计算机学报
計算機學報
계산궤학보
CHINESE JOURNAL OF COMPUTERS
2012年
4期
730-740
,共11页
杨威%班冬松%管东林%叶锡庆%窦文华
楊威%班鼕鬆%管東林%葉錫慶%竇文華
양위%반동송%관동림%협석경%두문화
认知无线电网络%协作感知%多目标优化%联盟构造博弈%分布式算法
認知無線電網絡%協作感知%多目標優化%聯盟構造博弈%分佈式算法
인지무선전망락%협작감지%다목표우화%련맹구조박혁%분포식산법
协作感知技术可提高认知无线电网络中的频谱资源利用率,但网络节点在形成协作感知联盟的同时也不可避免地引入了额外开销,联盟内节点总希望用较少的额外能量开销达到较大的吞吐量期望.为此,文中提出了协作感知系统的多目标非线性优化问题,然后基于联盟博弈理论为该问题构建了一个不可转移支付的联盟构造博弈模型,在其核心的支付函数的设计中,采用线性加权和的方法同时考虑了节点吞吐最期望和能量消耗两个优化目标.基于该函数,提出了一种分布式多目标联盟构造算法DMCF,其核心是根据优超算子所定义的联盟的帕累托顺序,循环地对联盟进行合并和分裂操作.此外,还证明了DMCF的收敛性和最终联盟划分的稳定性.仿真实验的结果表明,DMCF可有效解决提出的多目标优化问题,与一种分布式随机联盟构造算法DRCF相比,DMCF总能使节点消耗较少能量却达到相对较大的吞吐量期望.在不同网络规模下,DMCF可获得的节点平均吞吐量期望可提升约7.5%,而节点平均能量消耗却可降低约70%.
協作感知技術可提高認知無線電網絡中的頻譜資源利用率,但網絡節點在形成協作感知聯盟的同時也不可避免地引入瞭額外開銷,聯盟內節點總希望用較少的額外能量開銷達到較大的吞吐量期望.為此,文中提齣瞭協作感知繫統的多目標非線性優化問題,然後基于聯盟博弈理論為該問題構建瞭一箇不可轉移支付的聯盟構造博弈模型,在其覈心的支付函數的設計中,採用線性加權和的方法同時攷慮瞭節點吞吐最期望和能量消耗兩箇優化目標.基于該函數,提齣瞭一種分佈式多目標聯盟構造算法DMCF,其覈心是根據優超算子所定義的聯盟的帕纍託順序,循環地對聯盟進行閤併和分裂操作.此外,還證明瞭DMCF的收斂性和最終聯盟劃分的穩定性.倣真實驗的結果錶明,DMCF可有效解決提齣的多目標優化問題,與一種分佈式隨機聯盟構造算法DRCF相比,DMCF總能使節點消耗較少能量卻達到相對較大的吞吐量期望.在不同網絡規模下,DMCF可穫得的節點平均吞吐量期望可提升約7.5%,而節點平均能量消耗卻可降低約70%.
협작감지기술가제고인지무선전망락중적빈보자원이용솔,단망락절점재형성협작감지련맹적동시야불가피면지인입료액외개소,련맹내절점총희망용교소적액외능량개소체도교대적탄토량기망.위차,문중제출료협작감지계통적다목표비선성우화문제,연후기우련맹박혁이론위해문제구건료일개불가전이지부적련맹구조박혁모형,재기핵심적지부함수적설계중,채용선성가권화적방법동시고필료절점탄토최기망화능량소모량개우화목표.기우해함수,제출료일충분포식다목표련맹구조산법DMCF,기핵심시근거우초산자소정의적련맹적파루탁순서,순배지대련맹진행합병화분렬조작.차외,환증명료DMCF적수렴성화최종련맹화분적은정성.방진실험적결과표명,DMCF가유효해결제출적다목표우화문제,여일충분포식수궤련맹구조산법DRCF상비,DMCF총능사절점소모교소능량각체도상대교대적탄토량기망.재불동망락규모하,DMCF가획득적절점평균탄토량기망가제승약7.5%,이절점평균능량소모각가강저약70%.