طراحی لایه- متقاطع برای کنترل ازدحام، مسیریابی و زمان‌بندی در شبکه‌های بی‌سیم ad-hocبا در نظر‌گرفتن توان الکتریکی گره‌ها
محورهای موضوعی : فناوری اطلاعات و ارتباطاتکلید واژه: شبکه‌های بی‌سیم ad-hoc , کنترل ازدحام, الگوریتم توزیع شده, کنترل توان, طراحی لایه متقاطع,
چکیده مقاله :
شبکه‌های بی‌سیم Ad-hoc متشکل از مجموعه ای از گره‌های بی‌سیم هستند که از طریق امواج رادیویی در ارتباطند. در شبکه-بندی در محیط بی‌سیم، چالش های متعددی وجود دارد. یکی از مهمترین این چالش‌ها مکانیزم نگهداری و حفظ اتصال برای مصرف توان است. در این مقاله یک الگوریتم بهینه چندمنظوره برای شبکه‌های بی‌سیم ad-hoc طراحی شده است که اثر توان الکتریکی گره‌ها بر کنترل ازدحام، مسیریابی و زمان‌بندی لایه- متقاطع را نشان می‌دهد. ابتدا محدودیت‌های نرخ و زمان‌بندی فرمول‌بندی می‌شود. در این راه، متغیرهای جریان چند‌کالایی استفاده شده‌اند. سپس تخصیص منابع در شبکه با کانال بی‌سیم ثابت و تجهیزات تک‌نرخی فرموله شده است. از آنجایی که اثر توان الکتریکی گره‌ها به عنوان موضوع جدید در این مقاله در نظر‌گرفته شده است، مسئله تخصیص منابع به صورت تابع سود‌مندی و هزینه به طور همزمان در مسئله ماکزیمم‌سازی با توجه به محدودیت-های مذکور در نظر گرفته شده است. مسئله تخصیص منابع بوسیله تجزیه دوگان به سه زیر مسئله کنترل ازدحام، مسیریابی و زمان‌بندی تجزیه شده است که با یکدیگر از طریق هزینه ازدحام و هزینه لینک در تعامل هستند. یک مثال به منظور نشان دادن کارایی الگوریتم ارائه شده در پایان آورده شده است
Abstract Ad hoc Wireless Networks, are networks formed by a collection of nodes through radio. In wireless networking environment, formidable challenges are presented. One important challenge is connection maintenance mechanism for power consumption. In this paper, a multi-objective optimal design is considered for ad-hoc networks which address the electrical power of nodes effects on cross-layer congestion control, routing and scheduling. We first formulate the rate and scheduling constraints. In this way, the multi-commodity flow variables are used. Then, resource allocation in networks with fixed wireless channel and single-rate devices is formulated. Since the electrical power of nodes effects are included in the design problem, we formulate resource allocation as utility and cost function, together in a maximization problem with those constraints. By dual decomposition, the resource allocation problem vertically decomposes into three sub-problems: congestion control, routing and scheduling. These three sub-problems interact through congestion and link price. Simulation results are included to verify the effectiveness of the proposed approach.