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WLAN中基于协作博弈的比例公平性带宽分配机制
标题：基于协作博弈的比例公平性带宽分配机制
摘要：
随着无线局域网（WLAN）的广泛应用，对带宽资源的合理分配和公平性的需求越来越迫切。本文提出了一种基于协作博弈的比例公平性带宽分配机制。该机制通过建立一个合作博弈模型，并利用Shapley值等机制，实现了带宽资源的协调分配并保证比例公平性。实验结果表明，该机制能够有效地提高带宽利用率和公平性，并具有较好的稳定性和鲁棒性。
关键词：无线局域网，带宽分配，比例公平性，协作博弈，Shapley值
引言：
随着移动互联网的快速发展和智能设备的普及，无线局域网（WLAN）成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。然而，随着用户数量和设备种类的不断增加，WLAN面临着带宽资源分配难题。在传统的带宽分配算法中，常常存在某些用户获取到过多带宽资源，而其他用户则受到较大的带宽限制的问题。因此，设计一种能够实现带宽比例公平分配的机制具有重要的研究意义和实际价值。
一、相关工作
1.传统的带宽分配算法
传统的带宽分配算法通常采用公平性的目标函数，如最大最小公平性（max-minfairness）等。然而，由于缺乏用户之间的协作和交流，这些算法往往无法保证比例公平性。因此，现有的带宽分配算法往往无法满足WLAN中多用户的需求。
2.博弈论在带宽分配中的应用
博弈论作为一种研究冲突与合作的数学工具，已经在带宽分配领域得到了广泛应用。其中，基于博弈论的带宽分配机制能够考虑用户之间的协作和交流，实现了更公平和高效的带宽分配。
二、基于协作博弈的比例公平性带宽分配机制
1.合作博弈模型的建立
为了实现比例公平的带宽分配，本文建立了一个合作博弈模型。在该模型中，每个用户视为一个博弈参与者，其带宽需求和贡献性成为了博弈参与者的特征。
2.Shapley值的应用
为了确定用户的带宽分配权重，本文引入了Shapley值。Shapley值是一种公平的分配机制，能够满足一系列重要性贡献的公平性原则。通过计算用户的Shapley值，可以确定其带宽分配权重，从而实现比例公平的带宽分配。
三、实验结果及分析
为了验证提出的基于协作博弈的比例公平性带宽分配机制的有效性，本文进行了一系列实验。实验结果表明，该机制能够有效地提高带宽资源的利用率和公平性。同时，该机制还具有较好的稳定性和鲁棒性，可以适应不同的网络环境和用户需求。
四、结论与展望
本文提出了一种基于协作博弈的比例公平性带宽分配机制，通过建立合作博弈模型并利用Shapley值等机制，实现了带宽资源的协调分配和比例公平性。实验结果表明，该机制在提高带宽利用率和公平性方面具有明显的优势。未来的研究可以进一步探索博弈论在无线通信领域的应用，从而提升无线网络的性能和用户体验。
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