Теория игр в сетях связи

Теория игр использовалась в качестве инструмента для моделирования и изучения взаимодействий между когнитивными радио, которые, как предполагается, будут работать в будущих системах связи. Такие терминалы будут иметь возможность адаптироваться к контексту, в котором они работают, посредством, возможно, управления мощностью и скоростью, а также выбора канала. Программные агенты, встроенные в эти терминалы, потенциально будут эгоистичными, то есть они будут пытаться только максимизировать пропускную способность/связность терминала, для которого они функционируют, в отличие от максимизации благосостояния (общей емкости) системы, в которой они работают. Таким образом, потенциальные взаимодействия между ними можно моделировать с помощью некооперативных игр. Исследователи в этой области часто стремятся определить стабильные рабочие точки систем, состоящих из таких эгоистичных терминалов, и пытаются придумать минимальный набор правил (этикет), чтобы убедиться, что потеря оптимальности по сравнению с кооперативной — централизованно контролируемой обстановкой — сохраняется на минимуме. [1]

Применение теории некооперативных игр в исследовании беспроводных сетей

Теория игр — это изучение принятия стратегических решений. Более формально, это «изучение математических моделей конфликта и сотрудничества между разумными рациональными лицами, принимающими решения». [1] Альтернативный термин, предложенный «в качестве более описательного названия дисциплины», — интерактивная теория принятия решений. [2] Теория игр в основном используется в экономике, политологии и психологии, а также логике и биологии. Сначала предмет рассматривал игры с нулевой суммой, когда выигрыш одного человека точно равен чистым потерям другого участника(ов). Однако сегодня теория игр применяется к широкому спектру классовых отношений и превратилась в обобщающий термин для логической стороны науки, включая как людей, так и нелюдей, таких как компьютеры. Классические применения включают чувство баланса в многочисленных играх, где каждый человек нашел или разработал тактику, которая не может успешно улучшить его результаты, учитывая другой подход. Теория игр широко использовалась в исследованиях беспроводных сетей для разработки понимания стабильных рабочих точек для сетей, состоящих из автономных/эгоистичных узлов. Узлы рассматриваются как игроки. Функции полезности часто выбираются так, чтобы соответствовать достигнутой скорости соединения или аналогичным техническим показателям. Исследования, проведенные в этом контексте, можно сгруппировать следующим образом: [2]

Игры со средним доступом для 802.11 WLAN

Различные исследования анализировали проблемы управления радиоресурсами в сетях WLAN 802.11. В таких исследованиях случайного доступа исследователи рассматривали эгоистичные узлы, которые пытаются максимизировать только свою собственную полезность (пропускную способность) и контролируют вероятности доступа к своим каналам, чтобы максимизировать свою полезность.

Игры управления мощностью в системах CDMA

Управление мощностью относится к процессу, посредством которого мобильные телефоны в сотовых настройках CDMA регулируют свою мощность передачи таким образом, чтобы они не создавали ненужных помех другим мобильным телефонам, пытаясь, тем не менее, достичь требуемого качества обслуживания . Управление мощностью может быть централизованным по своей природе, когда базовая станция диктует и назначает уровни мощности передатчика мобильным телефонам на основе их качества связи, или оно может быть распределенным, когда мобильные телефоны обновляют свою мощность автономно, независимо от базовой станции, на основе воспринимаемого качества обслуживания. В таких распределенных настройках мобильные телефоны можно считать эгоистичными агентами (игроками), которые пытаются максимизировать свои полезности (часто моделируемые как соответствующие пропускные способности). Теория игр считается мощным инструментом для изучения таких сценариев. [3]

Применение теории кооперативных игр (коалиций) в исследовании беспроводных сетей

Коалиционная теория игр в беспроводных сетях

Коалиционная теория игр — это раздел теории игр, который занимается кооперативным поведением. В коалиционной игре ключевая идея заключается в изучении формирования кооперативных групп, т. е. коалиций среди нескольких игроков. Сотрудничая, игроки могут усилить свою позицию в данной игре, а также улучшить свои выгоды. В этом контексте коалиционная теория игр оказывается мощным инструментом для моделирования кооперативного поведения во многих беспроводных сетевых приложениях, таких как когнитивные радиосети, беспроводные системы, безопасность физического уровня, виртуальный MIMO и другие. [4] [5] [6]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ М. Фелегьязи и Дж. П. Юбо, «Теория игр в беспроводных сетях: Учебное пособие»
  2. ^ Дусит Ниато и Экрам Хоссейн , «Игры управления радиоресурсами в беспроводных сетях: подход к распределению полосы пропускания и контролю допуска для службы опроса в IEEE 802.16», IEEE Wireless Communications, том 14, февраль 2007 г.
  3. ^ Х. Тембин, Э. Альтман, Р. Эль Азузи, Й. Хайел: Эволюционные игры в беспроводных сетях. Труды IEEE по системам, человеку и кибернетике, часть B 40(3): 634-646 (2010).
  4. ^ Валид Саад, Чжу Хань, Меруан Деббах, Аре Хьорунгнес и Тамер Басар, «Теория коалиционных игр для сетей связи: учебное пособие», журнал IEEE Signal Processing Magazine, специальный выпуск по теории игр, т. 26, № 5, стр. 77-97, сентябрь 2009 г.
  5. ^ Felegyhazi, M.; Cagalj, M.; Hubaux, J.-P. (2005). "Эффективный MAC в когнитивных радиосистемах: игровой теоретико-подход" (PDF) . IEEE Transactions on Wireless Communications . 8 (4): 1984– 1995. doi :10.1109/TWC.2009.080284. S2CID  4614935.
  6. ^ Ши, Чжэфу; Бирд, Кори; Митчелл, Кен (2011). «Конкуренция, сотрудничество и оптимизация в многосетевых CSMA-сетях».
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Теория_игр_в_сетях_связи&oldid=1015066152"