Teorie her v komunikačních sítích - Game theory in communication networks

Herní teorie byl použit jako nástroj pro modelování a studium interakcí mezi kognitivní rádia Předpokládá se provoz v budoucích komunikačních systémech. Takové terminály budou schopné přizpůsobit se kontextu, ve kterém pracují, případně prostřednictvím řízení výkonu a rychlosti a také výběrem kanálu. Softwaroví agenti vložení do těchto terminálů budou potenciálně sobečtí, což znamená, že se pokusí maximalizovat pouze propustnost / konektivitu terminálu, pro který fungují, na rozdíl od maximalizace blahobytu (celkové kapacity) systému, ve kterém pracují. Potenciál tedy interakce mezi nimi lze modelovat prostřednictvím nespolupracujících her. Vědci v této oblasti se často snaží určit stabilní provozní body systémů složených z těchto sobeckých terminálů a snaží se přijít s minimální sadou pravidel (etiketa), aby se ujistili, že ztráta optimality ve srovnání s kooperativním - centrálně řízené nastavení - je udržováno na minimu.[1]

Aplikace teorie nespolupracujících her ve výzkumu bezdrátových sítí

Teorie her je studium strategického rozhodování. Formálně je to „studium matematických modelů konfliktů a spolupráce mezi inteligentními racionálními rozhodovacími orgány“.[1] Alternativním termínem navrhovaným „jako popisnější název oboru“ je interaktivní teorie rozhodování.[2] Teorie her se používá hlavně v ekonomii, politologii a psychologii, stejně jako v logice a biologii. Subjekt nejprve oslovil hry s nulovým součtem, takže zisky jedné osoby získaly přesně stejné čisté ztráty druhého účastníka (účastníků). Dnes se však teorie her vztahuje na širokou škálu třídních vztahů a vyvinula se do zastřešujícího výrazu pro logickou stránku vědy, který zahrnuje lidské i jiné než lidské bytosti, jako jsou počítače. Klasická použití zahrnují rovnováhu v mnoha hrách, kde každý člověk našel nebo vyvinul taktiku, která nemůže úspěšně zlepšit jeho výsledky, vzhledem k druhému přístupu. Herní teorie byla široce používána ve výzkumu bezdrátových sítí k rozvoji porozumění stabilním provozním bodům pro sítě vytvořené z autonomních / sobeckých uzlů. Uzly jsou považovány za hráče. Funkce obslužného programu se často volí tak, aby odpovídaly dosažené rychlosti připojení nebo podobným technickým metrikám. Studie provedené v této souvislosti lze seskupit takto:[2]

Hry se středním přístupem pro 802.11 WLAN

Různé studie analyzovaly problémy se správou rádiových zdrojů v sítích 802.11 WLAN. V takové náhodný přístup Studie, vědci uvažovali o sobeckých uzlech, kteří se snaží maximalizovat pouze svou vlastní užitečnost (propustnost) a kontrolují své pravděpodobnosti přístupu ke kanálu, aby maximalizovali své užitky.

Hry pro ovládání napájení v systémech CDMA

Řízení výkonu označuje proces, kterým mobilní telefony v celulárním nastavení CDMA upravují své vysílací síly tak, aby nevytvářely zbytečné rušení jiných mobilních telefonů, přesto se snaží dosáhnout požadovaného Kvalita služeb. Řízení výkonu může být centralizováno v přírodě, kde základnová stanice diktuje a přiřazuje úrovně výkonu vysílače mobilním telefonům na základě jejich vlastností spojení, nebo mohou být distribuovány, ve kterých mobilní telefony aktualizují své pravomoci autonomně, nezávisle na základnové stanici, na základě vnímané služby kvalitní. V takovém distribuovaném nastavení lze mobilní telefony považovat za sobecké agenty (hráče), kteří se snaží maximalizovat své nástroje (často modelované jako odpovídající propustnosti). Teorie her je považována za mocný nástroj ke studiu těchto scénářů.[3]

Aplikace teorie kooperativní hry (koalice) ve výzkumu bezdrátových sítí

Koaliční teorie her v bezdrátových sítích

Koaliční teorie her je odvětví teorie her, které se zabývá kooperativním chováním. V koaliční hře je klíčovou myšlenkou studovat formování kooperativních skupin, tj. Koalic mezi řadou hráčů. Díky spolupráci mohou hráči posílit svou pozici v dané hře a vylepšit své nástroje. V této souvislosti se teorie koaliční hry ukazuje jako silný nástroj pro modelování chování při spolupráci v mnoha bezdrátových síťových aplikacích, jako jsou kognitivní rádiové sítě, bezdrátový systém, zabezpečení fyzické vrstvy, virtuální MIMO, mimo jiné.[4][5][6]

Viz také

Reference

  1. ^ A b M. Felegyhazi a J.P. Hubaux, „Teorie her v bezdrátových sítích: výuka“
  2. ^ A b Dusit Niyato a Ekram Hossain „„ Hry pro správu rádiových zdrojů v bezdrátových sítích: přístup k přidělování šířky pásma a řízení přístupu pro službu dotazování v IEEE 802.16 “, IEEE Wireless Communications, sv. 14. února 2007
  3. ^ H. Tembine, E. Altman, R. El Azouzi, Y. Hayel: Evoluční hry v bezdrátových sítích. Transakce IEEE na systémech, člověku a kybernetice, část B 40 (3): 634-646 (2010).
  4. ^ Walid Saad, Zhu Han, Merouane Debbah, Are Hjorungnes a Tamer Basar, „Coalitional Game Theory for Communication Networks: A Tutorial“, IEEE Signal Processing Magazine, Special Issue on Game Theory, sv. 26, č. 5, s. 77-97, září 2009
  5. ^ Felegyhazi, M .; Cagalj, M .; Hubaux, J.-P. (2005). „Efektivní MAC v kognitivních rádiových systémech: herně teoretický přístup“ (PDF). Transakce IEEE v bezdrátové komunikaci. 8 (4): 1984–1995. doi:10.1109 / TWC.2009.080284. S2CID  4614935.
  6. ^ Shi, Zhefu; Beard, Cory; Mitchell, Ken (2011). „Konkurence, spolupráce a optimalizace v multi-hopových CSMA sítích“.