指标的效用模型下,博弈过程最终会达到一个稳定的Nash均衡点(Nash Equilibrium Point, NEP),并且这个均衡点是存在且唯一的。2)为探索上述模型中NEP的求解方法,本文依次提出了基于Jacobi、G-S和SOR迭代算法的数据传输方案,描述了这几种算法的推导过程,论证了算法的收敛性,并通过仿真实验显示出各算法的性能表现。3)由于非合作博弈具有低效性,本文进一步提出了基于合作博弈的流速控制算法,通过检测节点在合作过程中的背离行为,对背离合作的节点采取惩罚策略,来激励节点间的合作,以获得更好的流速控制结果。
【关键词】：博弈论 Nash均衡点 迭代算法 背离行为 惩罚策略
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O225;U495;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 研究背景和研究意义13-14
• 1.2 研究目标和研究内容14-15
• 1.2.1 研究目标14
• 1.2.2 研究内容14-15
• 1.3 论文的主要工作15
• 1.4 论文的组织结构15-17
• 第二章 车辆自组织网络研究现状17-24
• 2.1 车辆自组织网络技术18-21
• 2.1.1 车辆节点传输行为的研究18-19
• 2.1.2 十字路口的车流量控制方案19
• 2.1.3 基于RSU的数据传输方案19-20
• 2.1.4 路由协议的研究20-21
• 2.2 博弈理论在VANET中的应用21
• 2.3 VANET中的合作激励机制21-23
• 2.3.1 VANET中非合作行为的研究21-22
• 2.3.2 VANET中的激励和约束机制22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 车载网中车辆节点的非合作传输行为模型24-29
• 3.1 VANET中的多媒体数据访问场景24-25
• 3.2 术语符号及定义25-26
• 3.3 节点非合作传输行为模型26-28
• 3.3.1 节点非合作博弈行为的本质26-27
• 3.3.2 节点的效用函数模型27
• 3.3.3 Nash均衡点的存在性与唯一性27-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 车载网中非合作数据传输方案的研究29-40
• 4.1 基于Jacobi迭代法的非合作数据传输方案29-30
• 4.2 基于G-S迭代法的非合作数据传输方案30-33
• 4.2.1 G-S迭代法的收敛性30-31
• 4.2.2 G-S迭代算法31-32
• 4.2.3 G-S与Jacobi迭代法的比较32-33
• 4.3 基于SOR迭代法的非合作数据传输方案33-34
• 4.4 仿真实验与分析34-39
• 4.4.1 参数设置34-35
• 4.4.2 收敛速度35-38
• 4.4.3 动态系统的连续性38-39
• 4.5 本章小结39-40
• 第五章 车载网中基于合作博弈的流速控制方案40-52
• 5.1 几种博弈情况下网络系统的总收益比较40-43
• 5.1.1 两个节点的情形讨论40-42
• 5.1.2 N个节点的情形讨论42-43
• 5.2 合作博弈中节点背离行为的检测与惩罚43-47
• 5.2.1 车载网中对节点自私行为的惩罚策略43
• 5.2.2 节点背离行为的检测与惩罚43-47
• 5.3 仿真实验与分析47-51
• 5.3.1 参数设置47
• 5.3.2 背离合作的节点流速变化情况47-49
• 5.3.3 节点和网络系统的效用变化情况49-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 论文总结与未来工作52-54
• 6.1 论文总结52-53
• 6.2 未来工作53-54
• 致谢54-55
• 硕士阶段完成的工作55-56
• 参考文献56-60

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