基于博弈論與模糊PID的Ad Hoc網絡功率控制算法綜合設計.pdf

1、隨著科學技術的快速發(fā)展，人們對于移動通信的需求越來越大。傳統(tǒng)的移動通信技術大都需要基礎設施的配合，因而無法應用于戰(zhàn)場、救災、監(jiān)測等環(huán)境復雜多變的領域。為了解決這一難題，研究人員提出了一個無需固定基礎通信設施支持的網絡--無線Ad Hoc網絡。
　　無線Ad Hoc網絡是一種特殊的對等式網絡，具有自治性、無基礎設施、快速組網的特點，網絡中節(jié)點間的通信通過無線信道、并由多個節(jié)點轉發(fā)來共同完成。由于Ad Hoc網絡的特殊應用背景，網絡中

2、的節(jié)點都需由電池供電，因此，能量就成為Ad Hoc網絡中一個非常關鍵的資源。在節(jié)點的能量消耗中，無線傳輸的能耗占了其中的絕大部分。因此如何進行Ad Hoc網絡的傳輸功率控制，以較低的功率保證網絡數據傳輸性能就成為了Ad Hoc網絡中的關鍵問題。
　　本文結合無線Ad Hoc網絡發(fā)展的動態(tài)，從能量效率的角度出發(fā)，對Ad Hoc網絡功率控制技術進行了深入研究。
　　論文的主要工作包括以下幾個方面：
　　(1)介紹了Ad H

3、oc網絡發(fā)展歷史、體系結構及相關技術，從不同層面闡述了功率控制的重要性。
　　(2)結合當前無線Ad Hoc網絡功率控制的研究現狀，整體上分析比較了無線Ad Hoc網絡的不同功率控制算法的特點及性能優(yōu)劣，并提出了自己的改進思路。
　　(3)提出了基于博弈論的最優(yōu)信干噪比的算法。該算法集TPC和OPC算法的優(yōu)點于一身，既能自動調整目標信干噪比，也能保證所有節(jié)點都能正常通信。在這一部分中，設計了一個結合信干噪比、發(fā)射功率、傳輸速

4、率的效用函數，定義了功率控制的博弈表述，并證明了納什均衡的存在性和唯一性。
　　(4)為了避免由于功率更新緩慢而造成的能量的浪費，本文結合模糊控制的思想，提出了采用模糊PID的方法對節(jié)點的發(fā)射功率進行快速更新。該算法能根據網絡環(huán)境的變化，自適應地調節(jié)PID控制器的控制參數，使之能更好的應用于多變的網絡環(huán)境。
　　(5)為了驗證設計的算法在網絡中的實際性能表現，采用廣泛應用于模擬網絡環(huán)境的仿真軟件NS2進行了仿真分析。仿真結果