واحدهای بهینه واقع در کنار جاده ها در نواحی شهری برای شبکه های خودرویی
چکیده
مهمترین بخش یک شبکه خودرویی اد هاک (VANET)، علاوه بر خودروهای مجهز به VANET، واحدهای واقع در کنار جاده (RSU ها) هستند. کارایی VANET به شدت به ظرفیت و محل این RSU ها وابسته است. در حین مراحل اولیه VANET امکان استقرار تعداد زیادی RSU وجود ندارد که علت آن نفوذ به بازار پایین خودروهای مجهز به VANET و یا هزینه استقرار RSU هاست. بنابراین به تعیین محل تعدادی محدود از RSU ها در یک ناحیه معین نیاز است تا حداکثر عملکرد ممکن حاصل گردد. در این مقاله ما دو روش بهینه سازی مختلف برای تعیین محل تعدادی محدود از RSU ها در نواحی شهری ارائه خواهیم داد: روش برنامه نویسی عدد صحیح باینری (BIP) تحلیلی و روش ذهنی بسط بالون (BEH) جدید. روش BIP از شیوه شاخه و کران برای یافتن راه حل تحلیلی بهینه استفاده می کند در حالی که روش BEH از قیاس بسط بالون استفاده می کند تا راه حلی بهینه یا تقریباً بهینه را بیابد. ارزیابی های ما نشان می دهد که این دو روش در مقایسه با روش جامع، به شکلی بهینه یا تقریباً بهینه صورت می گیرند. علاوه بر این، روش BEH از نظر هزینه محاسباتی و قیاس پذیری، همه جانبه تر است و بهتر از روش BIP عمل می کند.
1- مقدمه
شبکه خودرویی اد هاک (VANET) به سه نوع ارتباط برای نصب و تأمین سرویس تکیه دارد: ارتباط خودرو به خودرو (V2V)، ارتباط خودرو به زیرساخت (V2I) و ارتباط زیرساخت به زیرساخت (I2I). تمام کاربردهای VANET به یک یا چند نوع از این ارتباطات وابسته است. ارتباط V2V به تعداد و موقعیت خودروها بستگی دارد، ارتباط V2I به تعداد و موقعیت واحدهای واقع در کنار جاده (RUS ها) وابسته است و ارتباط I2I به دسترس پذیری شبکه پیوند دهنده RSU ها بستگی دارد. در طول مراحل اولیه استقرار VANET، تعداد کمی خودرو و RSU در دسترس است چون نفوذ به بازار خودروهای مجهز به VANET پایین است یا هزینه استقرار RSU ها بالاست. بنابراین با داشتن تعداد کمی RSU، به جاگذاری بهینه این RSU ها در ناحیه ای/سنارویی معین نیاز است تا به بتوان به حداکثر عملکرد دست یافت.
Abstract
The most important component of a vehicular ad hoc network (VANET), besides VANET-enabled vehicles, is roadside units (RSUs). The effectiveness of a VANET largely depends on the density and location of these RSUs. During the initial stages of VANET, it will not be possible to deploy a large number of RSUs either due to the low market penetration of VANET-enabled vehicles or due to the deployment cost of RSUs. There is, therefore, a need to optimally place a limited number of RSUs in a given region in order to achieve maximum performance. In this paper, we present two different optimization methods for placement of a limited number of RSUs in an urban region: an analytical Binary Integer Programming (BIP) method and a novel Balloon Expansion Heuristic (BEH) method. BIP method utilizes branch and bound approach to find an optimal analytical solution whereas BEH method uses balloon expansion analogy to find an optimal or near optimal solution. Our evaluations show that both methods perform optimally or near optimally compared with the exhaustive method. Further, BEH method is more versatile and performs better than BIP method in terms of computational cost and scalability.
I. INTRODUCTION
A vehicular ad hoc network (VANET) relies on three types of communication for its setup and provision of services: vehicle to vehicle (V2V) communication, vehicle to infrastructure (V2I) communication and infrastructure to infrastructure (I2I) communication. All VANET applications depend on either one or more of these communication types. V2V communication depends on the number and location of vehicles, V2I communication depends on the number and location of roadside units (RSUs) and I2I communication depends on availability of interconnecting network between RSUs. During the initial deployment stages of VANET, there will be very small number of vehicles and RSUs due to the low market penetration of VANET-enabled vehicles or due to the deployment cost of RSUs. Given a small number of RSUs, there is, therefore a need to optimally place these RSUs in a given region/scenario in order to achieve maximum performance.
چکیده
1- مقدمه
2- مدل سازی مسئله بهینه سازی
الف) مدل سیستم
(ب) تقریب شبکه جاده-grid از شکل 1(الف).
ج) مدل سازی مسئله بهینه سازی
چ) پیچیدگی مسئله
3- طرح های بهینه سازی
الف) بهینه سازی با برنامه نویسی عدد صحیح باینری
ب) بهینه سازی به روش ذهنی بسط بالون (BEH)
4- نتایج شبیه سازی و بررسی آن
الف) ایجاد شبیه سازی
ب) نتایج
ج) بررسی
5- کارهای مرتبط
6- نتیجه گیری و کارهای آینده
Abstract
I. INTRODUCTION
II. OPTIMIZATION PROBLEM MODELING
A. System Model
B. Optimization Problem Modeling
C. Problem Complexity
III. OPTIMIZATION SCHEMES
A. Binary Integer Programming (BIP) Optimization
B. Balloon Expansion Heuristic (BEH) Optimization
IV. SIMULATION RESULTS AND DISCUSSION
A. Simulation Setup
B. Results
C. Discussion
V. RELATED WORK
VI. CONCLUSION AND FUTURE WORK
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه