基于馬爾可夫博弈的WSN功率控制研究

劉 芳，馬爭先

(1.廣西財經學院 實驗教學中心，廣西 南寧 530003；2.格力電器股份有限公司，廣東 珠海 519070)

基于馬爾可夫博弈的WSN功率控制研究

劉 芳1，馬爭先2

(1.廣西財經學院 實驗教學中心，廣西 南寧 530003；2.格力電器股份有限公司，廣東 珠海 519070)

無線傳感器網絡中的節點能量有限、工作環境復雜，易導致節點能量消耗不均，節點耗能不均將極大地縮短網絡生命周期。針對無線傳感器網絡中節點能量有限和耗能不均問題，建立了一種基于馬爾可夫博弈的功率控制模型。該模型引用分簇結構，確定研究對象為簇頭節點；引入多信道技術，不同信道使用不同概率調節各自簇頭節點的發射功率來降低節點之間的相互干擾，進行節點功率優化；通過迭代方式進行功率和概率補償，求解功率控制模型中的納什均衡，使節點發射功率達到最優，達到整個網絡節點能量的均衡消耗，延長網絡生命周期。仿真結果表明，該模型在網絡節點能量消耗的均勻程度、加強節點之間的合作、減少節點間信道競爭和延長網絡生命周期上都有顯著效果。

馬爾可夫博弈；功率控制；納什均衡；無線傳感器網絡

0 引 言

綜合無線通信、傳感器和分布式信息處理技術的無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network,WSN)已經成為當前涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域。其在環境檢測、戰場監視以及交通流量監測等方面應用廣泛[1-2]。然而，無線傳感器網絡由大量微型傳感器組成，傳感器節點不僅能量有限、成本高、體積小，而且節點繁多、工作環境復雜，更換電池或電池充電較難。……