演化博弈理论在无线传感器网络节能分簇路由中的应用

"这篇文献是《传感技术学报》第33卷第3期于2020年3月发布的一篇文章，主要探讨了基于演化博弈理论的无线传感器网络（WSNs）节能分簇路由算法。该研究由国家自然科学基金项目(61801072)和重庆市自然科学基金项目(cstc2018jcyjAX0344)资助，作者包括ZHOU Yuanlin、TAO Yang、LI Zhengyang和YANG Liu，来自重庆邮电大学通信与信息工程学院。" 文章摘要: 在无线传感器网络中，传感器节点在资源有限且面临冲突决策环境时表现得相对理性不足。近年来，博弈论被引入WSNs来解决自私传感器节点的聚类问题。然而，许多基于传统博弈论的聚类协议并不适用于资源受限的节点，因为这些协议中的博弈参与者需要知道整个网络的信息，并假设传感器节点足够理性。为此，本文提出了一种新的能量高效的基于演化博弈的聚类路由算法（EECEG）。文章中引入了复制动力学方程，以模拟传感器节点在演化过程中的行为策略选择。 在EECEG算法中，每个传感器节点被视为一个独立的游戏参与者，它们通过适应度函数评估自身的能量消耗和生存能力。算法首先通过演化博弈策略使得节点自主形成簇，然后选择能量最优的节点作为簇头。簇头负责收集簇内成员的数据并转发至 sink 节点，同时通过动态调整簇结构以优化网络的能量效率和生存时间。这种基于演化博弈的方法减少了对全局网络信息的需求，降低了节点间的通信开销，有利于在资源受限的WSNs中实现更有效的能量管理。 此外，文章可能还深入分析了EECEG算法与其他经典路由算法的性能对比，如LEACH（低能量适应聚类层次协议）、PHEE（基于概率的高效能量聚类）等，以证明其在延长网络寿命、提高数据传输效率方面的优势。通过仿真结果，作者可能展示了EECEG在不同场景下的性能表现，例如节点密度、网络覆盖范围和数据传输速率的变化对算法效果的影响。 这篇文章提出了一种新颖的节能策略，利用演化博弈理论来解决无线传感器网络中的能量效率问题，从而提高了网络的整体性能和可持续性。这种方法不仅考虑了节点的自我利益，还考虑了网络整体的稳定性，为WSNs的节能优化提供了新的视角和解决方案。