Tesis doctoral de Angela Marcela Mejia Fajardo
Las redes móviles ad hoc (manets) son redes inalámbricas sin infraestructura que permiten que sus dispositivos heterogéneos se interconecten entre si, compartiendo sus es- casos recursos, los cuales deben ser administrados y utilizados de tal manera que se obtenga el mayor beneficio posible para cada nodo, en términos de paquetes entregados exitosamen- te a sus destinos. Es por esto que los recursos no pueden ser desperdiciados en atender a los nodos egoístas, quienes sólo quieren utilizar la red para enviar sus paquetes, sin contribuir con sus propios recursos en favor de los otros nodos. Este tipo de nodos deben ser detecta- dos y aislados, de tal manera que los recursos que aportan los nodos que están dispuestos a colaborar (nodos racionales), se aprovechen al máximo, logrando beneficios para todos en una red operativa y funcional. Desafortunadamente, el comportamiento egoísta puede ser muy frecuente en las manet, ya que todos los nodos que la constituyen desean ahorrar sus recursos con la intención de utilizarlos en la transmisión de sus propios paquetes, razón por la cual es necesario incentivar a cada nodo a contribuir con los demás. Los modelos de confianza han demostrado ser efectivos para motivar al comportamiento colaborativo entre los dispositivos de una red. En esta tesis proponemos y analizamos un modelo de confianza basado en teoría de juegos, en el que los nodos utilizan procesos de percepción, aprendizaje, evolución y adaptación mediante un algoritmo genético distribuido de tipo celular/bacteriano y un parámetro de sociabilidad. el modelo de juego captura el dilema de la retransmisión, en el que cada nodo debe decidir si retransmite los paquetes de otros nodos para ganar su confianza, o si los descarta para ahorrar energía. La estrategia de decisión de cada nodo depende del comportamiento reciente de sus vecinos y de la utilidad que haya obtenido de la red, de manera que la posi- bilidad de respuestas recíprocas incentiva la cooperación. Sin embargo, es necesario ajustar las estrategias a cada escenario de red particular, el cual puede cambiar dinámicamente con el tiempo. Para esto, las estrategias se hacen evolucionar mediante un algoritmo genético completamente distribuido que integra el paralelismo de los algoritmos celulares, con heu- rísticas bacterianas basadas en la migración plasmídica. Aunque este algoritmo ofrece una rápida convergencia a valores óptimos de cooperación, necesita una altísima interacción entre los nodos para disponer de una información precisa y oportuna de los nodos de la red. Esta interacción se puede lograr mediante la movilidad, que no es un parámetro configurable de la red, o mediante un factor de sociabilidad, que representa la disponibilidad de los nodos para interactuar con nuevos nodos. El efecto conjunto es la emergencia global de la cooperación entre los nodos racionales que estén dispuestos a cooperar, y la detección y el aislamiento de los nodos egoístas. Este comportamiento emergente colectivo que surge de las interacciones locales entre los nodos, en un ejemplo claro de ingeniería de sistemas complejos. debido a la naturaleza distribuida y la alta adaptabilidad de nuestro modelo de confianza, los nodos pueden aprender rápidamente una estrategia de juego apropiada para los cambios en el ambiente de la red, con una baja sobrecarga en los recursos de comunica- ciones y ahorro de energía. Adicionalmente, en nuestro modelo, aunque cada nodo busca individualmente maximizar la probabilidad de transmitir exitosamente sus propios paque- tes, la cooperación entre los nodos racionales y el aislamiento de los nodos egoístas aparece como un comportamiento emergente colectivo, logrando una manet eficiente en el ma- nejo de recursos y efectiva en el aprovechamiento del caudal.
Datos académicos de la tesis doctoral «Evolución genética de estrategias para modelos de confianza en redes móviles ad hoc basados en teoría de juegos«
- Título de la tesis: Evolución genética de estrategias para modelos de confianza en redes móviles ad hoc basados en teoría de juegos
- Autor: Angela Marcela Mejia Fajardo
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 01/02/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- José Luis Muñoz Tapia
- Tribunal
- Presidente del tribunal: oscar Esparza martin
- yezyd Donoso meisel (vocal)
- rene joaquin Meziat velez (vocal)
- germán Hernández (vocal)