Αξιολόγηση υφιστάμενων και νέων στρατηγικών βασισμένες στη θεωρία παιγνίων για σχεδιασμό ενός αρχικού πρωτοκόλλου μείωσης παρεμβολών ανάμεσα σε γεωγραφικά κοντινούς σταθμούς αναμετάδοσης

Abstract

Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται ευρύτερη χρήση των ασύρματων δικτύων που τείνουν να αντικαταστήσουν τα ενσύρματα, χάρη στα πλεονεκτήματα τους που προσδίδουν ευελιξία και αυτονομία στους χρήστες. Εντούτοις όπως κάθε καινούρια τεχνολογία έτσι και αυτή των ασύρματων δικτύων βρίσκεται αντιμέτωπη με δυσκολίες και περιορισμούς. Ένα από τα βασικότερα προβλήματα, οι παρεμβολές [1], προκύπτει από τον ανταγωνισμό μεταξύ των διάφορων σταθμών αναμετάδοσης για τη δέσμευση ελεύθερου καναλιού επικοινωνίας. Λόγω της ευρείας χρήσης των ασύρματων δικτύων και της συνεχόμενης ανάπτυξης νέων τεχνολογιών που προωθούν τη χρήση ασύρματων συσκευών, δημιουργείται άμεση ανάγκη αντιμετώπισης των παρεμβολών που μειώνουν την απόδοση του δικτύου και της ποιότητας της εμπειρίας του χρήστη. Προηγούμενες προσπάθειες μείωσης των παρεμβολών εισηγήθηκαν προσωρινές λύσεις [2], όπως τη μετακίνηση των σταθμών αναμετάδοσης σε άλλα σημεία ή τη δημιουργία αλγόριθμων για αυτόματη εναλλαγή συχνότητας. Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή στοχεύει στον σχεδιασμό μιας πιο μόνιμης λύσης του προβλήματος των παρεμβολών. Η λύση αυτή περιλαμβάνει τον σχεδιασμό ενός αρχικού κατανεμημένου πρωτοκόλλου όπου ανεξάρτητοι ασύρματοι κόμβοι μπορούν να συνεργαστούν με σκοπό την μείωση παρεμβολών μεταξύ τους. Το κίνητρο για την συνεργασία είναι ότι το πρωτόκολλο θα βασίζεται σε στρατηγικές δράσης για τον κάθε ασύρματο κόμβο, που θα έχουν ως αποτέλεσμα σημαντικό κέρδος για τον κάθε κόμβο ξεχωριστά και ως αποτέλεσμα για όλους τους κόμβους ως ομάδα. Με βάση τη Θεωρία Παιγνίων εξετάστηκαν οι δημοφιλέστερες στρατηγικές και αναπτύχθηκαν τέσσερις νέες που σκοπός τους είναι η προώθηση της συνεργασίας μεταξύ των συμμετεχόντων, δηλαδή τους διάφορους σταθμούς αναμετάδοσης. Η αξιολόγηση των στρατηγικών αυτών πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια του εργαλείου Matlab που έθεσε δυνατή τη σύγκριση μεταξύ των στρατηγικών και την επιλογή μιας από αυτές που όχι μόνο είναι αποδοτική αλλά προωθεί και τη συνεργασία. iv Τα συμπεράσματα που φαίνονται με βάση τη σύγκριση είναι ότι η συνεργασία είναι σημαντική και μπορεί να φέρει τα επιθυμητά αποτελέσματα κάτι το οποίο αδυνατεί να συνδυάσει η μέχρι τώρα επικρατέστερη στρατηγική σε παρόμοια παιχνίδια Southampton. Το γεγονός αυτό οδήγησε στην επιλογή μιας από τις καινούριες στρατηγικές, της Guess Opponent’s Next Move η στρατηγική αυτή επιλέχτηκε λόγω της πολύ κοντινής απόδοσης που εξασφάλισε έναντι της Southampton αλλά και επίσης λόγω του ότι προωθεί τα κοινά πλεονεκτήματα της συνεργασίας έναντι του ατομικού συμφέροντος κάτι που η Southampton δεν προωθεί . Με βάση τα ευρήματα της αξιολόγησης έγινε μια αρχική περιγραφή ενός πιθανού πρωτόκολλου. Ως μελλοντική εργασία παραμένει η ανάπτυξη και εφαρμογή του ώστε να διαπιστωθεί η αποτελεσματικότητα του σε πραγματικό περιβάλλον.