Coalitonal Game Theoretic Power Control for Delay-Constrained Wireless Sensor Networks

지연제약 무선 센서 네트워크를 위한 협력게임 기법에 기반한 전송 파워 제어 기법

In this paper, we propose a coalitonal game theoritic approach to the power control problem in resource-constrained wireless sensor networks, where the objective is to enhance power efficiency of individual sensors while providing the QoS requirements. We model this problem as two-sided one-to-one matching game and deploly deferred acceptance procedure that produces a single matching in the core. Furthermore, we show that, by applying the procedure repeatedly, a certain stable state is achieved where no sensor can anticipate improvements in their power efficiency as far as all of them are subject to their own QoS constraints. We evaluate our proposal by comparing them with cluster-based and the local optimal solution obtained by maximizing the total system energy efficiency, where the objective function is non-convex.

이 논문에서 우리는 자원이 제약된 무선 센서네트워크에서 협력게임이론 (coalitional game theory) 기반의 전송파워제어 문제를 다룬다. 우리가 다루고자 하는 전송파워제어 문제는 각 센서의 에너지 효율성을 목적 함수 (objecitve function) 로 갖고 지연시간을 제약조건으로 갖는다. 이 문제는 two-sided one-to-one matching game 으로 모델링하고 core에 속하는 센서쌍의 매칭을 찾아내기 위해 deferred acceptance procedure (DAP)를 적용한다. Core에 속하는 매칭은 다른 센서와 매칭을 해도 현재 매칭 이상보다 좋은 결과를 가져오지 않는 매칭이 된다. 그리고, DAP를 반복해서 적용하게 되면 특정 안정상태에 도달하게 되는데, 그 안정상태에서는 지연시간제약을 만족시키면서 더 이상 에너지 효율성이 향상되지 않는 것을 보인다. 우리의 결과는 클러스터 기반의 센서 그룹방법과 지역 최적의 해 (local optimal solution)와 비교된다.