Minimização de Interferência em Redes Locais Sem Fio Não Coordenadas: Dinâmicas de Competição e Cooperação

Abstract

As Redes Locais Sem Fio (WLANs) são, cada vez mais, presentes no contexto de pequenas organizações e residências e sua adoção tem sido impulsionada por tendências como o acesso à Internet em banda larga, a computação móvel e a Internet das Coisas. Neste contexto, as WLANs são independentes e sua interação com as demais é não-coordenada. Estas WLANs compartilham mesmo espectro de frequências, o que pode ocasionar interferência entre WLANs vizinhas. Neste trabalho, este problema de interferência foi estudado levando-se em consideração o aspecto dinâmico de mitigação de interferência entre WLANs. Para a seleção de melhores canais, um algoritmo guloso, que tem por características a pró-atividade e permitir “decisão racional” por agentes referenciais das WLANs, foi adotado. A informação usada pelo algoritmo é provida por um modelo de interferência, que consolida os efeitos de contenção e SINR em uma métrica única: velocidade potencial de comunicação. Além disto, a dinâmica de seleção de canais foi modelada como um jogo competitivo extensivo, baseado na Teoria dos Jogos, para análise de propriedades gerais, em especial os estados de equilíbrio de Nash. Um modelo em Cadeias de Markov foi usado para análise dos jogos. Verificou-se que, de forma análoga a outros modelos de jogos competitivos na Teoria dos Jogos, os equilíbrios podem não oferecer o máximo desempenho. Foram propostos algoritmos de cooperação, capazes de computar soluções para a melhoria do desempenho do grupo após um equilíbrio inicial, num equilíbrio posterior específico e intencional.