基于博弈論的物聯(lián)網(wǎng)能量效率分布式優(yōu)化研究.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，為現(xiàn)代社會提供了以萬物互聯(lián)為基礎(chǔ)的巨大信息交互平臺，是互聯(lián)網(wǎng)時代信息獲取和共享的更進一步的發(fā)展。而無線通信的高速發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)更大規(guī)模的信息感知、隨時隨地的信息交互提供了支撐，相比于有線通信模式下的網(wǎng)絡(luò)，無線通信支撐下的物聯(lián)網(wǎng)真正使得萬物互聯(lián)迅速的走進了人們的生活，滲透到每一個人生活的方方面面，滲透到每一個人日常行為的隨時隨地。然而，無線模式下的物聯(lián)網(wǎng)運作模式在享受靈活性、移動性等巨大好處的同時，也受到有限能量的嚴

2、重制約。無線傳感器或者是無線手持終端等物聯(lián)網(wǎng)中普遍使用的設(shè)備都遇到電池能量這個瓶頸問題。所以，物聯(lián)網(wǎng)中無線設(shè)備的能量使用效率問題成了當前研究的一個熱點，具有很強的現(xiàn)實意義。
　　本文針對物聯(lián)網(wǎng)中無線設(shè)備的能效優(yōu)化問題展開研究。重點在于對分布式系統(tǒng)的能量效率進行系統(tǒng)級的整體優(yōu)化。主要研究內(nèi)容如下:
　　第一，針對物聯(lián)網(wǎng)中各個用戶為了提高能量效率需要科學(xué)選擇無線通信頻率信道的問題，本文提出了基于博弈論的能量優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了利

3、于系統(tǒng)能量效率優(yōu)化的效用函數(shù)，證明了所提出的博弈模型是精確勢能博弈，博弈模型的最佳均衡狀態(tài)就是系統(tǒng)能量效率最優(yōu)狀態(tài)。然后提出了相對應(yīng)的學(xué)習(xí)算法，使得系統(tǒng)經(jīng)過一定步驟的學(xué)習(xí)迭代，實現(xiàn)了理論分析中的最佳均衡狀態(tài)，獲得了系統(tǒng)能量效率最優(yōu)的穩(wěn)定解，實現(xiàn)系統(tǒng)能量效率的全局最優(yōu)。
　　第二，針對物聯(lián)網(wǎng)中無線傳感器節(jié)點信息需要選擇合適的骨干網(wǎng)接入點進行能效優(yōu)化的問題，本文首先建立了傳感器節(jié)點自由選擇接入點問題系統(tǒng)級能量優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，然后提出了