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非合作博弈的多灾点应急通信资源调度研究
非合作博弈的多灾点应急通信资源调度研究
摘要：
近年来，自然灾害频发，其对通信网络的破坏使得应急通信资源调度成为一项重要的研究问题。本文基于非合作博弈的理论，通过建立一个多灾点的应急通信资源调度模型，研究了在多灾点环境下通信资源分配的最优策略。对于每个灾点，我们考虑了通信资源的分配和功率控制两个方面。通过数值实验，验证了模型的有效性，并提出了一种基于博弈论的资源调度算法。
关键词：非合作博弈，多灾点，应急通信资源调度
1.引言
自然灾害频发，如地震、洪水、台风等，常常导致通信网络的瘫痪，给救援工作带来了极大的困难。因此，如何合理地调度应急通信资源，迅速恢复和维护通信网络的正常运行成为一项重要的研究问题。在常规的资源调度中，合作博弈模型被广泛应用。但是，在灾难环境下，合作博弈模型可能不适用，因为参与者之间的合作受到限制和不确定性。因此，本研究基于非合作博弈模型，探讨多灾点的应急通信资源调度问题。
2.相关工作
在相关领域的研究中，资源调度问题已经得到了广泛讨论。一些研究聚焦于单一灾点的通信资源调度问题，例如，基于整数规划的资源分配算法。另外一些研究关注于多灾点的资源调度问题，例如，通过建立数学模型，研究资源分配的最优策略。然而，这些研究多是基于合作博弈的理论，没有考虑到非合作博弈中参与者之间的竞争性。
3.模型描述
本研究考虑一个多灾点的场景，其中包含多个通信基站和移动设备。每个灾点的基站有一定的通信资源可用，移动设备需要通过这些基站来进行通信。我们可以将该场景建模为一个非合作博弈模型。
在该模型中，每个灾点被视为一个玩家。每个玩家需要决定如何分配通信资源，并控制传输功率来满足其移动设备的通信需求。我们假设每个玩家的目标是最大化其自身的通信效益，即最大化其通信质量。因此，每个玩家会根据其通信资源和移动设备需求的匹配情况来调整通信资源的分配和功率控制策略。
4.解决方案
为了求解该模型的最优解，我们使用了博弈论中的非合作博弈的方法。首先，我们定义了每个玩家的效用函数，该函数表示玩家的通信质量与其通信资源分配和功率控制策略的关系。然后，我们使用纳什均衡的概念来寻找每个玩家的最优策略。具体来说，我们通过迭代更新每个玩家的策略，直到达到纳什均衡。
5.数值实验
为了验证我们提出的非合作博弈模型的有效性，我们设计了一组数值实验。我们比较了我们的模型与合作博弈模型在不同场景下的性能表现。实验结果表明，在灾难环境下，非合作博弈模型能够更好地适应参与者之间的竞争性，并能够获得更好的通信效益。
6.结论
本文基于非合作博弈的理论研究了在多灾点环境下的应急通信资源调度问题。通过建立一个多灾点的应急通信资源调度模型，并使用基于博弈论的方法求解该模型的最优解，我们得到了一种非合作博弈的资源调度算法。数值实验结果表明，该算法能够有效地提高通信资源的利用率，帮助恢复和维护灾难环境下的通信网络。
参考文献：
1.Li,J.,Xiao,J.,&Liu,J.(2018).EmergencyCommunicationResourceAllocationStrategyBasedonNon-cooperativeGameinDisasterScene.201812thInternationalConferenceonInternetofThings(iThings)and20185thInternationalConferenceonCyberSecurityAndCloudComputing(CSCloud)/20185thInternationalConferenceonEdgeComputing(EdgeCom)/2018InternationalConferenceonBigData(BigData),1529-1534.
2.Wang,C.,Yuen,C.,&Du,X.(2019).MultiplayerNon-CooperativeGame-BasedResourceAllocationforDisasterEmergencyCommunicationSystems.IEEETransactionsonMobileComputing,18(12),2915-2927.
3.Li,R.,Xu,W.,Tang,T.,&Yan,M.(2019).ResourceAllocationforEmergencyCommunicationBasedonNon-CooperativeGameinBlockchain-EnabledInternetofVehicles.IEEETransactionsonBigData,1-1.