基于博弈论的机会网络节点激励机制研究

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2、明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写进的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体。，均已在文中从明确方式标明本声明的法律责任由本人承担。‘减．弓＾论文作者签名：掏伟日期：１关于学位论文使用权的说明、使用学位论文的规定：本人完全了解中北大学有关保管，其中包括①学校有权保管、并向有关部口送交学位论文的原件与复印件；②学校可ｋ乂采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可化许学位论文被查陶或借阅；④学校可兴学术交流为目的，复制赠送和交换学

3、位论文；⑤学校可从公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论女在解密后遵守此规定）。签名：奶日期：风Ｖ作导师签名：或無日期：ＭＳＪＩ图书分类号TP393密级非密注1UDC全日制工程硕士学位论文基于博弈论的机会网络节点激励机制研究杨伟校内指导教师（姓名、职称）高媛副教授校外指导教师（姓名、职称）赵翠申请学位级别工程硕士所在领域（研究方向）计算机技术论文提交日期2016年04月10日论文答辩日期2016年05月21日学位授予日期________年______月______日论文评阅人秦品

4、乐郭银章答辩委员会主席陈俊杰2016年05月21日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类基于博弈论的机会网络节点激励机制研究摘要机会网络是一种由传统自组织网络演化而来的新兴网络，不同于传统的无线网络，它的组网不依赖固定基础设施，节点间主要以“存储-携带-转发”的通信模式完成数据传输。这样高度灵活的组网特性，使得机会网络有广泛的应用场景。因此，引起了越来越多学者的关注和研究。目前，针对机会网络的研究大都有一个前提假设，就是网络中所有节点都会主动为其他节点转发数据，并且不会出现拒绝转发和丢包行为。然而，在实际

5、的组网环境中，节点往往是智能设备，要受到能量、内存空间、CPU处理能力等资源的限制。当节点能量等资源不足时，为维持生存，会放弃协作，进而表现出自私行为。对现有研究结果分析可知，网络中少数节点的自私行为对网络的整体性能有很大的危害。因此，本文就针对机会网络节点自私行为的问题展开研究，分析并结合现有解决方法，提出了两种激励机制，主要研究内容如下：(1)现有机制一味地激励节点协作，未考虑节点自身实际情况，造成节点过度消耗而“死亡”，大大缩短了网络服务寿命。针对此问题，本文提出了一种基于博弈的能量受限节点的协作激励

6、机制。在该机制中，首先，给出节点能量等级的定义，将节点按照剩余能量分成富裕、中等、贫困三种等级；其次，利用博弈论的知识，分析节点在不同行为下获的利益，使理性节点在利益的驱使下采取协作；最后，对处于不同能量等级下的节点，采取不同的激励力度，当节点处于富裕状态时，一旦节点出现自私行为，将会受到最严酷惩罚，当节点处于中等和贫困状态时，给予一定理解，容忍其一定程度的自私行为。这样，一方面抑制了节点自私行为，促使节点合作，另一方面延长了网络的服务寿命。(2)在机会网络中，源节点在选取传输链路时，往往具有很大的随意性，

7、这样会导致网络延时的加大。另外，当处于最优传输链路中的节点出现自私行为时，又会造成节点投递成功率低，严重影响网络性能。针对以上两个问题，本文提出了一种基于非合作博弈的节点协作激励机制。在该机制中，首先引入了节点优先级概念，通过节点的运行速度、能量、消息转发成功率三个属性值来定义节点优先级；其次，采用迪杰特斯拉算法(DijkstraAlgorithm)，以节点优先级为标准，选取消息传输最优链路；再次，引入博弈论知识，分析处于最优链路中节点行为，通过外生补贴来改变收益结构，以此促进节点的合作；最后，通过检测节点

8、行为，一旦发现节点表现出自私性，就将其排除在网络外。这样，可以促使处于最优链路中的节点进行协作，保证了消息按照最优链路传输，提高了节点消息投递成功率，大大降低了网络延迟。关键词：机会网络，自私节点，博弈论，激励机制ResearchonIncentiveSchemeforOpportunisticNetworksBasedonGameTheoryAbstractOpportunisticNetworksisanew