ABSTRACT

Contents 22.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

22.1.1 Generic Network Selection Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 22.2 User-Based Network Selection (Interface Selection) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503

22.2.1 Noncooperative Game . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504 22.2.2 Cooperative Game . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505 22.2.3 Noncooperative Interface Selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505

22.2.3.1 Nash Equilibrium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 22.2.3.2 Interference-Based Cost Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507 22.2.3.3 Additive Interference-Rate Cost Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507 22.2.3.4 Multiplicative Interference Rate Cost Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507

22.2.4 Cooperative Interface Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509 22.2.5 Auction-Based Interface Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510

22.3 Operator-Based Network Selection (Resource Distribution) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512 22.3.1 Noncooperative Resource Distribution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512 22.3.2 Cooperative Resource Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513 22.3.3 Auction-Based Resource Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517

22.4 User-Centric Operator-Based Network Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 22.5 Pricing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 22.6 Conclusion and Open Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525

This chapter describes the application of game-theoretic approaches in the design of intelligent network selection and resource allocation in heterogeneous wireless networks. The technical, economical, and business dimensions of the problem are discussed. The chapter justifies the need for a paradigm shift and new business models in future wireless networks. The challenges involved in network selection are outlined and the state of the art is discussed.