M2M通信中用于协作随机接入的随机联盟博弈
计算机科学与博弈论
2017-07-26 v1 网络与互联网体系结构
摘要
本文研究了无线蜂窝网络上行链路中机器类型设备（MTD）之间随机接入竞争的问题。特别地，分析了形成协作组来协调MTD对随机接入信道（RACH）的请求的可能性。该问题被表述为一个随机联盟形成博弈，其中MTD是参与者，试图形成合作联盟以优化一个捕获每个MTD的能量消耗和时变队列长度的效用函数。在每个联盟内，一个MTD充当联盟头，通过RACH发送联盟成员的接入请求。该博弈的一个关键特征是它能够应对随机环境，其中MTD的到达请求和RACH上的分组成功率是动态时变的。所提出的随机联盟由多个阶段组成，每个阶段对应于MTD在每个时间步进行的随机特征形式下的联盟博弈。为求解该博弈，提出了一种新颖的分布式联盟形成算法，并证明其收敛到稳定的MTD划分。仿真结果表明，平均而言，与无协作情况相比，所提出的随机联盟形成算法对于基于簇的MTD分布可分别将平均失败率和能耗降低至多36%和31%。此外，当MTD对能耗（队列长度）更敏感时，联盟的规模将增大（减小）。
引用
@article{arxiv.1707.07759,
title = {Stochastic Coalitional Games for Cooperative Random Access in M2M Communications},
author = {Mehdi Naderi Soorki and Walid Saad and Mohammad Hossein Manshaei and Hossein Saidi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.07759},
year = {2017}
}