基于Stackelberg博弈的双层水下传感器网络功率分配算法

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基于Stackelberg博弈的协作网络功率分配策略

基于Stackelberg博弈的协作网络功率分配策略卫萌菡;秦爽;孙三山【摘要】针对协作网络中的功率分配问题,提出基于Stackelberg博弈的分配策略.首先建立博弈模型,源节点根据中继节点分配的功率给出价格;中继节点根据自身资源情况、信道状态、位置信息以及源节点提出的价格,进行协作传输功率的分配,从而构建用户效用函数;接着证明了该效用函数满足凹函数的条件,且存在均衡点,因此参与决策的用户可以通过求解协作功率和价格的Stackelberg均衡解(SE)最大化自己的效用;最后,通过仿真实验验证了均衡点的存在,并对源节点位置不同情况下节点的价格、功率和效用进行了分析,实验中离中继更近的源节点的协作功率和效用分别是距离较远用户的1.29倍和1.37倍.理论分析与实验结果证明了策略的有效性,而且该策略能适用于协作网络及其他分布式网络.【期刊名称】《计算机应用》【年(卷),期】2014(034)009【总页数】4页(P2482-2485)【关键词】协作网络;无线资源分配;定价;功率分配;Stackelberg博弈【作者】卫萌菡;秦爽;孙三山【作者单位】四川师范大学物理与电子工程学院,成都610101;四川师范大学物理与电子工程学院,成都610101;四川师范大学物理与电子工程学院,成都610101【正文语种】中文【中图分类】TP393.30 引言近年来，协作通信技术［1-2］得到广泛研究并被纳入改进的长期演进(Long-Term Evolution Advanced，LTE-A)系统，采用协作传输可以提升系统容量，改善传输质量;并且，由于无需架设多天线，比多输入多输出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)更容易实现［3-4］。

但要大规模实施，仍有很多问题需要解决，例如:如何激励用户参与协作，以什么标准选择协作伙伴，怎样有效地分配功率、带宽以及时隙［5-6］。

在协作网络中，参与博弈的局中人为用户节点，源节点作为买方，中继节点为卖方。

认知无线网络中基于Stackelberg博弈的功率控制新算法

认知无线网络中基于Stackelberg博弈的功率控制新算法朱江;蒋涛涛【摘要】To deal with the issues of interference and large power-consumption in Cognitive Radio Networks (CRNs),a novel power control algorithm based on Stackelberg game theory is proposed.A two-layer net-work model is established in which the primary user acts as leader and secondary users act as followers.A quantitative analysis of the total interference generated by secondary users is made. In the process of multi-ple games,the primary user adjusts the price of unit interference dynamically to ensure maximizing revenue and increase the enthusiasm for participation as much as possible under the premise of normal communica-tion. The simulation results show that the proposed algorithm not only decreases the transmistting power of secondary users effectively,but also improves the total throughput.%针对认知无线网络中存在的干扰问题和功率消耗过大问题,提出了一种新的基于斯坦克尔伯格(Stackelberg)博弈的功率控制算法.建立了主次用户双层网络模型,将主用户设置为领导者,次用户设置为追随者,并对次用户产生的总干扰进行定量分析.在次用户多次博弈的过程中,动态地调整主用户单位干扰价格,在保证主用户自身正常通信前提下,尽量使得收益最大化,提高主用户的参与积极性.仿真实验表明,该算法在保证主次用户的服务质量(QoS)前提下,有效地减小了次用户的发射功率,而且能获得更高的系统容量.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2018(058)004【总页数】7页(P363-369)【关键词】认知无线网络;Stackelberg博弈;功率控制【作者】朱江;蒋涛涛【作者单位】重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室,重庆400065;重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TN929.51 引言在频谱共享认知无线电网络[1](Cognitive Radio Network,CRN)中，如果主用户受到的次用户的干扰低于其所能承受的最大干扰门限[2-3](Interference Power Constraint,IPC)，主用户可以允许次用户通过支付一定的费用来共享授权频谱[4]。

基于分层的河流水下传感器网络路由算法

基于分层的河流水下传感器网络路由算法刘洋;彭舰;刘唐;王彬【摘要】为了获取传感器节点的实时位置,在河流水下传感器网络(UWSN)的独特环境中,采用流体力学的方法对河流水下传感器网络进行建模,模拟真实河流环境下传感器节点的运动规律.为了研究河流水下无线传感器网络数据传输的问题,提出了一种河流环境下基于分层的路由算法(RALM).每个节点根据收到Sink广播的速度信息周期性地计算并更新各自的拓扑信息,数据待发送节点优先选择当前剩余能量最多的上一层的邻居节点进行数据转发,若上层无邻居节点,则转发给剩余能量最多的同层邻居节点.仿真实验表明,所提算法在网络的冗余度和丢包率上都要优于基于深度的路由算法(DBR)和基于分层的水下传感器网络路由协议(Layered-DBR),网络生存周期分别提高了71％和45％.【期刊名称】《计算机应用》【年(卷),期】2016(036)005【总页数】5页(P1183-1187)【关键词】水下传感器网络;流体力学;剩余能量;分层路由算法;生存周期【作者】刘洋;彭舰;刘唐;王彬【作者单位】四川大学计算机学院,成都610065;四川大学计算机学院,成都610065;四川大学计算机学院,成都610065;四川师范大学基础教学学院,成都610068;四川大学计算机学院,成都610065【正文语种】中文【中图分类】TP393随着世界各国对河流的日益重视, 发展河流经济热潮的兴起和传感器网络研究的迅速发展,河流环境下的水下无线传感器网络(Underwater Wireless Sensor Network, UWSN)已经成为新的研究方向[1-3]。

河流水下传感器网络将采集到的水下环境数据发送给用户用来辅助决策,在水质监测、污染源定位、防洪预警等领域均具有广阔的应用前景[4-5]。

河流水下传感器网络的通信介质不同于传统陆地传感器网络,通常采用水声通信,网络环境复杂,因而传统传感器网络的研究在河流网络中不能加以应用。

基于Stackelberg博弈的无线资源分配算法

式中平衡因子属∈ （０，１】，是在博弈中客户端传输速率的
图１基于Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈的４Ｇ系统框架
１．２基于Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈的４Ｇ系统无线资源分配算法
定义１基于Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈的４Ｇ系统无线资源分配算法定义Ａ＝（Ｔ，｛Ｖｊ．ｊ），｛ＵＩｌｊ（・））），式中Ｔ＝（ｔ，ｔｊ）是系统的传输时延；ＶＩ．ｊ是战略集合，ｕ．｜ｊ（・）是系统的净效用函数。定义２对任意客户端ｉ，任意 ∈ ， ∈ ，有（，，
这样得到客户端ｉ的净效用函数可以表示为：
（３）
‘ ）（，，）则传输速率向量＝（，＇，：）为４Ｇ系统无线
资源分配算法ＡＴ，｛ｖＩ ’ ｛），｛Ｕ＿ ’ ｊ（・）｝）的纳什均衡。
式中是一个常数，表示在传输速率Ｘ下的代价因子。
２博弈模型和算法描述
在４Ｇ系统过程中，影响能耗的因素有传输速率、时延和
【，，）：一：
网络服务端ｊ的效用函数为：
丑＋
（４）
业务处理等等。根据信息论可知，传输速率越低，则能量消耗越小。在满足业务延时要求的前提下，用尽量低的速率进行传输可以获得较高的能效。所以针对４Ｇ系统这一通信过程来说，最主要的就是传输速率和传输时延的影响。
（１．贵州大学大数据与信息工程学院，贵州贵阳５５００２５；２．贵州大学继续教育学院，贵州贵阳５５００２５）

基于修正Stackelberg博弈的双层Femtocell网络资源分配策略研究

；；设计与实现嘲；；；
基
Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈的双层Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ网络资源分配策略研究
曾菊玲，丁健（三峡大学计算机与信息学院，湖北宜昌４４３（１０２）
【摘要】提出了双层Ｆｅｍｔｏｃｅｌ１中基于ｆｉ￣Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇｌ￣弈的资源分配策略。策略针对双层Ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ中稀疏场景，以宏蜂窝基站的干扰容限作为微蜂窝用户的均匀定价，构建宏基站与微蜂窝用，之问的Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈模型。通过功率分配，使宏蜂窝用户代价和微蜂窝用户效益联合最优。最后采用基于用户需求的加仪法修正由于Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈解的排序性导致的不公平性。仿真结果表明本文策略使网络性能得到了较大提高。
ＳｃｈｅｍｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＲｅｓｏｕｒｃｅＡｌｌｏｃａｔｉｏｎｆｏｒＴｗＯ．ｔｉｅｒＦｅｍｔｏｃｅｌｌＮｅｔｗｏｒｋｓＢａｓｅｄｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＳｔａｃｋｅｌｂｅｒｇＧａｍｅ
ＺＥＮＧＪｕ—ｌｉｎｇ，ＤＩＮＧＪｉａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＵｎｉｖｅ￣ｉｔｙ，Ｙｉｃｈａｎｇ４４３｛）０２，Ｃｈｉｎａ）
ｓｃｈｅｍｅｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ．
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｔｗｏ．ｔｉｅｒＦｅｍｔｏｃｅｌｌＳｔａｃｋｅｌｂｅｒｇｇａｍｅｕｎｉｆｏｒｍｐｒｉｃｅｆａｉｒｎｅｓｓ

一种基于分层体心部署模型的水下传感器网络路由算法

张亚斌刘建明彭智勇李宏周
（桂林电子科技大学计算机科学与工程学院广西桂林５４１００４）
摘
要
节点分簇和簇首轮换机制是无线传感器网络中解决能量有效问题的经典方法，但仅适用于节点是固定或准固定的情况。
在水下传感器网络中，经常会有节点因为各种原因移动或者失效。提出一种适用于水下传感器网络的分层体心部署模型，该模型把
第３０卷第１期
２０１３牟１月
计算机应用与软件
ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ
Ｖ０１．３０Ｎｏ．１
Ｊａｎ．２０１３
一
种基于分层体心部署模型的水下传感器网络路由算法
ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｂｕｔｔｈｅｙｏｎｌｙｆｉｔｔｈｅｉｆｘｅｄｏｒｑｕａｓｉ — ｉｆｘｅｄｎｏｄｅｓ．Ｉｎｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｎｏｄｅｓｍａｙｍｏｖｅｏｒｆａｉｌｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙｄｕｅｔｏｖａｒｉｏｕｓｃａｕｓｅｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｔｍｓｅｓａｋｉｎｄｏｆｌａｙｅｒｅｄｂｏｄｙ — ｃｅｎｔｒｅｄｃｕｂｉｃｌａｔｔｉｃｅｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｕｎｄｅｗａｒｔｅｒｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｉｎｔｈｅｍｏｄｅｌｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｉｓａｂｓｔｒａｃｔｅｄｉｎｔｏｍｏｂｉｌｅｎｏｄｅｌａｙｅｒａｎｄｉｆｘｅｄｎｏｄｅｌａｙｅｒ，ａｎｄｔｈｅｂｏｄｙ — ｃｅｎｔｒｅｄｃｕｂｉｃｌａｔｔｉｃｅｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｗｉｔｈｂｅｓｔｃｏｖｅｒａｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓａｄｏｐｔｅｄ，ｔｈｅｎａｓｔａｔｉｃｈｉｅｒａｒｃｈｙ — ｄｙｎａｍｉｃｃｌｕｓｔｅｉｎｒｇｒｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｉｒｔｈｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎＬＥＡＣＨｐｒｏｔｏｃｏｌａｎｄｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｏｒｆｌａｙｅｒｅｄｂｏｄｙ — ｃｅｎｔｒｅｄｃｕｂｉｃｌａｔｔｉｃｅｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｍｏｄｅ１．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅＮＳ２ｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｐｒｏｌｏｎｇｔｈｅｌｉｆｅｅｙｅｌｅｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ，ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋａｖｅｒａｇｅｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｔｏｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＵｎｄｅｗａｒｔｅｒｓｅｎｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓＢｏｄｙ — ｃｅｎｔｒｅｄｃｕｂｉｃｌａｔｔｉｃｅｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔＬｅａｃｈｐｒｏｔｏｃｏｌＲｏｕｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ

认知无线电中基于Stackelberg博弈的分布式功率分配算法_罗荣华

第32卷第12期电子与信息学报Vol.32No.12 2010年12月 Journal of Electronics & Information Technology Dec. 2010认知无线电中基于Stackelberg博弈的分布式功率分配算法罗荣华杨震(南京邮电大学信号处理与传输研究院南京 210003)摘要：在underlay认知无线电场景中，为了让认知用户能随机地接入主用户正在使用的授权频段，且对主用户产生的干扰不高于主用户能够容忍的干扰温度门限，该文采用Stackelberg博弈机制进行认知用户的发射功率分配。

将主用户作为模型中的leader，认知用户作为follower，认知用户使用主用户的授权频段时需以干扰功率为单位支付给主用户相应的费用，而主用户则可以通过调整价格，限制认知用户产生的总干扰功率不高于其所能容忍的干扰温度门限，以便获得最大收益。

同时，不同认知用户间根据主用户制定的价格，进行非协作博弈。

仿真结果表明，与集中式的最优功率分配算法相比，该文可通过简单的分布式功率分配算法获得与其相近的系统性能，且主用户与认知用户间只需进行少量的信息交互，这与需进行大量信息交互的集中式最优算法相比，具有较大的优势。

关键词：认知无线电；分布式功率分配；Stackelberg博弈；非协作博弈中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1009-5896(2010)12-2964-06 DOI: 10.3724/SP.J.1146.2010.00374Stackelberg Game-based Distributed PowerAllocation Algorithm in Cognitive RadiosLuo Rong-hua Yang Zhen(The Institute of Signal Processing and Transmission, Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210003, China)Abstract: In underlay cognitive radio scene, secondary users can opportunistically access the licensed spectrum under the constraint of interference temperature. In this paper, Stackelberg game is adopted for allocating power resource. In this model, the primary user acts as leader, secondary users act as followers. When using the licensed spectrum, secondary users must make payments to the primary user based on the induced interference power to the primary user. Meanwhile, the primary user aims at maximizing its own revenue through adjusting its price, under the constraint of interference temperature. Given specified price, the secondary users compete with each other using the non-cooperative game theory. Simulation shows that, compared with the centralized optimal power allocation algorithm, the proposed distributed power allocation algorithm not only can achieve close-to-optimal performance, but also needs much less communicating overhead than the optimal algorithm which is very beneficial.Key words: Cognitive radio; Distributed power allocation; Stackelberg game; Non-cooperative game1引言在过去的几十年里，随着无线业务的飞速增长，频谱资源已变得日益稀缺。

异构无线网络中基于Stackelberg博弈的分布式定价和资源分配算法

ｍｕｌｉｔ — ｆｏｌｌｏｗｅｒＳｔａｃｋｅｌｂｅｒｇｇａｍｅｓｍｏｄｅｌｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔ０ｓａｉｔｓｆｙｏｐｉｔｍａｌｕｔｉｌｉｔｙｏｆｂｏｔｈｏｐｅｒａｔｏｒｓａｎｄｍｏｂｉｌｅｕｓｅｒｓ．Ｔｈｅ
异构无线网络中基于Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈的分布式定价和资源分配算法
姜永，陈山枝，胡博
（１．北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京１００８７６；２．电信科学技术研究院无线移动通信国家重点实验室，北京１０００８３）
摘
要：针对异构无线网络资源管理问题，结合多主多从Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈模型，提出了一种同时满足网络运营商
和用户效用最大的异构无线网络定价和资源分配方案。首先设计了一种基于收益和花费的移动用户效用函数，并
证明在运营商的价格确定后，效用函数满足凹函数的条件，保证了移动用户间非合作博弈的纳什均衡点存在。为了获取移动用户的最优带宽策略和运营商的最优价格策略，提出了一种分布式迭代算法。最后通过仿真实验取得了参与者的最优策略和子博弈完美纳什均衡。关键词：异构无线网络；无线资源分配；定价；Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈；子博弈完美纳什均衡
第３４卷第１期
２０１３年１月
通

基于Stackelberg博弈的最优频谱分配与定价策略

商带来更大效益，特别是宏基站频谱效率低下时，家
庭基站带来的效益更加明显；同时文献［１１］指
出经济回馈能够激励用户安装家庭基站并开放其服务，但是这些研究成果均没有给出具体的用户激励方案．因此，亟需可激励用户参与家庭基站部署与运
署家庭基站，加速绿色通信网络的建设进程．
关键词：双层分级蜂窝网；Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈；频谱分配；频谱定价
中图分类号：ＴＮ９２９．５
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－５６５Ｘ．２０１５．０３．０１４
析了资源定价与用户需求的关系；通过建模宏基站与家庭基站之间的博弈，给出了多种场
景下双层分级蜂窝网络的最优频谱分配与定价策略．该策略能按需地为宏基站与家庭基
站分配频谱，最大化宏基站与家庭基站的频谱效益，并能有效地激励运营商与用户积极部
需要用户提供能耗与维护，若运营商独得家庭基站
收入，用户不仅对家庭基站的安装意愿较低，同
的注册频谱资源； ②如何选择部署与运营方式．
家庭基站与宏基站可以采用同频组网或异频组
时会自私地选择封闭用户组模式，从而降低了家庭基站的有效覆盖＿８Ｊ．因此，激励用户参与家庭基站

异构网络中基于Stackelberg博弈的资源分配方案

异构网络中基于Stackelberg博弈的资源分配方案胡弦锋;郑霖【摘要】针对异构网络中资源分配问题,文中结合用户业务需求多样性,提出了一种基于Stackelberg博弈的资源分配方案.在该方案中,互联代理节点(Agent Node)作为领导者(Leader)制定价格策略,用户作为跟随者(Follower),根据自身业务需求,在多互联节点间进行接入选择,以满足自身QoS需求.文中证明了在代理节点的价格确定后,用户之间非合作博弈纳什均衡点的存在性.仿真结果表明,所提出的资源分配方案,可以提高网络总的带宽利用率,提升用户对带宽接入的满意程度.%In order to deal with the wireless resource allocation in heterogeneous wireless networks, this paper proposes a resource allocation scheme based Stackleberg game.In this scheme,the relay nodes generate the price strategy as leaders.In order to satisfy their own QoS, the users apply to multiple relay nodes for bandwidth resource simultaneously as followers.In this paper,we have proved the existence of the Nash equilibrium point of the non-cooperative game about the users.The simulation results show that the proposed resource allocation scheme can improve the total system bandwidth utilization and improve the users' satisfaction degree for bandwidth.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2016(029)012【总页数】4页(P65-68)【关键词】异构网络;无线资源分配;Stackelberg博弈;多点接入【作者】胡弦锋;郑霖【作者单位】桂林电子科技大学通信与信息学院,广西桂林 541004;桂林电子科技大学通信与信息学院,广西桂林 541004【正文语种】中文【中图分类】TN926在异构融合的网络环境下，用户通常被多个无线网络覆盖，通过接入不同的网络来满足自身的QoS需求。

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（ＫｅｙＬａｂｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｍｐｕｔｅｒＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｏＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＱｉｎｈｕａｎｇｄａｏＨｅｂｅｉ０６６００４，Ｃｈｉｎａ）
关键词：水下传感器网络；协作通信；剩余能量；Ｓｔａｅｋｅｌｂｅｒｇ博弈；功率分配中图分类号：ＴＰ３９３文献标志码：Ａ
Ｐｏｗｅｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅｉｓｓｕｅｔｈａｔｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｅｘｃｅｓｓｉｖｅｌｙｈｉｇｈｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｔｏｂａｌａｎｃｅｔｈｅｅｎｅｒｙｇｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｎｏｄｅｓａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ａｄｉｓｔｉｂｒｕｔｅｄｐｏｗｅｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎｇａｍｅ — ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｇｏｉｒｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎｏｄｅｒｅｓｉｄｕｌａｅｎｅｒｙｇＷａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｔｒａｄｉｎｇｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｕｓｅｒｎｏｄｅａｎｄｔｈｅｒｅｌａｙｎｏｄｅｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄａｓａｔｗｏ — ｔｉｅｒＳｔａｃｋｅｌｂｅｒｇｇａｍｅ，ＳＯｔｈａｔｔｈｅｎｏｄｅｗｉｔｈｌｅｓｓｒｅｓｉｄｕａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｆｏｒｆｏｗａｒｒｄｉｎｇｓｅｒｖｉｃｅ，ｏｔｈｅｗｉｒｓｅｔｈｅｎｏｄｅｗｉｔｈｍｏｒｅｒｅｓｉｄｕａｌｅｎｅｒｙｇｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｍｏｒｅｐｏｗｅｒｔｏｓｅｒｖｉｃｅ，ＳＯａｓｔｏｂｌａａｎｃｅｔｈｅｅｎｅｒｙｃｇｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｎｏｄｅｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｌｇｏｉｔｒｈｍｗｉｔｈｏｕｔｃｏｎｓｉｄｅｉｎｒｇｔｈｅｒｅｓｉｄｕｌａｅｎｅｒｇｙ，ｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｃａｐａｃｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙ９．４％，２３．１％ａｎｄ１６．７％ｗｈｅｎｔｈｅｒｅａｒｅ２，３，４ｒｅｌａｙｎｏｄｅｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｌｇｏｉｔｒｈｍｎｏｔｏｎｌｙｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｔｏｔａｌｃｈａｎｎｅｌｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｂｕｔａｌｓｏｐｒｏｌｏｎｇｓｔｈｅｌｉｆｅｔｉｍｅｏｆｔｈｅｕｎｄｅｗａｒｔｅｒｓｅｎｓｏｒｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ．
道容量，提出了基于节点剩余能量的分布式博弈功率分配算法。将用户节点和中继节点间的交易模型构建为双层的Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈，使剩余能量少的节点提供较少的功率进行转发服务，反之则提供较多的功率进行服务，从而平衡节点间的能量消耗。与未考虑剩余能量的算法相比，在有２、３和４个中继节点时，信道容量分别提升了９．４％、２３．１％和１６．７％。仿真结果表明，该算法不仅提高了系统总的信道容量，而且延长了水下传感器协作通信网络的生存时间。
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ＩＳＳＮｌ０ｏｌ一９０８１
２０１７．Ｏ３．１Ｏ
计算机应用，２０１７，３７（３）：７３０— ７３５文章编号：１００１ — ９０８１（２０１７）０３．０７３０．０６
李鑫滨 ’ ，王贝，韩松
（燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室，河北秦皇岛０６６００４）
（通信作者电子邮箱ｌｉｘｂ＠ｙｓｕ．ｅｄｕ．ａｎ）
摘
要：针对水下传感器协作通信网络中能量消耗严重的问题，为了平衡节点间的能量消耗，同时提高系统的信
ｔｗｏ－ｔｉｅｒｕｎｄｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｕｓｉｎｇＳｔａｃｋｅｌｂｅｒｇｇａｍｅ
ＬＩＸｉｎｂｉｎ。ＷＡＮＧＢｅｉ，ＨＡＮＳ０ｎｇ
ＣＯＤＥＮＪＹＩＩＤＵ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｏｃａ．ａｎ
ＤＯＩ：１０．１１７７２／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－９０８１．２０１７．０３．７３０
基于Ｓｔａｃｋｅｌｂｅｒｇ博弈的双层水下传感器网络功率分配算法