ترجمه مقاله مسيریابی بهينه با انباشت اطلاعات متقابل در شبکه های بیسيم

ترجمه مقاله مسيریابی بهينه با انباشت اطلاعات متقابل در شبکه های بیسيم

ترجمه مقاله Optimal Routing with Mutual Information Accumulation in Wireless Networks

چکيده فارسی:

در این مقاله به استراتژی های مسيریابی بهينه و زمانبندی در شبکه های بيسيم چند گامه با کدهای بدون نرخ پرداخته ایم. در کدها بدن نرخ، هر نود شبکه می تواند با انتقال هر بسته، اطلاعات متقابل را انباشت کند. این موضوع باعث افزایش قابل توجه کارایی، نسبت به روش های مرسوم مسيریابی کوتاه ترین مسیر خواهد بود. همچنین، این روش برای تکنيک های ارتباطی مشارکتی که مبتنی بر انباشت انرژی می باشند، خروجی بهتری را دربر دارد. روش فوق، در مورد اینکه کدام یک از نودها در انتقال شرکت داشته باشد و کداميک در رمزگشایی استفاده شود، تصميم گيری های ترکيبی و پيچيده ای را در شبکه خلق کرده است. در مقاله پیش رو، ما سه مشکل مورد توجه در این تنظيمات را فرموله سازی کرده ایم که شامل موارد زیر می باشد: 1- مسيریابی با حداقل تاخير 2- مسيریابی با حداقل انرژی و با توجه به محدودیت تاخير و 3- انتشار با حداقل تاخير. اینها مسائل بهينه سازی ترکيبی دشواری می باشند و ما با استفاده از ویژگی های ساختاری راه حل های بهينه، مسئله را ساده تر کرده و الگوریتم بهينه حریصانه را استخراج کرده ایم. همینطور با درک و بينش کلی از راه حل بهينه برای یک شبکه خطی، دو روش اکتشافی که می تواند با چند جمله ای زمانی در سبک توزیع شده اجرا شود را پيشنهاد کرده ایم که آن را می تواند با راه حل های بهينه مقایسه نمود. شبيه سازی برای هر دو روش اکتشافی پيشنهاد شده است که بسيار نزدیک به راه حل های بهينه برای توپولوژی شبکه تصادفی می باشد.

دانلود مقاله اصلی در ادامه مطلب …

مقدمه:

ارتباطات مشارکتی دستاوردهای قابل توجهی را در کارایی شبکه های بیسیم بر روی روش های سنتی وعده داده است، که در آن شبکه مانند لینک های نقطه به نقطه رفتار می کند. پروتکلهای ارتباط مشارکتی از ذات پخشی انتقال بیسیم بهره می برد و دستاوردهای متنوع مکانی را با استفاده از تقویت کننده های چندگانه جهت انتقال های مشارکتی پیشنهاد می کند.

این می تواند باعث افزایش قابلیت اطمینان و کاهش هزینه انرژی در انتقال داده های شبکه های بیسیم شود. اکثر کارهای اخیر در زمینه ارتباطات اشتراکی بر روی تکنیک های لایه فیزیکی مانند تکرار متعامد کدگذاری/سیگنالینگ، توزیع به شکل اشعه، توزیع کدهای فضا-زمان و غیره تمرکز دارند. همه ی این تکنیک ها از انتقال های چندگانه جهت رمزگشایی یک بسته، انباشت انرژی را انجام می دهند.

در انباشت انرژی یک دریافت کننده زمانی یک بسته را می تواند رمزگشایی کند که کل انرژی از انتقال های چندگانه که بسته ها به یک حد آستانه معینی رسیده باشند، دریافت شود. روش جایگزینی که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است مبتنی بر انباشت اطلاعات متقابل می باشد.

در این روش، یک گره اطلاعات متقابل از انتقال های چندگانه را تا زمانی که بتواند با موفقیت رمزگشایی شود، جمع آوری می کند. در ادامه مثاله نشان داده شده است که طرح های مبتنی بر انباشت انرژی به ویژه با رژیم SNR بالا دارای کارایی بهتری است.

چکیده انگلیسی:

We investigate optimal routing and scheduling strategies for multi-hop wireless networks with rateless codes. Rateless codes allow each node of the network to accumulate mutual information with every packet transmission. This enables a signi ficant performance gain over conventional shortest path routing. Further, it also outperforms cooperative communication techniques that are based on energy accumulation. However, it creates complex and combinatorial networking decisions con- cerning which nodes participate in transmission, and which decode ordering to use. We formulate three problems of interest in this setting: (i) minimum delay routing, (ii) minimum energy routing subject to delay constraint, and (iii) minimum delay broadcast. All of these are hard combinatorial optimization prob- lems and we make use of several structural properties of their optimal solutions to simplify the problems and derive optimal greedy algorithms. Although the reduced problems still have exponential complexity, unlike prior works on such problems, our greedy algorithms are simple to use and do not require solving any linear programs. Further, using the insight obtained from the optimal solution to a linear network, we propose two simple heuristicsthat can be implemented inpolynomial time ina distributed fashion and compare them with the optimal solution. Simulations suggest that both heuristics perform very close to the optimal solution over random network topologies.

منبع:

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6311231