• 대한전자공학회논문지TC
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• 제49권1호
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• pp.53-58
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• 2012

게임 이론적 시각으로 p-persistence 슬롯화된 ALOHA를 비협력 게임으로 구성하고, 이 게임에서 Nash equilibrium을 구해 찾아 패킷 전달을 시도할 확률 값을 마련한다. Nash equilibrium의 수학적 표현에는 반드시 활성 변방국의 수가 포함되지만, 많은 실제 응용에서 이러한 수를 거의 알 수가 없다. 따라서 본 논문에서는 패킷의 전달을 시도할 지 결정하기에 앞서 활성 변방국의 수를 예측하는 Bayes 풍의 방식을 제안한다. 제안하는 Bayes 풍의 방식은 변방국이 스스로 자연스럽게 구할 수 있는 최소 정보만을 필요로 하지만 상당량의 정보에 의존하는 방식에 비해 경쟁력 있는 예측 성능을 보여 준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권1호
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• pp.34-49
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• 2015

Market means of spectrum trading have been utilized as a vital method of spectrum sharing and access in future cognitive radio system. In this paper, we consider the spectrum trading with multiple primary carrier providers (PCP) leasing the spectrum to multiple secondary carrier providers (SCP) for a short period of time. Several factors including the price of the resource, duration of leasing, and the spectrum quality guides the proposed model. We formulate three trading policies based on the game theory for dynamic spectrum access in a LTE based cognitive radio system (CRS). In the first, we consider utility function based resource sharing (UFRS) without any knowledge of past transaction. In the second policy, each SCP deals with PCP using a non-cooperative resource sharing (NCRS) method which employs optimal strategy based on reinforcement learning. In variation of second policy, third policy adopts a Nash bargaining while incorporating a recommendation entity in resource sharing (RERS). The simulation results suggest overall increase in throughput while maintaining higher spectrum efficiency and fairness.

• 경영과학
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• 제23권3호
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• pp.243-257
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• 2006

ITU-T's NgN(Next generation Network) architecture is expected to offer a new Internet platforms such as QoS(Quality of Service) guaranteed services as it overcame the limitations of the existing best-effort Internet architecture. However, policy development crucial for the NgN framework(e.g., interconnections and billing) is lagging far behind technology development. For example, arguments over network neutrality clearly indicate little understanding of the Internet industry structure where diverse providers including ISP and CP coexist. This study employs a network economics approach to predict how the competitive landscape involving various providers will evolve under the traffic-based billing system under the NgN environment. Applied is the non-cooperative game theory, in particular, Stackelberg's repeated game in order to build and analyze model for competition among those providers. We also studied possible impacts that CPs would have on the competitive landscape if they have an option to replace ISP: i.e., CDN(Content Delivery Network) provider. Lastly, based on the model analysis and experiments, presented are their implications to policy development and tile future prospect.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권9호
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• pp.4188-4206
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• 2016

Power control is widely used to reduce co-channel interference in wireless networks and guarantee the signal-to-interference plus noise ratio (SINR) of ongoing connections. This technique is also effective for wireless body area networks (WBANs). Although achieving satisfactory SINR is important for WBAN users, they may not be willing to achieve it at arbitrarily high power levels since power is a scarce resource in WBANs. Besides, for WBANs with different purposes, the QoS requirements and concern about the power consumption may be different. This motivates us to formulate the power control problem using the concepts from microeconomics and game theory. In this paper, the QoS objective is viewed as a utility function, which represents the degree of user satisfaction, while the power consumption is viewed as a cost function. The power control problem consequently becomes a non-cooperative multiplayer game, in which each player tries to maximize its net utility, i.e., the utility minus the cost. Within this framework, we investigate the Nash equilibrium existence and uniqueness in the game and derive the best response solution to reach the Nash equilibrium. To obtain the optimal transmission power in a distributed way, we further propose a utility-based and QoS-aware power control algorithm (UQoS-PCA). Tunable cost coefficient in UQoS-PCA enables this scheme to be flexible to satisfy diverse service requirements. Simulation results show the convergence and effectiveness of the proposed scheme as well as improvements over existing algorithm.

• Journal of Communications and Networks
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• 제14권6호
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• pp.662-671
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• 2012

Plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) will be widely used in future transportation systems to reduce oil fuel consumption. Therefore, the electrical energy demand will be increased due to the charging of a large number of vehicles. Without intelligent control strategies, the charging process can easily overload the electricity grid at peak hours. In this paper, we consider a smart charging and discharging process for multiple PHEVs in a building's garage to optimize the energy consumption profile of the building. We formulate a centralized optimization problem in which the building controller or planner aims to minimize the square Euclidean distance between the instantaneous energy demand and the average demand of the building by controlling the charging and discharging schedules of PHEVs (or 'users'). The PHEVs' batteries will be charged during low-demand periods and discharged during high-demand periods in order to reduce the peak load of the building. In a decentralized system, we design an energy cost-sharing model and apply a non-cooperative approach to formulate an energy charging and discharging scheduling game, in which the players are the users, their strategies are the battery charging and discharging schedules, and the utility function of each user is defined as the negative total energy payment to the building. Based on the game theory setup, we also propose a distributed algorithm in which each PHEV independently selects its best strategy to maximize the utility function. The PHEVs update the building planner with their energy charging and discharging schedules. We also show that the PHEV owners will have an incentive to participate in the energy charging and discharging game. Simulation results verify that the proposed distributed algorithm will minimize the peak load and the total energy cost simultaneously.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.49-55
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• 2015

인지무선 네트워크에서 스펙트럼 센싱은 우선사용자에게 간섭을 주지 않기 위해 기본적으로 수행해야 하는 단계이다. 스펙트럼 센싱에 요구되는 샘플 수는 2차 사용자의 성능에 직접적으로 영향을 주기 때문에, 2차 사용자의 성능과 우선사용자에 대한 간섭은 트레이드오프 관계에 있다. 스펙트럼 센싱에 필요한 샘플 수는 요구되는 오검출 확률, 검출확률 및 우선 사용자의 최소 요구 SNR로 부터 얻어진다. 우선 사용자 센싱에 요구되는 SNR은 2차 사용자의 전송반경과 관련 있기 때문에, 2차사용자들을 모아 센싱집합으로 구성하고 요구되는 전송영역을 최소화시킴으로써 스펙트럼 센싱에 요구되는 우선사용자의 SNR을 완화시킬 수 있다. 따라서 스펙트럼 센싱에 필요한 최소 샘플 수를 줄임으로써 인지무선 네트워크의 전송량을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 이를 위해 센싱집합인 클러스터링을 통해 게임이론으로 클러스터의 크기에 따라 얻는 이득과 손실을 트레이드오프로 디자인하고, 시뮬레이션을 통해 제안된 방법의 성능을 확인한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권3호
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• pp.71-82
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• 2009

As a solution to spectrum under-utilization problem, Cognitive radio (CR) introduces a dynamic spectrum access technology. In the area, one of the most important problems is how secondary users (SUs) should choose between the available channels, which means how to achieve load balancing between channels. We consider spectrum load balancing problem for CR system in frequency domain and especially in time domain. Our objective is to balance the load among the channels and balance the occupied time length of slots for a fixed channel dynamically in order to obtain a user-optimal solution. In frequency domain, we refer to Dynamic Noncooperative Scheme with Communication (DNCOOPC) used in distributed system and a distributed Dynamic Spectrum Load Balancing algorithm (DSLB) is formed based on DNCOOPC. In time domain, Spectrum Load Balancing method with QoS support is proposed based on Dynamic Feed Back theory and Hash Table (SLBDH). The performance of DSLB and SLBDH are evaluated. In frequency domain, DSLB is more efficient compared with existing Compare_And_Balance (CAB) algorithm and gets more throughput compared with Spectrum Load Balancing (SLB) algorithm. Also, DSLB is a fair scheme for all devices. In time domain, SLBDH is an efficient and precise solution compared with Spectrum Load Smoothing (SLS) method.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.591-593
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• 2016

Device-to-device (D2D) communications underlaid cellular infrastructure is an competitive local area services technology to promote spectrum usage for next generation cellular networks. These potential can only be tap through efficient interference coordination. Previous works only concentrated on interference from D2D pairs whiles interference from CUs to D2D pairs were neglected. This work focus on solving uplink interference problem emanating from multiple CUs sharing its resource with multiple D2D pairs. The base station (BS) acting as a supervisor selfishly institute a pricing scheme to manage the interference it experience from D2D pairs based on its Quality of service (QoS) requirement. D2D pairs following the supervisor make power allocation decisions considering the price from the BS in a non-cooperative game fashion. In order for the D2D pairs to also meet their QoS requirement, they suggest a price to the BS called discount price which reflects the interference they receive from the CUs. Finally, we analyze the proposed approach.

• 한국습지학회지
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• 제26권1호
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• pp.10-20
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• 2024

습지의 보전 및 복원은 지속 가능한 인간 사회와 환경을 위한 필수적 과제로, 생물다양성 유지, 자연재해 저감, 기후 변화 완화 등 중요한 혜택을 제공한다. 본 연구는 습지 복원 및 조성을 위한 다양한 이해관계자들 간의 전략적 상호작용과 이익을 게임 이론을 통해 분석하고, 정책 결정에 중요한 근거를 제공하고자 한다. 이 연구에서는 대도시, 중소도시, 소도시의 세 가지 도시 유형에 대해 가상의 상황을 설정하고, 정부, 개발회사, 환경단체, 지역 주민 등의 이해관계자를 정의하였다. 각 이해관계자별 전략적 선택 사항을 도출하고, 습지생태 전문가들의 논의를 통해 보수행렬을 설정하였다. 이후 비협력적 게임 이론을 적용하여 내쉬 균형과 파레토 효율성을 분석하였다. 대도시에서는 '습지 보존'과 '친환경 개발', 중소도시에서는 다양한 전략들, 그리고 소도시에서는 '친환경 개발'이 이해당사자 모두에게 이득이 되는 해결책으로 나타났다. 파레토 효율성 분석 결과, 각 도시 유형별로 습지 관리와 관련하여 이해당사자들 간의 최적의 해결책이 어떻게 달라질 수 있는지를 보여주었다. 도시 유형별로 습지 보존, 친환경 개발, 습지 복원 사업이 각각 중요하게 부각되었다. 이에 따라 정책 입안자들은 환경 보호와 도시 개발의 조화를 이루는 규제와 인센티브를 마련하고, 지역 사회의 참여를 촉진하는 프로그램을 고려해야 한다. 이해당사자별 역할과 전략을 통해 습지 보존과 지역 경제 발전을 동시에 촉진하는 방안을 모색해야 한다. 전략별 장단점을 이해하고, 이를 바탕으로 보다 효과적인 정책 결정을 내리는 것이 중요하다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권7호
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• pp.543-552
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• 2013

차량통신간 자동차의 정보를 포함하는 메시지인 비콘을 주변의 자동차들에게 주기적으로 전송함으로 차량간의 안전을 보장해야 할 필요가 있다. 그러나 IEEE 802.11p/WAVE 환경에서는 혼잡상황에서 비콘 전송을 경쟁윈도우(Contention window)를 기반으로 한 MAC (Medium Access Control)에서 해결하도록 하였기 때문에 비콘 전송 과정에 충돌이 발생한다. 본 논문에서는 차량 혼잡 상황에서 비콘의 충돌을 막기 위해서 MAC 구조를 슬롯 p-persistent CSMA (Carrier Sense Multiple Access)라 가정하여 전송 확률에 대한 보수행렬(payoff)을 이용한 비 협조적 베이지안 게임이론을 적용하여 베이지안 내쉬 균형점(BNE)을 도출하였다. 본 논문에서는 도출된 BNE를 가지고 포화 상태에서 비콘 전송률을 높일 수 있는 혼잡 제어 알고리즘을 제안했다. 제안된 알고리즘으로 경쟁윈도우크기와 주변 자동차 수에 관련된 함수를 통해 전송 확률을 계산하였다. 시뮬레이션 결과를 통해서 제안된 알고리즘이 안정적으로 동작함을 보였다.