La teoría de juegos se ha utilizado como herramienta para modelar y estudiar interacciones entre radios cognitivasprevisto para operar en futuros sistemas de comunicaciones. Dichos terminales tendrán la capacidad de adaptarse al contexto en el que operan, posiblemente mediante el control de potencia y velocidad, así como la selección de canales. Los agentes de software integrados en estos terminales serán potencialmente egoístas, lo que significa que solo intentarán maximizar el rendimiento / conectividad del terminal para el que funcionan, en lugar de maximizar el bienestar (capacidad total) del sistema en el que operan. Por lo tanto, el potencial las interacciones entre ellos pueden modelarse mediante juegos no cooperativos. Los investigadores en este campo a menudo se esfuerzan por determinar los puntos operativos estables de los sistemas compuestos por terminales tan egoístas, y tratan de llegar a un conjunto mínimo de reglas (etiqueta) para asegurarse de que la pérdida de optimalidad en comparación con una cooperativa - centralmente ajuste controlado - se mantiene al mínimo.[1]
Aplicaciones de la teoría de juegos no cooperativos en la investigación de redes inalámbricas
La teoría de juegos es el estudio de la toma de decisiones estratégicas. Más formalmente, es "el estudio de modelos matemáticos de conflicto y cooperación entre tomadores de decisiones racionales inteligentes". [1] Un término alternativo sugerido "como un nombre más descriptivo para la disciplina" es la teoría de la decisión interactiva. [2] La teoría de juegos se utiliza principalmente en economía, ciencias políticas y psicología, así como en lógica y biología. El sujeto abordó primero los juegos de suma cero, de modo que las ganancias de una persona sean exactamente iguales a las pérdidas netas de los otros participantes. Hoy, sin embargo, la teoría de juegos se aplica a una amplia gama de relaciones de clase y se ha convertido en un término genérico para el lado lógico de la ciencia, que incluye tanto a humanos como a no humanos, como las computadoras. Los usos clásicos incluyen un sentido de equilibrio en numerosos juegos, donde cada persona ha encontrado o desarrollado una táctica que no puede mejorar sus resultados con éxito, dado el otro enfoque. La teoría de juegos se ha utilizado ampliamente en la investigación de redes inalámbricas para desarrollar la comprensión de los puntos de operación estables para redes hechas de nodos autónomos / egoístas. Los nodos se consideran los jugadores. Las funciones de servicios públicos a menudo se eligen para que correspondan con la tasa de conexión lograda o métricas técnicas similares. Los estudios realizados en este contexto se pueden agrupar de la siguiente manera: [2]
Juegos de acceso medio para WLAN 802.11
Varios estudios han analizado los problemas de gestión de recursos de radio en redes WLAN 802.11. En tales estudios de acceso aleatorio , los investigadores han considerado nodos egoístas, que intentan maximizar su propia utilidad (rendimiento) únicamente y controlan sus probabilidades de acceso al canal para maximizar sus utilidades.
Juegos de control de energía en sistemas CDMA
El control de potencia se refiere al proceso mediante el cual los móviles en entornos celulares CDMA ajustan sus potencias de transmisión para que no creen interferencias innecesarias a otros móviles, intentando, no obstante, lograr la calidad de servicio requerida . El control de potencia puede ser de naturaleza centralizada, donde la estación base dicta y asigna los niveles de potencia del transmisor a los móviles en función de sus cualidades de enlace, o pueden distribuirse, en el que los móviles actualizan sus potencias de forma autónoma, independientemente de la estación base, en función del servicio percibido. calidad. En tales entornos distribuidos, los móviles pueden considerarse agentes egoístas (jugadores) que intentan maximizar sus utilidades (a menudo modelados como rendimientos correspondientes). La teoría de juegos se considera una herramienta poderosa para estudiar tales escenarios. [3]
Aplicaciones de la teoría de juegos cooperativos (coaliciones) en la investigación de redes inalámbricas
Teoría de juegos de coalición en redes inalámbricas
La teoría de juegos de coalición es una rama de la teoría de juegos que se ocupa del comportamiento cooperativo. En un juego de coaliciones, la idea clave es estudiar la formación de grupos cooperativos, es decir, coaliciones entre varios jugadores. Al cooperar, los jugadores pueden fortalecer su posición en un juego determinado y mejorar sus utilidades. En este contexto, la teoría de juegos de coalición demuestra ser una poderosa herramienta para modelar el comportamiento cooperativo en muchas aplicaciones de redes inalámbricas como redes de radio cognitivas, sistema inalámbrico, seguridad de capa física, MIMO virtual, entre otras. [4] [5] [6]
Ver también
Referencias
- ^ a b M. Felegyhazi y JP Hubaux, "Teoría de juegos en redes inalámbricas: un tutorial"
- ^ a b Dusit Niyato y Ekram Hossain , "Juegos de administración de recursos de radio en redes inalámbricas: un enfoque para la asignación de ancho de banda y el control de admisión para el servicio de sondeo en IEEE 802.16", IEEE Wireless Communications, vol. 14, febrero de 2007
- ^ H. Tembine, E. Altman, R. El Azouzi, Y. Hayel: Juegos evolutivos en redes inalámbricas. Transacciones IEEE sobre sistemas, hombre y cibernética, Parte B 40 (3): 634-646 (2010).
- ^ Walid Saad, Zhu Han, Merouane Debbah, Are Hjorungnes y Tamer Basar, "Teoría de juegos de coalición para redes de comunicación: un tutorial", Revista de procesamiento de señales IEEE, Número especial sobre teoría de juegos, vol. 26, no. 5, págs. 77-97, septiembre de 2009
- ↑ Felegyhazi, M .; Cagalj, M .; Hubaux, J.-P. (2005). "MAC eficiente en sistemas de radio cognitivos: un enfoque de teoría del juego" (PDF) . Transacciones IEEE sobre comunicaciones inalámbricas . 8 (4): 1984–1995. doi : 10.1109 / TWC.2009.080284 . S2CID 4614935 .
- ^ Shi, Zhefu; Barba, Cory; Mitchell, Ken (2011). "Competencia, cooperación y optimización en redes CSMA Multi-Hop" .