ايجاد بازي پتانسيلي با استفاده از قيمت گذاري به منظور مديريت بهينه منابع در شبكه هاي راديويي شناختگر غير همكارانه

Designing a potential game via pricing for optimal resource management in non-cooperative Cognitive Radio networks

در اين مقاله، مديريت بهينه منابع در يك شبكه از راديوهاي شناختگر هوشمند، با استفاده از نظريه بازي مورد بررسي قرار گرفته است. كاربران بر اساس منافع شخصي، تابع سود دلخواه خود را انتخاب كرده و براي انتخاب كانال و توان رقابت مي كنند. اين رويكرد غير همكارانه توسط يك شيوه قيمت‌گذاري مناسب كنترل مي شود. نشان داده ايم كه اگر از تابع سود در يك بازي پتانسيلي همكارانه، به عنوان تابع قيمت‌گذاري در شبكه غير همكارانه استفاده شود، بازي حاكم بر شبكه غير همكارانه نيز پتانسيلي خواهد شد و بنابراين به نقطه تعادل نش خواهد رسيد. وجود كاربران خودخواه، شبكه‌اي را كه با فرض همكاري كاربران طراحي شده است ناپايدار مي كند. بعلاوه بازدهي استفاده از منابع را كاهش مي‌دهد. نشان داده شده است كه با استفاده از قيمت‌گذاري پيشنهادي، شبكه به تعادل مي‌رسد. نتايج شبيه سازي نشان مي‌دهد علاوه براينكه بازدهي استفاده از منابع بهبود مي‌يابد، نقطه تعادل از بعضي معيارهاي بهينگي مانند بهينگي پرتو نيز برخوردار است.

In this paper, based on the game theory, an optimized resource management algorithm for cognitive radio networks has been presented. Considering the personal interests, each user selects its own desired utility function and competes for channel and power selection. This non-cooperative approach is controlled through an appropriate pricing method. We have shown that if the profit function in a cooperative potential game is used as the pricing function in a non-cooperative network, the game governing the non-cooperative network will also become potential and will thus converge to Nash equilibrium. If the network is designed based on the cooperation of the users, the existence of selfish users among them will make the network be unstable. Besides, it decreases resource utilization gain. Using the recommended pricing has been shown to equilibrate the network. In simulations, by studying parameters like sum-rate of network and its total interference, it is shown that the resource utilization will be improved. Simulation results show that the equilibrium points also enjoy some optimality criteria such as Pareto optimality.