Coalitional Game Theoretic Approach for Cooperative Transmission in Vehicular Networks

Cooperative transmission in vehicular networks is studied by using coalitional game and pricing in this paper. There are several vehicles and roadside units (RSUs) in the networks. Each vehicle has a desire to transmit with a certain probability, which represents its data burtiness. The RSUs can enhance the vehicles' transmissions by cooperatively relaying the vehicles' data. We consider two kinds of cooperations: cooperation among the vehicles and cooperation between the vehicle and RSU. First, vehicles cooperate to avoid interfering transmissions by scheduling the transmissions of the vehicles in each coalition. Second, a RSU can join some coalition to cooperate the transmissions of the vehicles in that coalition. Moreover, due to the mobility of the vehicles, we introduce the notion of encounter between the vehicle and RSU to indicate the availability of the relay in space. To stimulate the RSU's cooperative relaying for the vehicles, the pricing mechanism is applied. A non-transferable utility (NTU) game is developed to analyze the behaviors of the vehicles and RSUs. The stability of the formulated game is studied. Finally, we present and discuss the numerical results for the 2-vehicle and 2-RSU scenario, and the numerical results verify the theoretical analysis.Comment: accepted by IEEE ICC'1

Μελέτη Ασύρματων Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων Πολλαπλών Αλμάτων με Αναμεταδότες σε Κανάλια Διαλείψεων

Στην εργασία αυτή μελετάται η Πιθανότητα Διακοπής ενός ασύρματου τηλεπικοινωνιακού συστήματος πολλαπλών αλμάτων με Amplify-and-Forward (AF) αναμεταδότες και χρήση διαφορικής συνεργασίας, σε συνθήκες καναλιών διαλείψεων που ακολουθούν την κατανομή Rice. Σε μια τέτοια διάταξη, το λαμβανόμενο σήμα σε κάθε κόμβο αναμετάδοσης προκύπτει από τον συνδυασμό των σημάτων που προέρχονται από τον κόμβο της πηγής και τους προηγούμενους κόμβους αναμετάδοσης. Ειδικότερα, αποδεικνύεται η ακριβής μαθηματική σχέση που περιγράφει την Πιθανότητα Διακοπής ως συνάρτηση του αναμενομένου σηματοθορυβικού λόγου ολόκληρου του ασύρματου τηλεπικοινωνιακού συστήματος, δηλαδή, του αναμενομένου σηματοθορυβικού λόγου της απευθείας ζεύξης μεταξύ των κόμβων της πηγής και του προορισμού, αντίστοιχα. Για την απόδειξη αυτή, αξιοποιείται η προσέγγιση ενός τέτοιου συστήματος πολλαπλών αλμάτων με αναμεταδότες από μία ισοδύναμη διάταξη διπλών αλμάτων. Τέλος, παρουσιάζονται ορισμένα αριθμητικά αποτελέσματα, κάνοντας χρήση των παραπάνω μαθηματικών σχέσεων.In this project, we examine the outage performance of a Multi-hop Amplify-and-Forward (AF) Relay system with cooperative diversity, over Rician fading channels. In this configuration, the received signal in each node results from the combination of the signals coming from the source and the previous relays. Specifically, we derive the exact expression of the Outage Probability as a function of the expected SNR of the whole wireless communication system, i.e. from the source to the destination point, from the assumption that a Multi-hop AF Relay system can be approached by a Dual-hop scheme. Finally, using the obtained results, the corresponding numerical simulations are presented