基于物理层安全特征的不可信中继行为预测

中继节点可能存在的不可信行为会影响协作通信系统中物理层安全性。为了预测中继的行为,提出了基于随机博弈的中继不可信动态行为预测方法,获得中继节点合作和自私、恶意等不可信行为的概率,进而预测中继节点的自私以及恶意行为。将遍历安全容量作为博弈收益,研究中继节点行为的物理层安全特征。利用连续时间马尔可夫链捕获中继行为和系统随机状态两者之间的关系,通过实验得到了中继的不可信行为概率,验证了该预测模型的有效性。     

基于正交空间调制的认知协作系统性能分析

针对信道间干扰、天线间同步等问题,提出了基于正交空间刃制的认知协作通信系统.该系统采用均值功率分配算法,中继节点和目的节点采用最大似然检测算法.推导了随机中继选择、次优中继选择和最优中继选择3种方案下中断概率的准确闭合表达式,以及在高信噪比区域的渐进表达式,并分析了系统的分集增益.蒙特卡罗仿真结果表明:与随机中继选择相...     

多源多目标网络下基于包聚合的选择协作方法

针对实际应用中广泛存在的源-目节点不等的无线传感网,提出一种基于包聚合的选择协作方法,以提升传输可靠性。首先,通过建立源-目节点间的关联矩阵将多源多目标传感网分解为多个多源单目标传感网;其次,将包聚合策略引入协作传输中,对多源单目标网络实施基于包聚合的选择协作通信;再次,考虑传输顺序对各源节点的影响,将3种调度方法引入选择协作方法中;最后,在保证系统传输可靠性的前提下,为方便系统的多目标优化,提出了3种中继选择策略。仿真结果表明,所提选择协作方法不仅能提高系统传输可靠性且能满足不同的网络需求。     

IWSN物理层防全双工攻击节点的多层Stackelberg博弈模型

针对工业无线传感器网络通信链路上存在的节点安全问题, 提出一种可抵御节点攻击的多层Stackelberg博弈模型。选择最佳协作干扰节点协同抵御全双工攻击节点, 将合法节点与攻击节点之间的对抗关系以及合法节点间的内部协作关系建模成多层Stackelberg博弈模型, 分析博弈模型的闭式均衡解; 设计分阶最优响应迭代算法求解Stackelberg博弈均衡。仿真结果表明, 所提的最佳协同干扰节点选择方案对攻击节点具有较好的干扰效果且节省能耗; 与其他功率控制模型相比, 所提模型可有效增加协作干扰节点的收益，提高协作的积极性。     

基于天线分组的携能中继的保密传输方案

由一个单天线的源节点、目的节点和一个多天线的中继节点组成的存在窃听节点的两跳无线网络,研究其在中继节点能量收集约束下的物理层保密传输方案。窃听节点的位置和信道状态不可知,采用由目的节点在第1跳时发送人工噪声进行协作干扰的方式保护两跳传输中保密信息。中继节点采用携能通信工作模式,从接收的信号和人工噪声中提取能量用于信号的转发。第1跳时,中继节点的天线分为两组,分别用于保密信号的接收合并和能量的收集。在第2跳时,中继节点利用所有天线采用波束赋形技术转发信号。由于不能获得窃听信道状态信息,因此以最大化目的节点的速率为目的,对中继节点的转发波束赋形矢量进行优化,并给出一种次优的低复杂度的天线分组策略。仿真结果表明,提出的方案能获得可观的保密速率,提出的天线分组策略的性能明显优于功率分裂策略。     

带有协作意愿感知的边缘协作中继机制

利用智能终端的协作转发可以缓解海量传感器数据的承载压力。然而,由用户携带智能终端的非合作行为会使转发性能急剧下降。为此,提出了一种带有协作意愿感知的边缘协作中继机制,以提高中继选择的合理性和激励机制的有效性。通过分析用户对转发数据的兴趣度感知用户的主观协作意愿,并考虑用户能量和缓冲的影响,综合选择协作状态最佳的用户作为中继。为了进一步激励中继用户参与协作转发,提出了一种基于讨价还价博弈的激励机制,充分地激励中继用户的客观协作意愿。仿真结果表明所提机制与其他中继机制相比,转发成功率和平均吞吐量分别提高了至少19.4%、17.9%,平均传递时延降低了至少18.6%。     

Ad-hoc网络中基于博弈论和粒子群优化的协作算法

为了促使Ad-hoc网络中的“自私”节点进行合作,提出了一种基于博弈论和粒子群优化的协作算法（Nash Bargaining of game theory and particle swarm optimization, NGPSO）在算法的第一阶段,源节点通过对中继节点转发的数据进行价格补偿,从而达到使中继节点参与合作的目的。将源节点的最优出价归结为纳什谈判问题,得到具有帕累托最优的激励价格,保证源节点和中继节点在合作中同时获得最佳收益;在算法的第二阶段,中继节点在获得源节点的最优出价后,通过粒子群优化算法得到最优的转发功率,使其合作收益增益最大。仿真表明,和随机价格激励相比,所提出的NGPSO算法能使源节点和中继节点达到最优收益;和中继节点固定功率转发相比,所提出的NGPSO算法,能显著提高源节点的能量效率和中继节点的收益,同时在适当设置中继节点转发功率的搜索空间时,可以保证总的能量效率。     

SC-FDMA系统中继波束赋形与用户功率分配算法

针对协作单载波频分多址（single-carrier frequency-division multiple access, SC-FDMA)系统提出了一种信干噪比约束下的中继波束赋形和用户功率分配联合优化算法。该算法能使得基站端输出信干噪比满足给定约束条件的同时最小化中继节点和用户节点的发射功率。该文通过利用矩阵分析中的瑞利商理论以及交替优化理论,分析并推导得出了最优的中继节点波束赋形和用户功率分配算法。仿真结果及分析表明,该文提出的中继波束赋形和用户功率分配〖JP3〗算法与采用正交频分复用系统下的算法相比能有效地节省中继和用户节点的发射功率。此外,为了降低算法复杂度以及所需反馈开销,该文还给出了用户端等功率分配的方法以及在此基础上的中继波束赋形算法。     

基于最优中继集合选择的HDAF算法

为减少协作通信系统资源消耗,提出了一种基于混合译码放大前传(hybrid-decode-amplify-and-forward, HDAF)的中继选择算法。该算法以降低系统的中断概率和最小化总功率为目标,采用等效信道增益参数排序的方法,得到了最优中继集合的选择算法。该算法既保证通信过程更可靠,不易中断,又减少多余中继节点的使用,节省资源。仿真结果表明,采用最优中继集合选择算法,在10~30 dB的信噪比范围内,HDAF协作方式的中断概率要小于放大转发(amplify-and-forward, AF)和译码转发(decode-and-forward, DF)协作方式。该算法与功率分配相结合,在相同中断概率条件下,源节点所需功率比AF和DF协作方式少1~4 dBm,节约了系统资源的消耗。     

基于非正交多址技术的协作中继传输方案

针对星地频谱共享网络中深衰落认知用户传输速率低的问题,提出了一种基于非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)的协作中继传输方案。该方案的源节点采用NOMA技术广播信息并根据信道特性自适应地调节功率分配因子,中继节点通过中继-源节点功率比参数合理设置其传输功率并进行译码转发,在功率受限情况下最大化认知用户的传输速率。数值分析结果表明,功率比在一定范围内时,与正交多址接入的协作中继方案相比,该方案的传输速率提高了13.7%左右;当两种方案传输速率相同时,该方案的功率节约30%左右。     

BNE-based concurrent transmission considering channel quality and its PSO searching strategy in Ad Hoc networks

The paper proposes a decentralized concurrent transmission strategy in shared channels based on an incomplete information game in Ad Hoc networks.Based on the nodal channel quality,the game can work out a channel gain threshold,which decides the candidates for taking part in the concurrent transmission.The utility formula is made for maximizing the overall throughput based on channel quality variation.For an achievable Bayesian Nash equilibrium(BNE) solution,this paper further prices the selfish players in utility functions for attempting to improve the channel gain one-sidedly.Accordingly,this game allows each node to distributedly decide whether to transmit concurrently with others depending on the Nash equilibrium(NE).Besides,to make the proposed game practical,this paper next presents an efficient particle swarm optimization(PSO) model to fasten the otherwise very slow convergence procedure due to the large computational complexity.Numerical results show the proposed approach is feasible to increase concurrent transmission opportunities for active nodes and the convergence can be swiftly obtained with a few of iteration times by the proposed PSO algorithm.     

带有模糊控制的机会网络数据转发控制策略

机会网络的拓扑结构具有较强的时变性,节点间的关系较为复杂,难以用传统的数学模型进行描述。提出了一种带有模糊控制的数据转发控制策略,利用模糊系统理论根据多维状态参数评估节点之间的关系强度,结合状态感知和专业经验进行数据转发控制,有效避免了数据转发过程中的盲目性。数值仿真结果表明,所提出的策略能够在不明显增加网络投递开销的同时,提高数据投递成功率并降低投递延时。     

基于两阶段博弈模型的高铁民航竞合关系研究

本文基于两阶段博弈理论构建高铁与民航的竞合关系模型,通过旅客视角构建一维演化博弈模型,测算高铁与民航的最佳竞争区间;通过古诺博弈理论构建基于价格视角的高铁民航竞合关系模型;通过伯特兰博弈理论构建基于距离视角的高铁民航竞合关系模型,探讨高铁与民航的竞合关系,以期找到两者之间实现共赢的科学策略.研究结果表明:650 km～850 km距离区间是民航和高铁最为激烈的竞争区间,随着运输距离的增加,民航的博弈策略由合作转变为竞争,而高铁恰恰相反,高铁的策略由竞争转变为合作.     

复杂网络演化博弈理论研究综述

综述复杂网络的结构特性对演化博弈动力学的影响的最新研究成果,研究个体在相互作用和冲突中的策略选择和演化问题,关注自私个体中合作现象的涌现。着重介绍了受到广泛关注的囚徒困境和雪堆博弈两个简单的博弈模型,并利用复杂网络刻画了个体间的联系,研究了空间结构与博弈动力学之间的关系,探讨了未来工作的研究方向。     

Energy efficient resource allocation in non-cooperative multi-cell OFDMA systems

A non-cooperative game is proposed to perform the sub-carrier assignment and power allocation for the multi-cell orthogonal frequency division multiple access(OFDMA) system.The objective is to raise the spectral efficiency of the system and prolong the life time of user nodes.This paper defines a game player as a cell formed by the unique base station and the served users.The utility function considered here measures the user’s achieved utility per power.Each individual cell’s goal is to maximize the total utility of its users.To search the Nash equilibrium(NE) of the game,an iterative and distributed algorithm is presented.Since the NE is inefficient,the pricing of user’s transmission power is introduced to improve the NE in the Pareto sense.Simulation results show the proposed game outperforms the water-filling algorithm in terms of fairness and energy efficiency.Moreover,through employing a liner pricing function,the energy efficiency could be further improved.     

基于证据理论的多Agent重复囚徒困境博弈研究

在多Agent系统中,利用证据理论与重复囚徒困境博弈对其中的合作行为进行了研究.为加强Agent之间的合作行为,构建了基于信度函数的综合信任模型.该综合信任度的建立来于两个方面:一是由以前交互历史中观察的直接证据而得到的直接信任度,二是由来自于第三方的推荐证据而得到的推荐信任度.基于综合信任模型,给出了多Agent重复囚徒困境博弈算法,并对所研究的问题进行了仿真.仿真结果表明,基于综合信任度的博弈策略能够有效地加强系统中的合作行为,提高系统的收益.     

关系强度感知的能量有效性无线DTN路由机制

节点的社会性与能量有限性严重影响延迟容忍网络（delay tolerant network, DTN）性能。提出了关系强度感知的DTN能量有效性路由机制,利用消息平均转发时间衡量节点间的关系紧密程度,并根据邻居节点的能量状态和相遇概率优化转发决策,同时采用社会属性关联的消息优先级机制提高缓存利用率。结果表明,所提出的路由机制显著地延长了网络存活时间,改善了消息投递率和网络开销性能。     

合作竞争博弈模型及其应用

合作竞争已成为当今经济发展战略的大趋势，本文通过合作博奕与竞争博奕的优劣对比，提出合作竞争博奕模型，并用一类Minimax定理求解合作竞争博奕均衡。同时以非对称双寡头合作竞争产量博奕为例，将合作竞争博奕均衡与合作均衡和竞争均衡做了对比分析。