형평성 기반의 게임 모델을 활용한 융합 네트워크상의 자원 관리 기법에 관한 연구
Future Network Resource Management Approach using Fairness-based Game Models
- 주제(키워드) 게임이론 , 정보통신기술 , 형평성 , 루빈스타인 바게닝 , 메카니즘 디자인 , 자원관리 , 스마트 그리드 , 사물인터넷 , game theory , information and communication technology , fairness , Rubinstein bargaining model , mechanism design
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김승욱
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000059960
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
최근 정보통신기술의 급격한 발달로 통합된 기술의 요구와 이러한 기술에서의 문제점이 지속적으로 증가하고 있다. 첫번째로, 사물인터넷은 개인용 컴퓨터, 인터넷 그리고 무선 이동통신 서비스 이후 새로운 산업 파동으로 각광 받고 있다. 특히, 사물인터넷과 이동통신망의 통합으로 인해 새로운 서비스 플랫폼을 제공할 수 있게 되었다. 두번째로, 스마트 그리드는 전기의 생산, 운반, 소비 과정에 정보통신기술을 접목하여 공급자와 소비자가 서로 상호작용함으로써 효율성을 높인 지능형 전력망시스템이다. 세번째로, 클라우드 컴퓨팅은 최근 분산 컴퓨팅 환경에서의 차세대 기술로 높은 컴퓨팅 파워와 유연성을 제공하는 새로운 패러다임으로 떠오르고 있다. 오늘날 게임이론은 응용수학분야의 한 분야로 독립적인 네트워크 개체들 사이에서의 상효 작용을 모델링 할 수 있는 효과적인 기법을 제공하고 있다. 본 연구에서는 게임이론 기반의 새로운 정보통신기술 제어 기법을 제안한다. 루빈스타인 바게닝 게임 모델에 기반하여 제안한 기법들은 아래 세가지 이점을 보장한다. i) 스마트 그리드 환경에서 피크 시간대의 전력 수요를 감소 시키는 사용자의 전력 스케쥴링 결정을 유도한다. ii) 효율적인 데이터 오프로딩 기법을 활용하여 사물인터넷 기기들로 인해 발생할 수 있는 이동 통신망에서의 혼잡을 완화 시키고 quality-of-service (QoS)을 향상 시킨다. iii) 효율적인 에너지 라우팅으로 다수의 전력 제공자들이 잉여 전력을 효율적으로 서로 공유할 수 있도록 협력을 유도 시킨다. 마지막으로, 본 연구는 실험을 통하여 제안한 기법들이 다른 기법들에 비해 높은 효율성을 가지는 것을 확인하였다.
more초록/요약
As information and communication technology conditions change rapidly, the need for integrated technologies has been increasing. Therefore, a number of problems and issues are arising in this regard. First, Internet of things (IoT) is seen as a new industrial wave after the invention of personal computers, the Internet, and mobile communication networks. Especially, IoT/cellular network integration becomes a new service platform for the different kinds of traffic manipulation. Second, smart grid is a modernized electrical grid that uses information about the behaviors of suppliers and consumers in an automated fashion to improve the efficiency, reliability, economics, and sustainability of the production and distribution of electricity. Third, cloud computing has recently emerged as a promising computing paradigm, which offers unprecedented computing power and flexibility in the distributed computing environment. Nowadays, game theory is a field of applied mathematics that provides an effective tool in modeling the interactions among independent network agents. In this dissertation, I propose a new ICT control scheme based on the game theory. Based on the Rubinstein bargaining game model, my approach can ensure that i) consumers in the smart grid make informed decisions regarding their power consumption while reducing the peak-to-average ratio, ii) data offloading method can effectively alleviate the IoT traffic congestion while enhancing the quality-of-service (QoS) in cellular network systems, and iii) effective energy routing can induce all the suppliers to cooperate with each other and the surplus energy can be transferred dynamically. Finally, I show the effectiveness of my proposed scheme through extensive simulations.
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