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(huì)提供了以萬(wàn)物互聯(lián)為基礎(chǔ)的巨大信息交互平臺(tái)，是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息獲取和共享的更進(jìn)一步的發(fā)展。而無(wú)線通信的高速發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的信息感知、隨時(shí)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(wú)線通信支撐下的物聯(lián)網(wǎng)真正使得萬(wàn)物互聯(lián)迅速的走進(jìn)了人們的生活，滲透到每一個(gè)人生活的方方面面，滲透到每一個(gè)人日常行為的隨時(shí)隨地。然而，無(wú)線模式下的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)作模式在享受靈活性、移動(dòng)性等巨大好處的同時(shí)，也受到有限能量的嚴(yán)

2、重制約。無(wú)線傳感器或者是無(wú)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(gè)瓶頸問(wèn)題。所以，物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線設(shè)備的能量使用效率問(wèn)題成了當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線設(shè)備的能效優(yōu)化問(wèn)題展開(kāi)研究。重點(diǎn)在于對(duì)分布式系統(tǒng)的能量效率進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的整體優(yōu)化。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　第一，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中各個(gè)用戶為了提高能量效率需要科學(xué)選擇無(wú)線通信頻率信道的問(wèn)題，本文提出了基于博弈論的能量?jī)?yōu)化數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)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(shì)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(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)算法，使得系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一定步驟的學(xué)習(xí)迭代，實(shí)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量效率的全局最優(yōu)。
　　第二，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)信息需要選擇合適的骨干網(wǎng)接入點(diǎn)進(jìn)行能效優(yōu)化的問(wèn)題，本文首先建立了傳感器節(jié)點(diǎn)自由選擇接入點(diǎn)問(wèn)題系統(tǒng)級(jí)能量?jī)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型，然后提出了