Published October 25, 2023
| Version v1
Publication
Open
5G and Beyond Wireless Network Optimization through RIS Technology: A Pricing Game
- 1. Iman University
- 2. Euro-Mediterranean University of Fes
- 3. Université Sultan Moulay Slimane
Description
Abstract This paper aims to improve wireless networks beyond 5G by solving problems such as dead zone connections, physical layer security, and high costs with the aid of reconfigurable intelligent surfaces (RISs). Trusted RIS holders could purchase the copyrights of RIS technology from wireless service providers, their competitive behaviors were simulated using a non-cooperative pricing game to optimize the utility of the pricing structure. RIS holders were supposed to be bounded rational and base their decisions on past strategies. This selfish action was framed as a duopoly game of bounded rationality with history. To ensure fairness, the solution to this game was defined as the Nash equilibrium, but maintaining the stability of this solution was difficult. The local stability of the solution was analyzed. Numerical simulations showed that RIS holders who possessed story-awareness were more likely to attain Nash equilibrium, and its stability region became larger for specific story weights and RIS size values. Next, a basin of attraction graph simulated the effect of history on the global stability of Nash equilibrium. The study provided information to RIS holders to minimize the cost of installing RIS on their own or rented properties while transmitting more radio spectrum to users.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ملخص تهدف هذه الورقة إلى تحسين الشبكات اللاسلكية بما يتجاوز 5G من خلال حل مشاكل مثل اتصالات المناطق الميتة وأمن الطبقة المادية والتكاليف المرتفعة بمساعدة الأسطح الذكية القابلة لإعادة التكوين (RISs). يمكن لحاملي RIS الموثوق بهم شراء حقوق الطبع والنشر لتقنية RIS من مزودي الخدمات اللاسلكية، وتمت محاكاة سلوكياتهم التنافسية باستخدام لعبة تسعير غير تعاونية لتحسين فائدة هيكل التسعير. كان من المفترض أن يكون أصحاب نظم المعلومات التنظيمية عقلانيين وأن يبنوا قراراتهم على الاستراتيجيات السابقة. تم تأطير هذا العمل الأناني على أنه لعبة احتكار ثنائي للعقلانية المحدودة مع التاريخ. لضمان الإنصاف، تم تعريف حل هذه اللعبة على أنه توازن ناش، ولكن الحفاظ على استقرار هذا الحل كان صعبًا. تم تحليل الاستقرار المحلي للحل. أظهرت عمليات المحاكاة العددية أن حاملي نظم المعلومات الإشعاعية الذين يمتلكون الوعي بالقصة كانوا أكثر عرضة لتحقيق توازن ناش، وأصبحت منطقة استقرارها أكبر لأوزان القصة المحددة وقيم حجم نظم المعلومات الإشعاعية. بعد ذلك، قام رسم بياني لحوض الجذب بمحاكاة تأثير التاريخ على الاستقرار العالمي لتوازن ناش. قدمت الدراسة معلومات لحاملي نظم المعلومات الراديوية لتقليل تكلفة تثبيت نظم المعلومات الراديوية على ممتلكاتهم الخاصة أو المستأجرة مع نقل المزيد من الطيف الراديوي إلى المستخدمين.Translated Description (French)
Résumé Cet article vise à améliorer les réseaux sans fil au-delà de la 5G en résolvant des problèmes tels que les connexions en zone morte, la sécurité de la couche physique et les coûts élevés à l'aide de surfaces intelligentes reconfigurables (ris). Les détenteurs de ris de confiance pouvaient acheter les droits d'auteur de la technologie ris auprès de fournisseurs de services sans fil, leurs comportements concurrentiels ont été simulés à l'aide d'un jeu de tarification non coopératif pour optimiser l'utilité de la structure de tarification. Les détenteurs de SIF étaient censés être rationnels et fonder leurs décisions sur des stratégies passées. Cette action égoïste a été conçue comme un jeu de duopole d'une rationalité bornée avec l'histoire. Pour assurer l'équité, la solution à ce jeu a été définie comme l'équilibre de Nash, mais le maintien de la stabilité de cette solution était difficile. La stabilité locale de la solution a été analysée. Les simulations numériques ont montré que les détenteurs de ris qui possédaient une connaissance de l'histoire étaient plus susceptibles d'atteindre l'équilibre Nash, et sa région de stabilité est devenue plus grande pour des poids d'histoire et des valeurs de taille de ris spécifiques. Ensuite, un graphique de bassin d'attraction a simulé l'effet de l'histoire sur la stabilité globale de l'équilibre de Nash. L'étude a fourni des informations aux détenteurs de SIF afin de minimiser le coût d'installation des SIF sur leurs propres propriétés ou sur des propriétés louées tout en transmettant davantage de spectre radioélectrique aux utilisateurs.Translated Description (Spanish)
Resumen Este documento tiene como objetivo mejorar las redes inalámbricas más allá de 5G resolviendo problemas como las conexiones de zona muerta, la seguridad de la capa física y los altos costos con la ayuda de superficies inteligentes reconfigurables (RIS). Los titulares de RIS de confianza podían comprar los derechos de autor de la tecnología RIS a proveedores de servicios inalámbricos, sus comportamientos competitivos se simularon utilizando un juego de precios no cooperativo para optimizar la utilidad de la estructura de precios. Se suponía que los titulares de RIS debían ser racionales y basar sus decisiones en estrategias pasadas. Esta acción egoísta se enmarcó como un juego de duopolio de racionalidad acotada con la historia. Para garantizar la equidad, la solución a este juego se definió como el equilibrio de Nash, pero mantener la estabilidad de esta solución fue difícil. Se analizó la estabilidad local de la solución. Las simulaciones numéricas mostraron que los titulares de RIS que poseían conocimiento de la historia tenían más probabilidades de alcanzar el equilibrio de Nash, y su región de estabilidad se hizo más grande para pesos de historia específicos y valores de tamaño de RIS. A continuación, un gráfico de cuenca de atracción simuló el efecto de la historia en la estabilidad global del equilibrio de Nash. El estudio proporcionó información a los titulares de RIS para minimizar el costo de instalar RIS en sus propias propiedades o en propiedades alquiladas mientras transmitían más espectro de radio a los usuarios.Files
latest.pdf.pdf
Files
(615.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e1e97ccf2a521a624969e0e86f9f0f81
|
615.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحسين شبكة 5G وما بعدها اللاسلكية من خلال تقنية RIS: لعبة تسعير
- Translated title (French)
- Optimisation du réseau sans fil 5G et au-delà grâce à la technologie ris : un jeu de tarification
- Translated title (Spanish)
- Optimización de redes inalámbricas 5G y más allá a través de la tecnología RIS: un juego de precios
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388270920
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-3483690/v1