異構網路中基於聯盟共演化博弈的自治化資源管理方法

《異構網路中基於聯盟共演化博弈的自治化資源管理方法》是依託華中科技大學，由魏蛟龍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：異構網路中基於聯盟共演化博弈的自治化資源管理方法
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：魏蛟龍
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

異構網路的接入環境日益複雜而多樣化，網路元素間的互動正變得愈加頻繁。在未來自治化的網路管理體系下，節點將呈現出頻繁的聯盟與策略演化行為，以自適應地匹配異構網路的複雜動態資源場景，提升系統或個體性能，滿足用戶隨時隨地享受高質量網路服務的需求。本項目以異構網路下的資源管理為研究對象，將節點動態自治行為建模，聯盟穩定分配與構型機制設計，策略演化與不完全信息下的學習決策機制等科學問題作為主攻關鍵，通過對異構網路環境及節點動態聯盟與策略演化行為的探討與分析，建立異構網路的聯盟共演化博弈模型（CEGM），並基於此模型，規範和分析理性或有限理性節點在聯盟共演化過程中所體現的動態自治行為，探討其對網路整體性能的影響，提出面向異構網路性能最佳化的資源管理方法，為建立具有自組織、自最佳化、自恢復等自治特徵的異構網路管理機制提供理論指導與方法支持。

結題摘要

異構網路的接入環境日益複雜而多樣化，網路元素間的互動正變得愈加頻繁。在這一背景下，本項目從跨學科的角度出發，以博弈和學習理論為基礎設計自組織策略與算法，以解決未來具有自配置，自最佳化，自恢復特徵的無線網路的若干管理，控制與最佳化問題。 首先，以聯盟形成博弈，斯塔克伯格博弈，多人非合作博弈以及基於最優反應動態的享樂偏好學習理論為基礎，研究了異構無線網路中的網路選擇問題。針對現有網路驅動和用戶驅動網路選擇算法的不足之處，提出了一種全新的基於社會-行為的雙層網路選擇框架（SoBe）。仿真實驗驗證了SoBe 機制在主要性能指標上都優於傳統的用戶驅動網路選擇方法。同時，憑藉著享樂聯盟博弈和非合作博弈框架，使得我們的機制能夠自適應高度動態化的異構無線環境，具有自配置，自最佳化特徵。 其次，利用網路形成博弈，不完全信息下的強化學習理論，研究了一種基於無線網路的智慧型電網儀表數據QoS採集和路由機制。仿真結果驗證了所提出的路由機制可以有效的提高多樣化儀表數據業務的QoS 傳輸性能。同時，所構建的博弈模型及相應的自組織策略與算法賦予了儀表數據採集網路顯著的自最佳化和自恢復特徵。 接著，利用網路形成博弈，非零和博弈，虛擬對策學習理論，重點研究了複雜無線攻擊下的智慧型電網電力需求數據安全可靠聚合機制。仿真結果驗證了所提出的博弈和學習機制可以有效維持儀表數據傳輸的安全性和可靠性，降低用戶的電力需求或使用成本，同時在面臨複雜的無線惡意攻擊下體現出較好的自最佳化，自恢復特徵。 最後，對智慧型電網中用戶需求回響管理的博弈機制進行研究，提出了基於混合聯盟非合作博弈機制，本研究利用非合作博弈、聯盟博弈理論，針對混合能源的智慧型電網中用戶的配電策略方法進行研究。仿真結果表明我們提出的混合聯盟非合作博弈策略能夠降低相比於初始狀態下的用戶和電網公司的總成本。同時，憑藉著享樂聯盟博弈和非合作博弈框架，使得我們的機制能夠自適應動態用戶需求，具有自適應，自配置特徵。