در این مقاله، ما به یک مسئله بهینه سازی لایه متقابل چند هدفه برای به حداکثر رساندن طول عمر شبکه و بهینه سازی مجموع سودمندی سیستم با کدینگ درون جریانی شبکه می­پردازیم، که به شیوه توزیع شده حل می­شود. بر اساس چارچوب بیشینه سازی سودمندی شبکه (NUM)، ما این مسئله را برای تطبیق دادن مسیریابی، زمانبندی، و کنترل جریان از لایه ­های مختلف در شبکه­ های کد شده، حل می­کنیم. به ویژه، فرض  می­کنیم که دو شکل اولیه زمانبندی وجود دارد، یعنی هایپرلینک و مُد انتقال، که باید به صورت همزمان برای بهینه سازی چندمنظوره فعال شوند. با توجه به محدودیت­ها نسبت به این شکلهای اولیه، مسئله بهینه سازی به طور مشخص به عنوان یک مسئله برنامه نویسی درجه دوم محدود (QCQP) فرموله شده است که به طور کلی NP-hard می­باشد، و زیرمسئله­ ی زمانبندی آن حتی زمانی که برای احتساب تنها یکی از این شکل های اولیه کاهش می­یابد، یک مسئله مجموعه مستقل حداکثر وزنی (MWIS) است که در حال حاضر NP-hard می­باشد. برای کاهش این مسئله پیچیده به شیوه­ای توزیع شده، ما به جستجوی محدب متناوب (ACS) و تجزیه اولیه (PD) متوسل می­شویم تا با استفاده از مدل برنامه نویسی محدب الطرفین و الگوریتم مبتنی بر زیرگرادیان که می­تواند بصورت تکراری به راه حل بهینه نزدیک شود، نتایج مطلوب را تقریب بزنیم. برای شبکه­ های بی سیم چندهاپ، که در آنها یک راه حل بهینه را می­توان عملا تقریب زد چون اعتبار آن در محیط بی سیم مستعد خطا به زودی از رده خارج خواهد بود، نتایج شبیه سازی نشان می­ دهد که روش توزیع شده می­تواند نیازهای ما را برآورده سازد، و می­تواند موازنه­ ی خوبی بر اهداف ناهمگن با راندمان محاسباتی خوب ایجاد کند.

1-مقدمه

تکثیر اخیر خدمات بی سیم، تقاضاهای مقیاس بزرگی برای انتقال ترافیک ایجاد کرده است که نیاز به تضمین توان دقیق دارد و عملکرد سیستمی چنین شبکه ­هایی معمولا تابعی از مقدار داده های جمع آوری شده توسط تک تک ایستگاه ­ها و تحویلی به مجموعه ­ای از سینک ­ها از طریق مسیریابی چند هاپ است. با این حال، این ایستگاه ­ها معمولا با باتری­های کوچکی عمل می­کنند که به سختی در سناریوهای معمولی جایگزین می­شوند، و در نتیجه به حداقل رساندن مصرف انرژی آنها و به حداکثر رساندن طول عمر شبکه به طور مداوم باعث تشدید علاقه محققان در توسعه طرح­ های انتقال بی سیم انرژی کارآمد می­گردد. علاوه بر این، یک موازنه به ناچار، در به حداکثر رساندن طول عمر شبکه و کارایی برنامه به طور همزمان مطرح می­شود. برای این چالش، یک طرح بهینه سازی لایه متقابل معمولا توسط کارهای مرتبط اتخاذ می­گردد زیرا می­تواند منابع اختصاص داده شده به لایه­ های مختلف را برای دستیابی به عملکرد بهینه کلی برای توابع هدف مختلف، هماهنگ کند....

میتوانید از لینک ابتدای صفحه، مقاله انگلیسی را رایگان دانلود فرموده و چکیده انگلیسی و سایر بخش های مقاله را مشاهده فرمایید.