[发明专利]一种多中继节点合作博弈的激励方法

说明书

本发明公开了一种多中继节点合作博弈的激励方法，该方法应用于无线泛在环境，解决了无线泛在环境的复杂通信问题，利用博弈论对多中继转发节点进行建模，设立转发节点联盟的效用函数和代价函数，针对需要数据传输服务的源节点选择出最优的中继节点转发联盟，极大地促进中继节点转发的积极性。同时该方法非常简单而易于实现，具有很好的应用前景，并且能够很好地避免单一机制的问题。

技术领域

本发明涉及一种在无线泛在环境中多中继节点合作博弈的激励方法，属于多媒体通信技术领域。

背景技术

无线通信技术的飞速发展促进了泛在网络时代的来临，而无线泛在环境是指广泛存在的、无所不在的网络环境，也就是人置身于无所不在的网络之中，实现人在任何时间、地点，使用任何网络与任何人与物的信息交换，基于个人和社会的需求，利用现有网络技术和新的网络技术，为个人和社会提供泛在的，无所不含的信息服务和应用。它不仅可以极大地提升单个网络的性能，在支持传统业务的同时也为引入新的服务创造了条件；它也可以为未来的移动通信系统提供更高的数据传输速率、更广的信号覆盖范围并支持高速率的移动性。不同技术构建的网络彼此相互补充，共同存在，构成了多网络多业务融合的无线泛在环境。然而用户的群集特性往往导致某种网络瞬时间业务流量的暴涨和相邻的其他异构网络业务空闲的局面，可以利用移动Ad-hoc网络的多跳中继和路由转发特性实现缓解拥塞网络的瓶颈效应、平衡业务流量、提高空间复用率和增加网络容量的目的。但是，在自组织网络中节点既是终端又是路由器，这种双重功能决定了节点既要保证自身的正常通信需求，又要为网络的其它节点提供转发数据和选路的服务，即节点之间需要相互合作以补偿基础设施的缺乏，否则整体网络服务无法提供。然而考虑节点到自身能量、资源和带宽有限等因素尤其是各节点隶属于不同组织的情况下节点间的非合作性和自私性表现得尤为明显。而中继联盟激励方法作为激励节点协作转发的研究技术，主要的难点在于如何选择节点联盟、设计联盟收益和代价函数以及最大化合作联盟与非合作联盟收益差距。随着无线泛在环境的日益普及，针对节点自私性的节点中继合作联盟激励机制的研究也越来越受到关注。

现今在无线泛在环境下针对节点协作激励机制的研究主要有基于声誉值的激励机制、基于虚拟货币的激励机制和基于博弈论的分析方法。然而以上的激励机制都有各自的缺点:基于声誉值的激励机制声誉值的维护和传播机制较复杂且不可靠，容易导致声誉值的不一致问题等；基于虚拟货币的激励机制需要有防止用户篡改信息的硬件支持才能实现；基于博弈论理论的激励机制中有的模型对网络的拓扑结构具有依赖性且大部分模型只是证明纳什均衡的存在性，而没有提出具体的协作激励方法等。而本发明能够很好地解决上面问题。

发明内容

本发明目的在于提出一种多中继节点合作博弈的激励方法，该方法应用于无线泛在环境，解决了无线泛在环境的复杂通信问题，利用博弈论对多中继转发节点进行建模，设立转发节点联盟的效用函数和代价函数，针对需要数据传输服务的源节点选择出最优的中继节点转发联盟，极大地促进中继节点转发的积极性。同时该方法非常简单而易于实现，具有很好的应用前景，并且能够很好地避免单一机制的问题。