• Journal of Communications and Networks
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• 제13권3호
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• pp.266-276
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• 2011

In wireless networks, it is well-known that intermediate nodes can be used as cooperative relays to reduce the transmission energy required to reliably deliver a message to an intended destination. When the network is under a central authority, energy allocations and cooperative pairings can be assigned to optimize the overall energy efficiency of the network. In networks with autonomous selfish nodes, however, nodes may not be willing to expend energy to relay messages for others. This problem has been previously addressed through the development of extrinsic incentive mechanisms, e.g., virtual currency, or the insertion of altruistic nodes in the network to enforce cooperative behavior. This paper considers the problem of how selfish nodes can decide on an efficient energy allocation and endogenously form cooperative partnerships in wireless networks without extrinsic incentive mechanisms or altruistic nodes. Using tools from both cooperative and non-cooperative game theory, the three main contributions of this paper are (i) the development of Pareto-efficient cooperative energy allocations that can be agreed upon by selfish nodes, based on axiomatic bargaining techniques, (ii) the development of necessary and sufficient conditions under which "natural" cooperation is possible in systems with fading and non-fading channels without extrinsic incentive mechanisms or altruistic nodes, and (iii) the development of techniques to endogenously form cooperative partnerships without central control. Numerical results with orthogonal amplify-and-forward cooperation are also provided to quantify the energy efficiency of a wireless network with sources selfishly allocating transmission/relaying energy and endogenously forming cooperative partnerships with respect to a network with centrally optimized energy allocations and pairing assignments.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.215-221
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• 2024

정부는 신재생에너지 정책을 통해 신재생에너지 시설확대를 독려하고 있다. 그러나 신재생에너지 발전시설 설치로 인해 발생하는 경관훼손, 전자파발생, 부동산 가치하락, 환경오염 등의 사유로 인해 지역주민들의 민원이 발생한다. 이는 발전사업자와 주민들 사이에서 갈등을 만들며, 사업 진행을 어렵게 만든다. 본 연구는 비협조적 게임이론을 적용하여, 주민참여를 통해 발전사업자와 주민들의 갈등을 해결한 신재생에너지 발전 사업 8가지 사례를 분석하고자 한다. 인근 이해당사자인 지역주민들의 투자를 받아, 주민들은 최대 25 %에서 최소 4.1 %의 수익률을 얻었다. 주민들은 발전사업 추진에 동의하고, 발전사업자는 수익의 일부를 주민들과 공유하는 것이 게임이론 분석을 통해 모두에게 우월전략임을 확인했다. 우월 전략이 만나는 지점은 내쉬균형을 형성하며, 동시에 파레토최적점이 되어 발전사업자와 주민 모두에게 이익이 된다는 분석결과를 도출하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권2호
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• pp.183-192
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• 2014

This paper proposes a payment-based power control scheme using non-cooperative game with a novel pricing function in cognitive radio networks (CRNs). The proposed algorithm considers the fairness of power control among second users (SUs) where the value of per SU' signal to noise ratio (SINR) or distance between SU and SU station is used as reference for punishment price setting. Due to the effect of uncertainty fading environment, the system is unable to get the link gain coefficient to control SUs' transmission power accurately, so the quality of service (QoS) requirements of SUs may not be guaranteed, and the existence of Nash equilibrium (NE) is not ensured. Therefore, an alternative iterative scheme with sliding model is presented for the non-cooperative power control game algorithm. Simulation results show that the pricing policy using SUs' SINR as price punishment reference can improve total throughput, ensure fairness and reduce total transmission power in CRNs.

• ETRI Journal
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• 제36권1호
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• pp.80-88
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• 2014

Recently, the idea of the smart grid has been gaining significant attention and has become a hot research topic. The purpose of this paper is to present a novel smart grid management scheme that uses game theory principles. In our proposed scheme, power appliances in the smart grid adaptively form groups according to the non-cooperative hedonic game model. By exploiting multi-appliance diversity, appliances in each group are dynamically scheduled in a cooperative manner. For efficient smart grid management, the proposed coopetition game approach is dynamic and flexible to adaptively respond to current system conditions. The main feature is to maximize the overall system performance while satisfying the requirements of individual appliances. Simulation results indicate that our proposed scheme achieves higher energy efficiency and better system performance than other existing schemes.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2286-2309
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• 2016

Overlay networks have been widely deployed upon the Internet by Service Providers (SPs) to provide improved network services. However, the interaction between each overlay and traffic engineering (TE) as well as the interaction among co-existing overlays may occur. In this paper, we adopt both non-cooperative and cooperative game theory to analyze these interactions, which are collectively called hybrid interaction. Firstly, we model a situation of the hybrid interaction as an n+1-player non-cooperative game, in which overlays and TE are of equal status, and prove the existence of Nash equilibrium (NE) for this game. Secondly, we model another situation of the hybrid interaction as a 1-leader-n-follower Stackelberg-Nash game, in which TE is the leader and co-existing overlays are followers, and prove that the cost at Stackelberg-Nash equilibrium (SNE) is at least as good as that at NE for TE. Thirdly, we propose a cooperative coalition mechanism based on Shapley value to overcome the inherent inefficiency of NE and SNE, in which players can improve their performance and form stable coalitions. Finally, we apply distinct genetic algorithms (GA) to calculate the values for NE, SNE and the assigned cost for each player in each coalition, respectively. Analytical results are confirmed by the simulation on complex network topologies.

• 벤처창업연구
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• 제19권2호
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• pp.159-179
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• 2024

본 연구는 대기업과 스타트업의 협업 사례를 기반으로 개방형 혁신의 성공을 위해서는 상호 협력과 신뢰 관계 형성이 중요하다는 점을 협조적 게임이론 관점에서 제시하고, 어떻게 이를 구현할 수 있을지에 대한 시사점을 제공한다. 정보의 비대칭성, 그리고 대기업과 스타트업의 조직문화와 의사결정구조의 차이로 인해 일반적인 개방형 혁신에서는 참가자들 간의 비협조적 게임 형태로 협업이 진행될 가능성이 높으며, 이는 혁신의 정도가 낮아지는 개방형 혁신의 역설(the open innovation paradox) 현상으로 귀결된다. 이에 따라 본 연구는 "어떻게 하면 개방형 혁신을 협조적 게임 형태의 성공적인 협업으로 진행할 수 있을 것인가?"라는 연구문제에 기반하여 대기업 'G사'와 스타트업 'S사'와의 정보비대칭 상황에서 협업에 대한 사례연구를 수행하였다. 연구 결과, 성공적인 개방형 혁신을 위해서는 (1) 대기업-스타트업 간 조직문제를 해결하기 위해 양사 이해관계가 일치하는 명확한 목표 수립이 필요하다는 점, (2) 신뢰성 문제 해결을 위해서는 스타트업의 질적성장을 위한 인력파견 등의 지원이 중요하다는 점, (3) 이익배분 문제를 해결하기 위해서는 전략적 투자와 신사업 공동 추진으로 연결되는 유기적 협업이 중요하다는 점을 확인하였다. 본 연구는 개방형 혁신 성공 요인에 대한 논의를 참가자들 간의 조직 문화와 의사결정구조를 고려한 상호작용과 전략적 판단의 중요성으로 확장하는데 기여하고, 협조적 게임이론 관점에서 개방형 혁신의 성공 조건을 실증적으로 확인하였다는 점에서 그 의의를 찾을 수 있다.

• 한국항만경제학회지
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• 제29권4호
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• pp.73-95
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• 2013

본 논문은 컨테이너 선사들의 선형, 항로 및 항차의 결정방법을 구축하기 위해 동아시아지역의 경쟁적인 해운시장을 분석하였다. 상하이항과 홍콩항으로부터 국내의 부산, 광양 및 인천항향 서비스 항로에 운송량, 운임, 원가, 그리고 시장점유율을 기반으로 한 모형에 비협조적게임이론에 기초한 순차진행게임을 적용하였다. 이러한 모형의 문제를 풀도록 제안된 하위게임 완전 내시균형해에 따르면, 경쟁환경에서 선사들의 의사결정은 운항거리, 운송수요, 그리고 운임수준에 따라 달라지는 것으로 분석되었다. 그러므로 선사들은 운송네트워크와 최적선대에 대한 전략을 구성할 때 최적균형해를 이용하고 이를 위해 다양한 의사결정 요인들을 동시에 고려해야만 한다. 추가적으로, 항만들은 다양한 요인들을 이용해 각 항만이 선사 운송네트워크의 최적 균형해를 제공하기 위한 경영전략을 구축해야만 할 것이다.

• 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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• 제55권6호
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• pp.259-264
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• 2006

This paper addresses the collusive bidding that functions as a potential obstacle to a fully competitive wholesale electricity market. Cooperative game is formulated and the equation of its Nash Equilibrium (NE) is derived on the basis of the supply function model. Gencos' willingness to selectively collude is expressed through a bargain theory. A Collusion Incentive Index(CII) for representing the willingness is defined through computing the Gencos' profits at NE. In order to keep the market non-cooperative, the market operator has to know the highest potentially collusive combination among the Gencos. Another index, which will be called the Collusion Monitoring Index(CMI), is suggested to detect the highest potential collusion and it is calculated using the marginal cost functions of the Gencos without any computation of NE. The effectiveness of CMI for detecting the highest potential collusion is verified through application on many test market cases.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.55-62
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• 2014

게임이론을 적용하여 에너지 효율적인 전송률 스케줄링 방안을 제안한다. 먼저, 개별 단말의 효용함수를 정의하고, 효용함수를 최적화하도록 에너지를 결정하는 비협력적 전송률 게임을 모델링한다. 여기서, 효용함수는 개별 단말이 데이터 전송시 소모하는 전송 에너지이다. 특히, 개별 단말의 효용함수가 Convex 함수임을 이용하여 에너지 효율적인 전송률 스케줄링 문제가 나쉬 평형이 존재함을 증명하고, 이를 기반으로 비협력적 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 또한, 에너지 효율의 개선을 위해서 개별 단말의 효용함수의 합을 최적화하는 협력적 스케줄링 알고리즘도 제안한다. 성능 분석을 위하여 비협력적 알고리즘과 협력적 알고리즘의 수렴도 결과와 에너지 효율성 결과를 제시한다.

• KIEE International Transactions on Power Engineering
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• 제4A권4호
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• pp.243-253
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• 2004

As deregulation evolves, pricing electricity becomes a major issue in the electric power industry. Participants in the competitive marketplace are able to improve their profits substantially by effectively pricing the electricity. In this paper, game theory is applied to analyze price-clearing in the generation bidding competition with the competition modeled as the non-cooperative and complete information game. The result of this analysis can be useful in understanding spot price-clearing of electricity as well as GENCOs' strategic behavior in the competitive electricity market.