无线网络中用于节能多跳广播的成本分摊博弈

我们研究了具有一个源节点和多个接收节点的无线网络中的多跳广播。从源节点到接收节点的消息流可以被建模为树图，称为广播树。寻找最小功率广播树（MPBT）的问题是 NP 完全的。与现有的多数集中式方法不同，我们提出了一种基于非合作成本分摊博弈的分布式算法。在该博弈中，每个接收节点作为参与者，选择网络中的另一个节点作为其各自的发送节点以接收消息。因此，基于其选择的发送节点所施加的功率，会向该接收节点分配一个成本。在我们的模型中，发送节点所需的总功率包括发射功率和通信硬件模块所需的电路功率。我们使用边际贡献（MC）成本分摊方案开发了我们的算法，并证明了最优广播树始终是该博弈的纳什均衡（Nash Equilibrium, NE）。仿真结果表明，我们提出的算法在解决 MPBT 问题上优于传统算法。此外，我们证明了通常被现有算法忽略的电路功率对网络的能效有显著影响。