一种基于博弈论的无线网状网络信道分配算法-重庆理工大学学报.PDF

第２７卷　第４期 重 庆 理 工 大 学 学报（自然科学） ２０１３年４月 Ｖｏｌ．２７　　Ｎｏ．４ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ａｐｒ．２０１３  ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１３．０４．０１９ 一种基于博弈论的无线网状网络信道分配算法 １ １ ２ １ 郑鹏宇 ，何世彪 ，张馨月 ，黄　帅 （１．重庆通信学院，重庆　４０００３５；２．中国烟草总公司重庆市公司石柱分公司，重庆　４０９１００） 摘　　　要：为了解决无线Ｍｅｓｈ网络中的信道分配问题，提出了一种基于博弈论的信道分配方 法。该算法将网络中每一个节点模型实义为一个参与者，每个参与者的策略为信道的分配方 案，收益函数的目标为最大化网络信噪比。参与者通过相互博弈来优化收益函数以最大化网络 信噪比。针对节点的ＱｏＳ提出了算法的改进方案。基于ＮＳ２的仿真结果表明：２种算法在收敛 性、吞吐量和信道接入时延方面都有较好的性能。 关　键　词：信道分配；无线Ｍｅｓｈ网络；博弈论 中图分类号：ＴＰ３９３　　　　文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－８４２５（２０１３）０４－００９０－０６ ＡＧａｍｅｂａｓｅｄＣｈａｎｎｅｌａｓｓｉｇｎｍｅｎｔｆｏｒＷｉｒｅｌｅｓｓＭｅｓｈＮｅｔｗｏｒｋｓ １ １ ２ １ ＺＨＥＮＧＰｅｎｇｙｕ，ＨＥＳｈｉｂｉａｏ，ＺＨＡＮＧＸｉｎｙｕｅ，ＨＵＡＮＧＳｈｕａｉ （１．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３５，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｈｉｎａＴｏｂａｃｃｏＣｏｍｐａｎｙ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＳｈｉｚｈｕＢｒａｎｃｈ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０９１００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｎｎｅｌａｓｓｉｇｎｍｅｎｔｃｏｕｌｄａｆｆｅｃｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｍｅｓｈｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＷＭＮ） ｌａｒｇｅｌｙ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｈａｎｎｅｌａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ，ａｇａｍｅｂａｓｅｄｃｈａｎｎｅｌａｌｌｏｃａｔｉｏｎａｌｇｏ ｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｍｏｄｅｌｓｔｈｅｎｏｄｅｓａｓｔｈｅｐｌａｙｅｒｓ，ｗｈｏｓｅｓｔｒａｔｅｇｉｅｓａｒｅｔｈｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆｃｈａｎｎｅｌｓ．ＴｈｅｇｏａｌｏｆｔｈｅｐａｙｏｆｆｉｓｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎｔｈｅＳＩＮＲｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅ ｐａｙｏｆｆｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｌａｙｅｒｃｏｕｌｄｍａｘｉｍｉｚｅｔｈｅＳＩＮＲｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｗｅｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｉｔｈ ｔｈｅｎｏｄｅ’ｓＱｏＳ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｂａｓｅｄｏｎＮＳ２ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｔｗｏａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｈａｖｅａｑｕｉｔｅｇｏｏｄｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅｏｎｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ，ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔａｎｄｃｈａｎｎｅｌａｃｃｅｓｓｄｅｌａｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｈａｎｎｅｌａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｍｅｓｈｎｅｔｗｏｒｋ；ｇａｍｅｂａｓｅｄ 　　无线网状网（ｗｉｒｅｌｅｓｓｍｅｓｈｎｅｔｗｏｒｋ，ＷＭＮ）是 点。鉴于这些优点，ＷＭＮ具有许多重要的商业应 由组织成网状的无线节点构成的通信网络，具有 用，如“社会无线网络”“应急通信”等。 自组织、自配置、低开销、自愈性以及高带宽等优 现在研究的热点集中于多天线多信道（ｍｕｌｔｉ 　　收稿日期：２０１２－１１－２７ 作者简介：郑鹏宇（１９８