Improving QoS and security in wireless ad hoc networks by mitigating the impact of selfish behaviors: a game-theoretic approach

English
Publication: 
Improving QoS and security in wireless ad hoc networks by mitigating the impact of selfish behaviors: a game-theoretic approach
Publishing date: 
April, 2013
Show in user profiles:: 
natkanie's picture
dr hab. inż.
Marek
Natkaniec
Ph.D.Hab.
kierownik katedry
room: 
D6/405
phone: 
+48 12 6174040
email: 
natkanie(at)kt(dot)agh(dot)edu(dot)pl
www: 
http://www.kt.agh.edu.pl/~natkanie
konsultacje: 
Wtorek, 13.00-14.00
consultations: 
Tuesday, 13.00 - 14.00
Informacje dodatkowe: 

Marek Natkaniec otrzymał tytuł magistra inżyniera w r. 1997 oraz stopień doktora nauk technicznych w dyscyplinie telekomunikacja w r. 2002 na Wydziale Elektrotechniki Automatyki i Elektroniki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. W r. 2013 uzyskał stopień doktora habilitowanego w dyscyplinie telekomunikacja na Wydziale Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Obecnie pracuje jako adiunkt w Katedrze Telekomunikacji Akademii Górniczo-Hutniczej. Jego zainteresowania są związane z sieciami bezprzewodowymi i w szczególności obejmują: lokalne sieci bezprzewodowe, projektowanie protokołów komunikacyjnych, zagadnienia jakości obsługi, a także modelowanie oraz analizę wydajności pracy sieci teleinformatycznych. Pracował jako członek komitetu programowego wielu konferencji międzynarodowych. Jest także recenzentem w czasopismach i konferencjach międzynarodowych. Pracuje bądź pracował aktywnie w takich projektach europejskich, jak: MOCOMTEL, PRO-ACCESS, DAIDALOS I, DAIDALOS II, CONTENT, CARMEN, MEDUSA, HECTOR, FLAVIA, PROACTIVE i RESCUE. Uczestniczy również w realizacji projektów badawczych finansowanych przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz projektów dla przemysłu. Jest zaangażowany w proces standaryzacji architektury GANA dla ETSI. Pracuje jako ekspert oraz konsultant w dziedzinie  sieci bezprzewodowych dla operatorów telekomunikacyjnych. Jest także członkiem Komitetu Redakcyjnego czasopisma Telekomunikacja Cyfrowa: Technologie i Usługi. Od roku 2005 jest opiekunem studenckiego koła naukowego „Telephoners”. Posiada status członka seniora IEEE. Jest współautorem sześciu książek oraz ponad stu publikacji naukowych.

Additional information: 

Marek Natkaniec received the M.Sc., Ph.D., and Ph.D.Hab. degrees in telecommunications from the AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland in 1997, 2002, and 2013 respectively. In 1997 he joined AGH University of Science and Technology as a researcher. Now, he works as an assistant professor at the Department of Telecommunications. His general research interests are in wireless networks. Particular topics include wireless LANs, protocol design, modeling and performance evaluation of communication networks, quality of service, and cooperation of networks. He has served as a Technical Program Committee member in many international conferences. He is a reviewer for international journals and conferences. He has actively participated in several European projects (MOCOMTEL, PRO-ACCESS, DAIDALOS I, DAIDALOS II, CONTENT, CARMEN, MEDUSA, HECTOR, FLAVIA, PROACTIVE, RESCUE) as well as grants supported by the Ministry of Science and Higher Education. He is involved in standardization activities for ETSI. He serves as an expert and a consultant to telecom operators in the area of wireless networks. He is a member of the Editorial Board of Digital Communications - Technologies and Services journal. Since 2005 he is advisor of the students' scientific circle "Telephoners". He is a senior member of IEEE. Marek Natkaniec has co-authored six books and over 100 research papers.

pach's picture
prof. dr hab. inż.
Andrzej R.
Pach
Prof.
profesor zwyczajny
room: 
D5/121
phone: 
+48 12 6173937
email: 
pach@kt.agh.edu.pl
konsultacje: 
Termin kosultacji wyznaczany jest drogą e-mailową.
consultations: 
Thursday, 14.00-16.00
Informacje dodatkowe: 

Andrzej R. Pach ukończył Wydział Elektrotechniki, Automatyki i Elektroniki AGH w r. 1975, w r. 1977 doktoryzował się na AGH, a w r. 1990 uzyskał stopień doktora habilitowanego na Wydziale Elektroniki Politechniki Warszawskiej. Tytuł profesora otrzymał w roku 1999. Zatrudniony jest obecnie na stanowisku profesora zwyczajnego w Katedrze Tele­komunikacji AGH, której jest kierownikiem. Autor ponad 250 publikacji naukowych (w tym 6 książek) z zakresu protokołów komunikacyjnych, modelowania i analizy sieci komputerowych, sieci szerokopasmowych z integracją usług. Przebywał na stażach naukowych w CNET (Francja) i na Uniwersytecie w Katanii (Włochy). Aktywnie uczestniczył lub uczestniczy w projektach europejskich 4., 5., 6. i 7. Programu Ramowego oraz projektach COST i Eureka-Celtic. Kierował wieloma projektami badawczymi. Ekspert Komisji Europejskiej w zakresie Technologii dla Społeczeństwa Informacyjnego. Redaktor naczelny czasopisma Telekomunikacja Cyfrowa – Technologie i Usługi. Był redaktorem technicznym IEEE Communications Magazine (USA). Konsultant w zakresie nowoczesnej telekomunikacji. Założyciel i przewodniczący Krakow IEEE Communications Society Chapter. Członek Komitetu Ewaluacji Jednostek Naukowych w latach 2011-2014. Członek Komitetu Elektroniki i Telekomunikacji Polskiej Akademii Nauk. Przewodniczący Senackiej Komisji ds. Nauki AGH. Obecnie pełni funkcję Prorektora ds. Nauki AGH.

Additional information: 

Prof. Andrzej R. Pach received the M.Sc. degree in electrical engineering and the Ph.D. degree in telecommunications from the AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland, in 1976 and 1979, respectively, and the Ph.D.Hab. in telecommunications and computer networks from the Warsaw University of Technology in 1989. In 1979, he joined the Department of Telecommunications at the AGH University of Science and Technology, where he is currently a Professor and Chair. He spent his sabbatical leaves at CNET, France and University of Catania, Italy. He is the Vice-President of the Foundation for Progress in Telecommunications and serves as a chairman of the IEEE Communications Society Chapter in Krakow, Poland. He has been a consultant to governmental institutions and telecom operators in modern telecommunication networks. His research interests include design and performance evaluation of broadband networks, especially quality of service and network performance of access networks and wireless LANs. He has/had actively participated in COST, Eureka Celtic, and 4th, 5th, 6th, 7th FP European programs (ACTS, ESPRIT, IST, ICT, and Security). He co-authored more than 250 publications including 6 books. He served as a technical editor to IEEE Communications Magazine and is an editor-in-chief to Digital Communications - Technologies and Services. He has also been appointed as an expert in Information and Communications Technologies by the European Commission.

szott's picture
dr inż.
Szymon
Szott
PhD
adiunkt
room: 
D6/309
phone: 
+48 12 6173538
email: 
szott@kt.agh.edu.pl
www: 
home.agh.edu.pl/~szott/
Informacje dodatkowe: 

Szymon Szott received his M.Sc. and Ph.D. degrees in telecommunications (both with honours) from the AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland in 2006 and 2011, respectively. Currently he is working as an assistant professor at the Department of Telecommunications, AGH University. In 2013, he was a visiting researcher at the University of Palermo (Italy) and at Stanford University (USA). His professional interests are related to wireless local area networks (medium access, QoS provisioning, security). He is a reviewer for international journals and conferences. He has been involved in several European projects (DAIDALOS II, CONTENT, CARMEN, MEDUSA, FLAVIA, PROACTIVE, RESCUE) as well as grants supported by the Ministry of Science and Higher Education and the National Science Centre. He is active in the ETSI NTECH Working Group on Evolution of Management towards Autonomic Future Internet (AFI) as well as the Association of Top 500 Innovators where he is a member of the management board. He is the author or co-author of over 40 research papers and four book chapters.

Additional information: 

Szymon Szott received his M.Sc. and Ph.D. degrees in telecommunications (both with honours) from the AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland in 2006 and 2011, respectively. Currently he is working as an assistant professor at the Department of Telecommunications, AGH University. His professional interests are related to wireless networks (in particular: QoS provisioning and security of ad-hoc networks). He is a reviewer for international journals and conferences. He has been involved in several European projects (DAIDALOS II, CONTENT, CARMEN, MEDUSA, FLAVIA, PROACTIVE) as well as grants supported by the Ministry of Science and Higher Education and the National Science Centre. He serves as secretary for the ETSI Industry Specification Group “Autonomic network engineering for the self-managing Future Internet” (AFI). He is the co-author of over 30 research papers and one book chapter.

Author/s: 
Szott S., Natkaniec M., Pach A. R.
Publication type: 
artykuł
Publisher: 
Security and Communication Networks, Wiley
vol.: 
6
number: 
4
pages(from-to): 
509-522
Summary: 
Selfish users are known to be a severe security threat for wireless ad hoc networks. In particular, they can exploit mechanisms designed to assure quality of service (QoS) in the network. In this paper, the problem of backoff misbehavior in IEEE 802.11 enhanced distributed channel access (EDCA) networks is studied using a game-theoretic approach. First, it is shown how this selfish behavior can disrupt traffic differentiation. Then, a solution is proposed, which encourages standard-compliant behavior and thus proper QoS provisioning. This solution is based on punishing selfish nodes by degrading their throughput proportionally to the degree of misbehavior. A practical application of the solution is proposed, which is verified through simulations. Results show that the suggested mechanism considerably improves QoS provisioning in IEEE 802.11 EDCA ad hoc networks in the presence of selfish nodes. Furthermore, it is shown that the mechanism is adaptive, does not have a negative impact on the throughput of well-behaving nodes, and provides legacy node support.
publikuj: 
na wszystkich stronach