面向自私用户的Ad hoc网络协作机制
【摘要】：移动自组织网络(Mobile Ad hoc Networks, MANETs)具有自组织、快速组网、抗毁性和健壮性等优良特性,在军事和民用领域具有广泛的应用前景。通过Ad hoc移动终端的高效协作,用户可以获得更加丰富灵活的信息通信服务,移动节点间协作机制是Ad hoc网络中重要的研究内容。但是,由于移动终端固有的能源受限、处理能力较低、内存较小等缺陷,使得一部分用户不愿意为其他用户消耗额外的资源和能量来提供服务(如转发数据包、资源共享等),这类用户被称之为自私用户。研究表明,当网络中自私用户占全网总用户的10%至40%时,会导致网络吞吐性能严重下降16%至32%,数目过多时甚至会导致网络瘫痪。
因此,本文针对用户自私性所带来的不合作问题,研究有效的自私节点间协作机制,并对所提出的机制和算法进行了仿真验证。本文的主要研究内容和创新点如下：
(1)将MANETs中的资源和各种高级应用抽象成服务,通过服务的有偿使用激励各个自私用户加入到协商中。提出了基于服务协商的单点协作模型,适应于每个卖方都具备充足的资源独立地为买方提供服务的场景。另外,设计和优化了协商策略,可帮助协商者在下一回合出价中占据优势,从而大大增加达成交易的概率。
(2)在服务协商场景中,进一步考虑保留价、初始价、协商期限等协商环境因素对协商者达成交易的影响,提出了关于初始价和保留价的定价模型。初始价模型能够反映协商初始阶段节点的资源状况,而保留价模型能够随着协商进程的推进重新评估,以避免无效协商。由于MANETs网络中突发的用户应用使得终端的计算资源和能量被频繁占用,从而影响到协商者的最大协商期限。因此提出了协商期限自适应调整机制,可以为其下一回合出价提供更准确的参考。
(3)移动Ad hoc网络可以末端网络的方式通过网关与Internet或移动网络互联,当上层管理中心需要对Ad hoc网络运行状况进行监测、控制和任务分配时,多个MANETs节点可以组成任务联盟合作完成管理任务,提高任务的完成质量和效率。通过改进的模糊C均值聚类算法对盟员节点的多重属性(能源现状、计算能力现状、移动性、故障率等)进行预先筛选,以缩减联盟形成时的搜索空间。随后,在盟主选举过程中综合考虑传输时延、占用的资源现状、移动性等因素,以避免形成的联盟频繁重构。在此基础上,提出了联盟生成和优化算法,支持任务的冗余性检测,保证系统的鲁棒性和执行效率。
(4)自私用户受其个性偏好、当前状态、情感历史以及外部刺激影响,对于是否参与协作可能产生不同的情绪反应。本文提出了自私节点的协作动机模型,使得MANETs网络中的移动设备可以模拟人类情感对协作成功的渴求程度,协作行为由情感触发,从而减少节点由于参与无效协作而产生的能量以及网络流量开销。
【关键词】：移动Ad hoc网络 协作 服务 协商 联盟 情感计算 协作动机 【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TN929.5
【目录】：
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-12
- 第1章 绪论12-22
- 1.1 研究背景和意义12-17
- 1.1.1 研究动机13-17
- 1.1.2 研究意义17
- 1.2 博士期间主要工作17-18
- 1.3 本文主要研究内容和创新点18-19
- 1.4 本文组织结构19-22
- 第2章 AD HOC网络协作研究综述22-40
- 2.1 概述22
- 2.2 AD HOC网络激励机制22-24
- 2.2.1 基于虚拟货币的激励机制22-23
- 2.2.2 基于信誉的激励机制23-24
- 2.3 协商机制24-33
- 2.3.1 基于拍卖的协商机制25-27
- 2.3.2 基于博弈理论的协商机制27-29
- 2.3.3 多AGENT协商机制29-33
- 2.4 联盟机制33-35
- 2.5 情感建模理论35-39
- 2.6 小结39-40
- 第3章 基于服务协商的单点协作机制40-52
- 3.1 引言40
- 3.2 服务协商模型40-43
- 3.3 协商优化策略43-47
- 3.4 仿真实验47-51
- 3.5 小结51-52
- 第4章 协商环境参数自适应调整机制52-64
- 4.1 引言52
- 4.2 服务定价模型52-55
- 4.2.1 卖方定价模型52-54
- 4.2.2 买方定价模型54-55
- 4.3 协商期限自适应调整机制55-58
- 4.4 仿真实验58-62
- 4.5 小结62-64
- 第5章 面向任务联盟的多点协作机制64-82
- 5.1 引言64
- 5.2 盟员预选择机制64-68
- 5.2.1 FCM算法64-66
- 5.2.2 改进的FCM算法66-68
- 5.3 联盟形成和优化68-75
- 5.3.1 蚁群算法70-72
- 5.3.2 蚁群算法求解任务联盟72-75
- 5.4 仿真实验75-80
- 5.5 小结80-82
- 第6章 自私节点的协作动机模型82-96
- 6.1 引言82
- 6.2 协作动机模型82-90
- 6.2.1 心理学中的成就动机模型82-84
- 6.2.2 自私节点协作动机模型84-90
- 6.3 仿真实验90-95
- 6.3.1 基于服务协商的单点协作场景90-93
- 6.3.2 基于联盟的多点协作场景93-95
- 6.4 小结95-96
- 第7章 结束语96-98
- 7.1 论文总结96-97
- 7.2 未来的研究工作97-98
- 参考文献98-104
- 致谢104-106
- 攻读学位期间发表论文及专利106
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|
| 1 |
王玉峰,王文东,袁刚,程时端;Ad Hoc网络中基于Vickrey拍卖的协作激励机制的研究[J];北京邮电大学学报;2005年04期 |
| 2 |
蒋建国,夏娜,于春华;基于能力向量发挥率和拍卖的联盟形成策略[J];电子学报;2004年S1期 |
| 3 |
蒋建国;夏娜;齐美彬;木春梅;;一种基于蚁群算法的多任务联盟串行生成算法[J];电子学报;2005年12期 |
| 4 |
陈志;王汝传;孙力娟;;一种无线传感器网络的多Agent系统模型[J];电子学报;2007年02期 |
| 5 |
燕忠,袁春伟;用蚁群优化算法求解中国旅行商问题[J];电路与系统学报;2004年03期 |
| 6 |
赵新宇;林作铨;;合同网协议中的Agent可信度模型[J];计算机科学;2006年06期 |
| 7 |
徐晋晖,张伟,路海明,石纯一;一种具有个性的Agent实现机制[J];计算机研究与发展;2001年06期 |
| 8 |
陈刚,陆汝钤;关系网模型——基于社会合作机制的多Agent协作组织方法[J];计算机研究与发展;2003年01期 |
| 9 |
宋亦旭,贾培发;人工情感及其应用[J];控制理论与应用;2004年02期 |
| 10 |
王立春,陈世福;多Agent多问题协商模型[J];软件学报;2002年08期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
周培德;求解货郎担问题的几何算法[J];北京理工大学学报;1995年01期 |
| 2 |
程胜,冯美玉,张勖,丁炜;Adhoc网络中VBDAR分布式路由协议的研究[J];北京邮电大学学报;2004年05期 |
| 3 |
王玉峰,王文东,袁刚,程时端;Ad Hoc网络中基于Vickrey拍卖的协作激励机制的研究[J];北京邮电大学学报;2005年04期 |
| 4 |
魏蛟龙,张驰;Internet拥塞控制和资源分配中的对策论分析框架[J];电子学报;2003年10期 |
| 5 |
蒋建国,夏娜,于春华;基于能力向量发挥率和拍卖的联盟形成策略[J];电子学报;2004年S1期 |
| 6 |
桂小林,钱德沛,何戈;基于校园网络的元计算实验系统WADE的设计与实现[J];计算机研究与发展;2002年07期 |
| 7 |
马希荣;刘琳;桑婧;;基于情感计算的e-Learning系统建模[J];计算机科学;2005年08期 |
| 8 |
宁淑荣;班晓娟;曾广平;尹怡欣;涂序彦;;“情感软件人”模型研究[J];计算机科学;2006年10期 |
| 9 |
班晓娟,刘宏伟,陈泓娟,涂序彦;“人工鱼”自学习方法研究[J];计算机工程;2004年06期 |
| 10 |
张翔宇,华蓓,陈意云;人脸建模和动画的基本技术[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年04期 |
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