تخصیص توزیعی، توأم، و کارامد منابع در شبکه های داده بی سیم

در شبکه های بی سیم، کاربران برای در اختیار گرفتن منابع محدود موجود در شبکه با یگدیگر رقابت می کنند تا بتوانند نیازمندی های خود را برآورده کنند. با توجه به محدود بودن منابع شبکه، نیاز به راه کارهایی است که به صورت کارامد، منابع موجود را به کاربران شبکه اختصاص دهد. با توجه به ماهیت مسایل تخصیص منابع، گسترش شبکه ها و افزایش پیچیدگی مسایل تخصیص منابع، تخصیص توزیعی منابع مورد توجه خاص قرار گرفته است. ویژگی های رفتاری کاربران و میزان اطلاعات موجود از وضعیت شبکه باعث شده است که نظریه بازی ها در مدل کردن و تحلیل مسایل تخصیص منابع، جایگاه ویژه ای پیدا کند. بیشتر تحقیقات موجود، بر روی تخصیص تنها یکی از منابع شبکه، عمدتا توان ارسال، متمرکز شده اند که در بسیاری مواقع، از منظر کارایی انرژی و توان مصرفی، حجم محاسباتی، حجم سیگنالینگ مورد نیاز و جواب های مسأله، نامناسب و ناکارامد هستند. در این رساله راه کارهایی برای تخصیص توزیعی منابع در شبکه های بی سیم با استفاده از چهارچوب نظریه بازی ها پیشنهاد شده است، که در آن منابع شبکه به صورت گام به گام و توزیعی به کاربران تخصیص داده می شود. در ابتدا، یک راه کار برای تخصیص توزیعی و توأم توان و نرخ ارسال در شبکه های بی سیم تک حاملی cdma پیشنهاد شده است. در این راه کار با تعریف یک تابع جدید بهره که رفتار و خواست کاربران را در نظر می گیرد، مسأله تخصیص منابع به صورت یک بازی غیرتعاونی استراتژیک بیان شده است. بعلاوه، برای کنترل رفتار کاربران، سازوکار هزینه جدیدی پیشنهاد شده است که کارایی نقطه تعادل بازی را بهبود می دهد. سپس یک راه کار برای تخصیص توأم منابع در شبکه های چند سلولی پیشنهاد شده است که در آن علاوه برای توان و نرخ ارسال، ایستگاه پایه نیز تخصیص داده می شود. همچنین، راه کاری برای تخصیص منابع در شبکه های با ترافیک ناهمگون که در آن دو گروه کاربران به صورت همزمان از شبکه استفاده می کنند، پیشنهاد شده است. در این راه کار، هر گروه کاربران، مسأله تخصیص منابع مربوط به خود را اجرا کرده و مسأله در حالتی که هر دو گروه به طور همزمان در شبکه حضور دارند بررسی شده است. در ادامه، یک راه کار برای تخصیص توزیعی و فرصت طلبانه توان در سیستم های چندحاملی پیشنهاد می شود که در آن کاربران به صورت فرصت طلبانه توان ارسال روی زیرحامل ها را به دست می آورند. در این راه کار، توان ارسال کاربران به شرایط کانال وابسته بوده و کاربران با توجه به شرایط کانال، توان ارسال کلی خود و توان ارسال روی زیرحامل ها را تعیین می کنند. سپس یک سازوکار جدید هزینه پیشنهاد شده که کاربران را به سمت رفتار فرصت طلبانه سوق می دهد. در انتها، یک راه کار برای تخصیص توزیعی و توأم توان و نرخ ارسال در سیستم های چندحاملی پیشنهاد شده است. در این راه کار، کاربران به صورت توزیعی و گام به گام، توان و نرخ ارسال خود را روی زیرحامل های شبکه به دست می آورند.