Teoría de juegos cooperativos como estrategia de optimización de recursos en una home area network (han) sobre power line communications (plc)

Abstract

Una red puede ser considerada como un escenario en el cual todos los nodos presentan la necesidad de transmitir, generándose una disputa permanente por acceder al medio, y las redes sobre Power Line Communications (PLC) no son la excepción. La tecnología PLC permite establecer procesos de comunicación mediante el uso de la red eléctrica como medio físico de transmisión, en donde HomePlug AV (HPAV) es uno de los estándares de mayor aceptación. Uno de los mayores problemas que presentan las redes PLC, obedece al hecho de que HPAV no posee de un mecanismo para la optimización de recursos, generando escenarios de inequidad y desperdicio de recursos entre nodos, afectando considerablemente el rendimiento de la red para la prestación servicios IP, acorde con la demanda en el servicio y el aumento en el número de nodos. Pese a que se han realizado estudios que involucran alternativas como: mecanismos de acceso al medio híbrido [1][2] y ampliar el ancho de banda para un canal PLC [3][4], ninguno de los trabajos a la fecha ha sugerido mecanismos para la optimización de recursos acorde a las necesidades para cada nodo y clase de servicio, orientados a la tecnología PLC. En vista de lo anterior, en esta Tesis Doctoral se propone el uso de la teoría de juegos cooperativos, como estrategia de optimización de recursos en redes HAN1 (Home Area Network) sobre PLC, con base en la demanda del servicio, el número de estaciones y las condiciones del canal, teniendo en cuenta que la teoría de juegos ha sido ampliamente utilizada en el contexto económico y recientemente en el ámbito de la ingeniería con excelentes resultados. Acorde con los resultados obtenidos durante el desarrollo de esta investigación, se logró demostrar que el uso de la teoría de juegos como estrategia para la asignación de recursos en redes HAN, mejora significativamente los niveles de Throughput, retardo y eficiencia en comparación con las condiciones actuales de la tecnología PLC, con un nivel de confianza del 95%.