Введение 3
Постановка задачи 5
Обзор литературы 8
Глава 1. Математическое описание задачи 9
1.1. Модель сети 9
1.2. Биматричная игра передачи данных 11
1.3. Алгоритм Лемке-Хоусона 12
1.4. Расчет характеристик 15
Глава 2. Задача поиска ожидаемого времени завершения передач
данных при равновесных стратегиях 17
2.1. Схема поиска 17
2.2. Пример 18
Глава 3. Реализация алгоритма 24
3.1. Анализ и выбор инструментов реализации 24
3.2. Реализация в среде MATLAB 26
Выводы 29
Заключение 30
Список литературы
Телекоммуникационные технологии имеют особое значение в жизни современного общества, поскольку в настоящее время без применения телекоммуникационных систем ни одна служба и ни одно предприятие не сможет проводить оптимальное управление элементами своей структуры, отсутствие доступа к своевременной информации может приводить к огромным издержкам и упущенным выгодам. Во многих отраслях деятельности человека наличие устойчивой оперативной связи является одним из важнейших факторов развития. Таким образом, благосостояние государства напрямую зависят от уровня качества и эффективности телекоммуникационных и информационных технологий.
Применение беспроводных сетей занимает значимое место в комплексе мер, направленных на автоматизацию производственных процессов, организационной и кадровой работы предприятий, а также в системах обеспечения безопасности, поскольку применение кабельных средств связи не всегда экономически целесообразно [1], а внесение кардинальных изменений в инфраструктуру уже существующих систем иногда совершенно неприемлемо. Беспроводные сети сотовой топологии, реализующие технологии выбора эффективных и надежных маршрутов находят применение в производственных помещениях с наличием радиочастотных помех. С анализом данных сетей можно ознакомиться в работе [2].
Идея отделения уровня управления от уровня передачи данных в программно-конфигурируемых сетях предоставляет возможности создания собственных протоколов маршрутизации, а также систем адаптирующихся к изменяющимся условиям функционирования. Подобные технологии очень востребованы так, как позволяют создавать надежные и легкие в эксплуатации решения. В статье [3] отмечаются такие преимущества подхода, как упрощенная настройка сети, возможность более гибкого решения задач безопасности, маршрутизации, управления полосой пропускания с ориентацией на тонкую настройку систем под задачи каждого конкретного потребителя.
Актуальность теоретико-игрового моделирования передачи данных в беспроводных сетях подтверждается необходимостью разработки и создания систем маршрутизации способных производить оптимальное распределение нагрузки с целью эффективного использования ресурсов сети. Также одной из важных задач является выбор класса систем связи для реализации в различных сферах деятельности общества с учетом требований к качеству обслуживания (QoS) и обеспечению энергоэффективности работы автономных мобильных устройств, простоты, экономичности и скорости создания системы таких устройств.
Теория игр позволяет проводить анализ оптимальных стратегий в процессах с двумя или более сторонами, преследующими свои интересы. Каждый из участников таких процессов, обладая собственной целью, вынужден выбирать стратегию, результат применения которой может зависеть от принятых стратегий остальных участников. Теория игр предоставляет возможность участникам, обладающим информацией о характеристиках сторон, выбирать стратегии, оптимизирующие собственный выигрыш.
Целью данной работы является моделирование передачи данных в беспроводной сети с применением аппарата теории игр и определение требуемых характеристик данной сети. Для достижения поставленной цели решаются задачи построения математической модели передачи данных как неантагонистической игры, реализации алгоритма решения игры с помощью программных средств и задача определения значения заявленных характеристик на основе поведения участников системы.
В процессе проведенной работы получены следующие результаты:
1. Составлено математическое описание задачи выбора маршрута передачи данных в беспроводных сетях, моделируемой в форме неантагонистической игры.
2. Реализован алгоритм теоретико-игрового моделирования передачи данных в беспроводных сетях для исполнения средствами пакета MATLAB.
3. Рассмотрен метод поиска числовых характеристик сети на основании моделирования равновесного по Нэшу выбора маршрутов передачи данных в системе.
Возможна дальнейшая разработка методов поиска характеристик для подобных систем. В качестве альтернативного направления исследования допустимо рассмотрение координации действий при выборе маршрутов.
