下一代无线网络中中继站间的网络形成博弈
信息论
2016-11-18 v1 math.IT
摘要
引入中继站 (RS) 节点是 3GPP 长期演进增强版 (LTE-Advanced) 或即将推出的 IEEE 802.16j WiMAX 标准等下一代无线网络的关键特征。本文利用博弈论提出了一种新颖的方法，用于构建连接下一代无线多跳系统上行链路中 RS 及其服务基站 (BS) 的树状架构。与主要关注性能分析的现有文献不同，我们提出了一种分布式算法来研究网络的结构和动态。我们构建了 RS 之间的网络形成博弈，其中每个 RS 旨在最大化一个跨层效用函数，该函数考虑了合作传输带来的收益（以降低误码率衡量）以及多跳传输导致的延迟成本。为了形成树状结构，设计了一种分布式短视算法。利用该算法，每个 RS 可以独立选择通过其他 RS 连接到 BS 的路径，同时优化其效用。我们证明了该算法收敛于纳什树网络，并研究了 RS 如何使网络拓扑适应环境变化，如移动性或新移动站的部署。仿真结果表明，所提出的算法在每移动站平均效用方面表现出显著增益，相较于无 RS 的情况至少提高了 17.1%，与最近邻算法相比最高可达 40.3% 的改进（针对拥有 10 个 RS 的网络）。结果还显示，即使对于拥有多达 25 个 RS 的网络，平均跳数也不超过 3。
引用
@article{arxiv.1202.0463,
title = {Network Formation Games Among Relay Stations in Next Generation Wireless Networks},
author = {Walid Saad and Zhu Han and Tamer Başar and Mérouane Debbah and Are Hjørungnes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.0463},
year = {2016}
}
备注
IEEE Transactions on Communications, vol. 59, no. 9, pp. 2528-2542, September 2011