هدايت بهينه و مجانبی انرژی آگاه شبكه های چند جهشی با منابع انرژی تجديد پذير
چكيده
در اين مقاله مدلي را براي مشخص كردن عملكرد شبكه هاي راديويي چند جهشي با وجود محدوديتهاي انرژي و طراحي الگوريتمهاي مسيريابي براي استفاده بهينه از انرژي مناسب ارائه مي دهيم. مدل انرژي به ما اجازه مي‌دهد كه انواع مختلف منابع انرژي را در محيط‌هاي ناهمگن نظر بگيريم. الگوريتم هاي ارائه شده براي دست يافتن به نرخ رقابتي (توضيح: نرخ عملكرد هر كدام از الگوريتمهاي آفلاين كه دانش همه بسته هاي دريافتي گذشته و آينده از عملكرد الگوريتمهاي آنلاين مارا دارد) نشان داده شده اند كه بطور مجانبي نسبت به تعداد نود (گره) ها در شبكه بهينه هستند. بنا به فرض الگوريتم هيچ اطلاعات آماري در بسته هاي دريافتي وجود ندارد و ميتوان به آساني در الگوريتم هاي هدايت در حالت توزيعي موجود استفاده كرد (براي مثال: متدلوژي هاي درخواستي يا بيش فعال) نتايج شبيه سازي تاييد ميكند كه عملكرد الگوريتم در شرايط حداكثر بازده توان از شبكه داراي انرژي محدود بسيار مناسب است.علاوه بر اين،يك قالب آستانه-محور جديد پيشنهاد شده تا مازاد هدايت موثر بر تنزل بازده حداقل را كاهش دهد.
I. مقدمه
شبكه هاي بي سيم AD HOC كاربرد گسترده دارند؛ آنها مي‌توانند براي ارتباط بين رايانه هاي شخصي و لپ تاپ‌ها در يك تنظيمات بيسيم LAN، مهياكردن ابزار ارتباطي بين وسايل دستي و انتقال وقايع مشاهده شده توسط نودهاي شبكه حسگر به مراكز پردازش داده يا نقاط مجتمع استفاده شوند. اساسا توانايي عملياتي اين نوع شبكه هاتوسط انرژي موجود در نودها (بي سيم)در شبكه محدود مي شود.پيشرفتهاي جديد و مهيج در حوزه منابع انرژي تجديد پذير[1]-[3] براي ذخيره مجدد انرژي هر نود بدون نياز به ارسال آنها به خروجي الكتريكي مورد استفاده قرار ميگيرد. ولي، هنوز مديريت انرژي در اين نوع شبكه ها بسيار مهم است چون معمولا ميزان ذخيره مجدد كم بوده و در نتيجه انرژي موجود هنوز يك گلوگاه در ارسال موفق بسته ها در داخل شبكه محسوب ميشود.در واقع معرفي منابع انرژي تجديدپذير مشكلات جديدي را در مديريت انرژي اين شبكه هاي اد هاك ايجاد ميكند.از بين ديگر تكنيكهاي محتمل براي حفظ انرژي،هدف هدايت مربوط به انرژي، انتخاب بهترين مسير انرژي براي فرستادن بسته‌ها با هزينه سرانه محاسباتي است. در اين مقاله چهارچوب كنترل/هدايتي را ارائه ميكنيم كه در آن مشكلات هدايت مربوط به انرژي را با ذخيره مجدد انرژي تنظيم و حل ميكنيم.
Abstract
In this paper, we develop a model to characterize the performance of multihop radio networks in the presence of energy constraints and design routing algorithms to optimally utilize the available energy. The energy model allows us to consider different types of energy sources in heterogeneous environments. The proposed algorithm is shown to achieve a competitive ratio (i.e., the ratio of the performance of any offline algorithm that has knowledge of all past and future packet arrivals to the performance of our online algorithm) that is asymptotically optimal with respect to the number of nodes in the network. The algorithm assumes no statistical information on packet arrivals and can easily be incorporated into existing routing schemes (e.g., proactive or on-demand methodologies) in a distributed fashion. Simulation results confirm that the algorithm performs very well in terms of maximizing the throughput of an energy-constrained network. Further, a new threshold-based scheme is proposed to reduce the routing overhead while incurring only minimum performance degradation.
I. INTRODUCTION
AD HOC wireless networks have a broad range of applicability: they can be used to interconnect PCs and laptops in a wireless LAN setting, provide the means of communication between hand-held devices, as well as enable the transmission of events that are observed by sensor network nodes back to collection points or data processing centers. The operational capabilities of such networks are fundamentally limited by the energy available at the nodes (radios) in the network. New and exciting developments in the area of renewable sources of energy [1]–[3] can be used to replenish the energy of individual nodes without the need to tether them to an electrical outlet. However, energy management is still very important in such networks since replenishment rates are typically small, and, therefore, the available energy is still a bottleneck in being able to successfully transmit packets through the network. In fact, the introduction of renewable energy sources poses new problems in the energy management of these ad hoc networks. Among other possible techniques for energy conservation, energy-aware routing is aimed at choosing the most energy-efficient route to forward the packets, at the cost of computational overhead. In this paper, we present an admission control/routing framework in which we formulate and solve the problem of energy-aware routing with energy replenishment.
چكيده
I. مقدمه
II.تنظيم مشكلات
III . الگوریتمی برای حالت نرخ ثابت ذخیره مجدد
الگوریتم E-WME (انرژی حداقل وزنی حفظ انرژی)
IV . الگوریتم E-WME در حالت کلی
V. بهینه سازی مجانبی الگوریتم E-WME
VI . هدایت با گسترش افزایش نود ها
VII. نتایج عددی
VIII . کاهش مازاد هدایت
IX . هدایت مورد نیاز
الگوریتم کشف مسیر انرژی برداشت
XI. نتیجه گیری
Abstract
I. INTRODUCTION
II. PROBLEM FORMULATION
II. PROBLEM FORMULATION
IV. E-WME ALGORITHM FOR THE GENERAL CASE
VI. ROUTING WITH INCREMENTAL DEPLOYMENT OF NODES
VII. NUMERICAL RESULTS
VIII. REDUCING ROUTING OVERHEAD
IX. ON-DEMAND ROUTING
Energy-Aware Route Discovery Algorithm
X. CONCLUSION
- 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