Game Theoretic Approaches for Spectrum Redistribution

این مختصر به بررسی مسائل مربوط به تخصیص طیف برای منابع محدود طیف رادیویی می‌پردازد. از دیدگاه نظری بازی استفاده می کند که در آن گره های شبکه بی سیم منطقی هستند و همیشه اهداف خود را دنبال می کنند. این یک مطالعه سیستماتیک از رویکردهایی را ارائه می دهد که می تواند همگرایی سیستم را در یک حالت تعادل تضمین کند، که در آن عملکرد سیستم بهینه یا کمتر از بهینه است. نویسنده یک آموزش کوتاه در مورد تئوری بازی ها ارائه می دهد، تخصیص کانال های نظری بازی را در شبکه های بی سیم و چند هاپ توضیح می دهد و چالش ها را در طراحی مکانیسم های نظری بازی برای توزیع مجدد کانال پویا بررسی می کند. از آنجایی که طراحی یک مکانیسم کاملاً ایمن در اکثر سیستم‌های مستقل توزیع‌شده بسیار گران یا غیرممکن است، مطالعه رفتار نادرست گره‌ها و توسعه مکانیسم‌های تخصیص کانال‌های نظری بازی سبک‌وزن مفیدتر است. با ترکیبی از اطلاعات نظری و عملی، خلاصه مفاهیم نظریه بازی، وضعیت فعلی تخصیص طیف در شبکه‌های بی‌سیم و رقابت آینده برای منابع را دنبال می‌کند. محتوای کامل و در عین حال قابل دسترس، برای محققان و متخصصانی که روی توزیع مجدد طیف کار می کنند ایده آل است. همچنین یک منبع مفید برای محققان و دانشجویان سطح پیشرفته علاقه مند به تئوری بازی ها و ارتباطات بی سیم است.

This brief examines issues of spectrum allocation for the limited resources of radio spectrum. It uses a game-theoretic perspective, in which the nodes in the wireless network are rational and always pursue their own objectives. It provides a systematic study of the approaches that can guarantee the system’s convergence at an equilibrium state, in which the system performance is optimal or sub-optimal. The author provides a short tutorial on game theory, explains game-theoretic channel allocation in clique and in multi-hop wireless networks and explores challenges in designing game-theoretic mechanisms for dynamic channel redistribution. Since designing a completely secure mechanism is extremely expensive or impossible in most of distributed autonomous systems, it is more beneficial to study misbehavior of the nodes and develop light-weighted game-theoretic channel allocation mechanisms. With a mix of theoretical and hands-on information, the brief traces the concepts of game theory, the current state of spectrum allocation in wireless networks and future competition for resources. Thorough yet accessible, the content is ideal for researchers and practitioners working on spectrum redistribution. It is also a helpful resource for researchers and advanced-level students interested in game theory and wireless communications.