基于博弈论的无线网络功率优化模型
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ＹＡＮ Ｘｕ ，Ｃ ＨＥＮ Ｊｎ ，ＤＵ Ｒｕ —ｉ ｇ Ｌ Ｕ ｎ —ｏ ｉｇ ｉ ｎ 。 Ｉ Ｓｏ ｇ ｓ ｎｇ ｙ
，
（ ．Ｓｈｏ ｏ ｏ ｐ ｔ ， ｉｎｘ ｏｒ ｍ ＆ Ｃ ｍｍ ｒ ｏｌ ｅ ｉｎ ｘ ３ ０ ０ １ ｃｏｌｆＣ ｍ ｕｅ Ｊａｇ ｉ ｕｉ ｒ Ｔ ｓ ｏ ｅ ｅＣｌｇ ，Ｊ ｇｉ ３ １０，Ｃ ｉａ； ．Ｓｈｏ ｏ Ｃ ｍ ｕ ｒ ｃ ｅ ａ ｈｎ ２ ｃｏｌｆ ｏ ｐ ｔ ，Ｗｕ ａ ｎ ｅ ｉ ，Ｗｕａ ｅ ｈ ｎＵ ｉｒ ｔ ｖ ｓｙ ｈｎ
其他节点 噪声 干扰也 相应 提高 ， 以无线 网络 中的资源博弈模 所
型主要 围绕发射功率和信干噪 比展开 。功率分配是否合理 ， 主 要表现于能否在尽量少 的能量下满足节点信干噪 比的需求 。
满 足节 点的最低 资源 需求 保 障… 。在复 杂 的多元 化 网络 中 ，
一
般是 由其组成 节 点 （ 其使 用 者 ）自身选 择 资源 的利 用 策 或 略 ’ 所 以资源分配方法 的好坏直 接影响 到资源 的利用率 以 ，
第２ ９卷第 ４期
２１ ０ ２年 ４ 月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆＣ ｍｐ４ Ａｐ ． ２ １ ｒ ０２
基 于博 弈 论 的无 线 网络 功 率 优 化模 型 木
析得 到 节点功 率的迭 代 ， 与传 统 的功率 分配 方法进 行对 比， 明提 出的方 案要 明显优 于 ＳＮ 说 Ｉ Ｒ平衡 算 法 、 ｏｋ — Ｋ ｓｉ ｅ Ｇｊ ａｉ 法 ， 而为 无线 网络 中的功 率分 配优化提 供 了理论 支持 。 ｃ算 从 关键 词 ：博弈论 ；功率 分配 ；无 线 网络
中 图分类 号 ：Ｔ ３３ Ｐ９
文献标 志码 ： Ａ
文章编 号 ：１０ —６５ ２ １ ）４ １８ ．３ ０ １３９ （０２ ０ ．４ ３０
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ —６ ５ ２ １ ． ４ ０ ８ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ １３ ９ ．０ ２ ０ ． ７ ｓ
Ｎｅｗｏ ｋ ｒｓ ｕ ｃ ｓｏ ｔ ｚ ｔｏ ｄ ｌｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｈ ｏ ｙ ｔ ｒ ｅ ｏ ｒ ｅ ｐｉ ａｉｎ ｍｏ ｅ ａ ｅ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ
ｓｃ ｓ Ｉ Ｒ ｂｌｎｅａｄＫ ｓｉ—ａｉ， ｈ ｒｐｓｄｍｏｅ ｉ ｍ ｒ ｆｃｅｔ ｔ ａ ｒｖ ｅｔｅｇｉａｃ ｒ ｐｉ ｚ ｇｔｅ ｕｈａ Ｎ ａ ｃ ｎ ｏｋｅＧ ｊ ｔｅｐｏｏｅ ｄｌｓ ｏｅｅ ｉｎ．Ｉｃｎｐｏｉ ｕｄｎｅｆ ｔ ｉ Ｓ ａ ｃ ｉ ｄ ｈ ｏ ｏ ｍｉｎ ｈ
化， 为了节省资源 ， 往往会 以 自身利益最大为出发点 ， 以这 里 所 可 以利 用博 弈理论来 建立资 源分配模 型 。通 过对节点 收益 的
分析 ， 把节点资源分配需要 考虑 的因素都 纳入 到效用 函数 中， 通过对极值 的寻求 ， 来找到合适 的资源分 配方法 Ｈ 。 无线 网络 中的主要 网络资源是 传输信号的平均功率 ， 率 功
１ 相 关工作
１９ ９３年 Ｎ ｗ ｋ ｏ ａ 等人 在 Ｎ ｔｒ 上发表 了一篇在网络上研 ａ ｅ ｕ
究 演化博弈问题的文章 ， 文章 中建立 了空 间结构 的演化博弈模 型， 用二维格子模拟 网络 ， 并且 引入 了“ 针锋 相对 （ｉｆ ． ｔ ” ｔ． ｒ ａ） ｔｏ ｔ
及 网络 环境 的好 坏 。随 着 网络 的飞速 发展 ， 点更 加 的智 能 节
的发 射是 没有 限度 的， 一定 范 围内 ， 率越 大 ， 干 噪 比越 在 功 信
规则 ， 网络合作行为进行 了模 拟实验 ， 对 并且 给出 了合作 态和
非合作态的空间分布 图。２ ０ ０７年 Ｓａｏ等人 对 复杂 网络上 ｚｂ
ｐ ｗｅ ｌｏ ａｉｎ． ｏ ｒａｌ ｃ ｔ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄｓ： ｇ ｍ ｅｔ ｅ ｒ ｙ ｒ ａ ｈ ｏｙ；ｐｏ ｒａｌ ｃ ｔｏ ｗｅ ｌｏ ａｉｎ；ｗｉｅｅ ｓｎ ｔ ｒ ｒ ｌｓ ｅｗｏ ｋ
网络 中资源是有 限的， 关于 网络资源 的分配不可能 由某一
节点定 量定 度地进行 ， 这样 不利 于资源 的有效利 用 ， 甚至无 法
４ ０ ７ ，Ｃ ｉａ ３ ０ ２ ｈｎ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｗ ｒ ｓｔ ｏ ｅ ｌ ｃ ｔ ｎ ｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｓ ｉ ｅ ｈ ｒ ｂ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｔｏ Ｉ ｎ ｔ ｉ ｄ ｔ ｅ ｏ ａ ｄ ｏ ｐ ｗ ｒ ａｌ ａ ｉ ｅ ｕ ｒ ｏ ｏ ｅ ｎ ，ｔ ｉ ａ ｅ ｈｆ ｄ ｔｅ ｐ ｏ ｌｍ ｏ ｔ ｅ ｂ ｎ ｆ ｆＳ ＮＲ ａ ｄ ｕ ｉ ｚ ｈ ｔ ｉ ｌｅ ｇ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｏ ａ ａｙ ｅ ａ ｈ ｏｙ ｔ ｎ ｌｚ ．Ａｓａ ｒ ｓ ｈ，ｉ ｃ ｌｕ ａｅ ｔ ｅ ｉ ｒｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｎ ｏ ｏ ｅ ｐ ｗｅ ．Ｃ ｍｐ ｒｄ ｗｉ ｅｔａ ｉ ｏ ａ ｌ ｏ ｉ ｍ ｅ ｕ ｔ ａｃ ｌｔ ｈ ｔ ａｉ ｑ ａｉ ｆｎ ｄ ｏ ｒ ｏ ａｅ ｔ ｔ ｒ ｄｔ ｎ ｌａｇ ｒｔ ｅ ｖ ｏ ｈｈ ｉ ｈ
鄢
摘
旭 陈 ，
晶 杜瑞颖 刘松松 ， ，
（ ．江 西旅 游商 贸学院 计 算机 学 院 ， １ 江西 ３００ ； ．武 汉大 学 计算机 学 院 ， ３ １０ ２ 武汉 ４０ ７ ） ３０２
要 ：针 对无 线 网络功 率分 配优 化 需求 ， 功率 分配 问题 转换 为信 干噪 比收益 ， 将 利用非合 作 博弈 原理 ， 通过 分
，
（ ．Ｓｈｏ ｏ ｏ ｐ ｔ ， ｉｎｘ ｏｒ ｍ ＆ Ｃ ｍｍ ｒ ｏｌ ｅ ｉｎ ｘ ３ ０ ０ １ ｃｏｌｆＣ ｍ ｕｅ Ｊａｇ ｉ ｕｉ ｒ Ｔ ｓ ｏ ｅ ｅＣｌｇ ，Ｊ ｇｉ ３ １０，Ｃ ｉａ； ．Ｓｈｏ ｏ Ｃ ｍ ｕ ｒ ｃ ｅ ａ ｈｎ ２ ｃｏｌｆ ｏ ｐ ｔ ，Ｗｕ ａ ｎ ｅ ｉ ，Ｗｕａ ｅ ｈ ｎＵ ｉｒ ｔ ｖ ｓｙ ｈｎ
其他节点 噪声 干扰也 相应 提高 ， 以无线 网络 中的资源博弈模 所
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满 足节 点的最低 资源 需求 保 障… 。在复 杂 的多元 化 网络 中 ，
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般是 由其组成 节 点 （ 其使 用 者 ）自身选 择 资源 的利 用 策 或 略 ’ 所 以资源分配方法 的好坏直 接影响 到资源 的利用率 以 ，
第２ ９卷第 ４期
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基 于博 弈 论 的无 线 网络 功 率 优 化模 型 木
析得 到 节点功 率的迭 代 ， 与传 统 的功率 分配 方法进 行对 比， 明提 出的方 案要 明显优 于 ＳＮ 说 Ｉ Ｒ平衡 算 法 、 ｏｋ — Ｋ ｓｉ ｅ Ｇｊ ａｉ 法 ， 而为 无线 网络 中的功 率分 配优化提 供 了理论 支持 。 ｃ算 从 关键 词 ：博弈论 ；功率 分配 ；无 线 网络
中 图分类 号 ：Ｔ ３３ Ｐ９
文献标 志码 ： Ａ
文章编 号 ：１０ —６５ ２ １ ）４ １８ ．３ ０ １３９ （０２ ０ ．４ ３０
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ —６ ５ ２ １ ． ４ ０ ８ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ １３ ９ ．０ ２ ０ ． ７ ｓ
Ｎｅｗｏ ｋ ｒｓ ｕ ｃ ｓｏ ｔ ｚ ｔｏ ｄ ｌｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｈ ｏ ｙ ｔ ｒ ｅ ｏ ｒ ｅ ｐｉ ａｉｎ ｍｏ ｅ ａ ｅ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ
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１９ ９３年 Ｎ ｗ ｋ ｏ ａ 等人 在 Ｎ ｔｒ 上发表 了一篇在网络上研 ａ ｅ ｕ
究 演化博弈问题的文章 ， 文章 中建立 了空 间结构 的演化博弈模 型， 用二维格子模拟 网络 ， 并且 引入 了“ 针锋 相对 （ｉｆ ． ｔ ” ｔ． ｒ ａ） ｔｏ ｔ
及 网络 环境 的好 坏 。随 着 网络 的飞速 发展 ， 点更 加 的智 能 节
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非合作态的空间分布 图。２ ０ ０７年 Ｓａｏ等人 对 复杂 网络上 ｚｂ
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旭 陈 ，
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（ ．江 西旅 游商 贸学院 计 算机 学 院 ， １ 江西 ３００ ； ．武 汉大 学 计算机 学 院 ， ３ １０ ２ 武汉 ４０ ７ ） ３０２
要 ：针 对无 线 网络功 率分 配优 化 需求 ， 功率 分配 问题 转换 为信 干噪 比收益 ， 将 利用非合 作 博弈 原理 ， 通过 分