势博弈与时变Log-linear分布式拓扑控制算法
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作者:
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作者简介:

魏连锁(1975-),男,黑龙江齐齐哈尔人,副教授,CCF专业会员,主要研究领域为水下传感器网络,信息处理;韩建(1995-),男,硕士生,主要研究领域为水下传感器网络,信息处理;胡现成(1990-),男,硕士生,主要研究领域为水下传感器网络,信息处理;陈齐齐(1996-),男,硕士生,主要研究领域为水下传感器网络,信息处理.

通讯作者:

魏连锁,E-mail:wlsaaaaaa@163.com

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61571150,61872204);黑龙江省自然科学基金(LH2019F037);研究生创新科研项目(YJSCX2018-ZD09)


Potential Game and Time-varying Log Linear Distributed Topology Control Algorithm
Author:
Affiliation:

Fund Project:

National Natural Science Foundation of China (61571150, 61872204); Heilongjiang Natural Science Foundation Project (LH2019F037); Postgraduate Innovative Research Project (YJSCX2018-ZD09)

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    摘要:

    针对UWSNs由网络拓扑控制不稳定、频繁变化引起网络的能耗不均衡、网络生存周期短等问题,从分析传感器节点受水下不确定性因素对UWSNs的拓扑结构演化入手,构建分布式水下传感器节点状态变量描述模型,归纳出节点之间和节点与环境之间多目标交互、协同、决策的UWSNs拓扑控制优化问题,将多目标优化问题映射成博弈论优化问题,再利用势博弈与Log-linear分布式学习规则实现博弈中节点策略行为的更新过程,采用非齐次马尔可夫链理论证明网络拓扑控制目标函数的优化问题收敛到最大化势博弈函数的解,从而达到保持网络均衡、延长网络生存周期的目的.

    Abstract:

    Aiming at the problems of UWSNs, such as unstable network topology control, unbalanced energy consumption caused by frequent changes and short network lifetime, this paper starts with the analysis of the evolution of topology caused by underwater uncertainties of sensor nodes, builds a state variable description model of distributed underwater sensor nodes, and concludes the multi-objective interaction and collaboration between nodes and environment. Topology control optimization problem for decision-making is mapped into game theory optimization problem. Then, potential game and Log-linear distributed learning rules are used to update the strategy behavior of nodes in the game. The non-homogeneous Markov chain theory is used to prove that the optimization problem of network topology control objective function converges to the solution of maximizing potential game function, so as to achieve guaranteeing. The purpose of maintaining network balance and prolonging network lifetime is to achieve the goal of maintaining network balance.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

魏连锁,韩建,陈齐齐,胡现成.势博弈与时变Log-linear分布式拓扑控制算法.软件学报,2019,30(S1):82-93

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  • 收稿日期:2019-09-15
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  • 在线发布日期: 2020-01-02
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