关键字 |
| 分层异构无线网络(HHWNs),植绒(FA)算法,粒子群优化(PSO) |
介绍 |
| 无线网络是指任何类型的计算机网络,无线,并通常与国米的电信网络节点之间的连接实现,而无需使用电线。无线电信网络通常使用某种类型的实现远程信息传输系统,利用电磁波、无线电波等为载体,这通常发生在物理层实现或“层”的网络。 |
| 无线网络不断发展和他们的使用显著增加。手机是巨大的无线网络系统的一部分。人们使用这些手机日常交流。海外发送信息通过无线网络系统可能使用卫星和其他世界各地的交流信号。紧急服务,比如警察部门利用无线网络迅速传达重要的信息。人们和企业使用无线网络快速发送和共享数据无论是在一个小办公大楼或世界各地。无线网络的另一个重要的用途是作为一种廉价和快速的方式连接到互联网的国家和地区电信基础设施薄弱或缺乏资源,在大多数发展中国家。 |
| 无线网络是更脆弱,因为任何人都可以尝试进入网络广播信号。许多网络提供WEP -有线等效隐私安全系统已被发现是容易受到入侵。尽管WEP确实阻止一些入侵者,安全问题导致一些企业坚持直到安全可以提高有线网络。另一种类型的安全是WPA - wi - fi无线网络访问保护。水渍险提供了更多安全比WEP安全设置无线网络。防火墙的使用将有助于安全漏洞,可以帮助解决一些无线网络的安全问题更脆弱。 |
| 最近的发展方向提供移动无线通信,无线宽带连接使下一代通信网络日益复杂。这些网络的特点是分层架构,具有异构特性和动态行为。需要无处不在的宽带连接和同构无线网络的容量限制推动通信网络采用分层的体系结构具有不同的通信技术和节点功能在不同的层提供保证端到端的宽带连接在一个广泛的场景[5]。作为一个例子说明在图1中,骨干建立无线网络使用两层网络体系结构,它由一组平面特设无线网络和/或主机以及宽带无线网状更高能力的骨干网络节点。在此体系结构中,骨干节点使用定向无线通讯,自由空间光学(无线光通信)或定向射频(RF),聚合和运输交通底层主机。 |
| HHWNs最重要的问题是保证网络覆盖和骨干连接在动态的无线环境。 |
| 本文的主要贡献是三倍。首先,拓扑控制的凸模型在HHWNs势能函数的最小化是真实世界的物理约束。其次,一个新的FA用于自组织骨干网络的上层,以适应不断变化的环境和减少系统的能量。第三,PSO算法解决全局优化问题使用混合的适应度函数。 |
网络控制模型 |
| 一个新的HHWN控制模型,认为现实世界的物理约束,介绍。首先,制定一个约束优化问题。然后一个凸模型描述,不考虑实际的物理约束。两个凸模型:1)莫尔斯势力驱动模型涉及权力限制约束;和2)一个新的混合能源模型,考虑两种权力的限制以及距离阈值约束。 |
凸模型 |
| 不考虑物理约束θ,Llorca等。[3]介绍了迭代方法来解决优化问题(9)中所述,他们报告说,当假设没有物理约束这是一个凸的问题,可以通过使用梯度descent-based方法解决。部队算法动态地调动骨干节点为了共同优化覆盖和连通性。然后,骨干节点的位置(B1, B2,。, BN)更新,直到位置改变| | Bi (t) - Bj (t - 1) | |达到预定义的决议或达到最大迭代次数。这个算法被称为吸引力驱动算法(情况)。 |
非凸模型 |
| 这个凸力模型用于开发一个自适应控制策略,在通信链路被保留或释放网络中基于他们的成本。而不是变频器算法来源于凸模型,总是保留链接,自适应算法开发允许连接的释放距离时,或更准确的通信成本太高了。这种算法称为莫尔斯力驱动(打)算法,它显示了显著改进的平均数量Source-to-Destinations (SD)维护,比情况。 |
植绒算法 |
| HHWNs回想一下,目的是优化系统的总能量消耗和物理约束,同时保证端到端通信。这个问题已经改变了搬迁骨干节点的位置。 |
植绒的规则 |
在这个模型中,每个骨干节点代表一个代理在一群。一个终端节点Tk (s)被认为是固定在骨干节点的运动,因为时间延迟,这与实际情况是一致的。在这里,s代表终端节点动态的时间序列。因此,时间t∈(0,最高温度)对骨干节点的子区间[- 1,年代]对终端节点。一个骨干节点在时间t的特征是它的位置Bi (t)与真正的坐标 和它的力矢量υi (t)让bij (t)和hik (t)的链接分配变量backbone-to-backbone链接和backbone-to-terminal链接在时间t,分别。我包括骨干节点上的力: |
| •生存力。“生存力”让一个骨干节点尽量保持连接的终端节点覆盖在最后时间s - 1。 |
| •斥力。“斥力”是由三个来源:终端节点覆盖的骨干节点我在HHWNs底部层,邻居骨干节点连接到我在上层,骨干节点和地形。 |
•保留力量。“保持力”是由两个来源并计算, sta表示声明 表示声明 是另一个骨干节点和终端节点之间的距离阈值和kij系数考虑骨干节点之间共享负载的影响,其中Rj是能力的骨干节点j。 |
释放的力量。“释放力量”用于考虑功率限制的影响,这是由距离阈值控制 在这里,只考虑释放力骨干节点和终端节点之间因为一个大功率骨干节点之间通常可以在实践中保证上层的连通性。在那里, 表示声明 |
粒子群优化 |
| 拓扑控制问题在HHWNs可以有效地制定作为一个能量最小化问题的解决方案在动态环境中共同优化覆盖和连通性。全球信息的使用预计将产生更好的解决方案以牺牲时间收敛时间和可伸缩性限制。HHWNs,解决方案是骨干节点的位置(B1, B2,…, BN),最大限度地减少系统的总能量,同时满足现实世界的物理约束。堆栈向量编码粒子l Xl = (Xl 1 Xl 2。xl, d)中使用以下方法: |
 (1) |
| d = 3 n是每个粒子的尺寸大小探索优化问题。 |
 (2) |
在哪里 终端节点的平均连接一个骨干节点。第一项UBT是网络覆盖的能源总成本和所述第二项UBB是骨干的能源总成本连接。第三项的标准差是USTD终端节点连接到一个骨干节点的数量,描述每个骨干backbone-to-terminal连接节点的分布。最后,术语ULOS失去连接的数量或数量的终端没有连接到任何骨干节点。α是权重参数,而参数是大量用于增加重量损失的连接(LC)成本。 |
现有系统的缺点 |
| 两个与生物学相关技术用于分层异构无线网络(HHWNs)管理。他们正蜂拥算法(FA)和粒子群优化(PSO)。非凸HHWN控制启动和优化数学模型。植绒算法(FA)是针对自组织和控制HHWN骨干节点。从终端用户使用本地信息基于FA的模型。植绒算法(FA)是用来提供优化的动态网络行为。粒子群优化(PSO)算法优化HHWN直接从整个系统通过收集全球信息。 |
| •HHWN稳定不是管理 |
| •优化信道分配不是高节点移动性 |
| •有限骨干节点管理过程 |
| •节点移动性和可伸缩性不托管在动态环境中 |
提出了系统 |
| 管理过程集成与系统稳定性与动态更新间隔。坏天气,地理条件,每个代理和信息能力的因素违反了网络的稳定性。基于本地信息的代理运动稳定性管理是不够的。全球信息是用于管理的稳定性问题。 |
| 算法模型与多个代理运动过程。节点移动性影响信道分配过程。定期更新呼吁骨干节点。终端节点连接主机与骨干节点。网络连接需要全球信息更新。终端节点和骨干节点能量水平控制在动态条件下。能源优化所需的终端和骨干节点。终端节点的任务是计划与能级。 |
| 该系统是用来管理HHWN动态网络条件下。系统分为六个模块。 |
HHWN初始化 |
| 初始化分级异构无线网络的节点。基站管理节点被放置。基站放置和固定覆盖和带宽值。 |
节点管理 |
| 骨干节点和终端节点系统中使用。用于管理骨干节点之间的通信基站和终端节点。终端节点最终用户节点。终端节点通信是由骨骼节点。 |
电力和链接分析 |
| 骨干节点的能量用于终端节点分配的过程。能量水平是降低了终端节点通信的参照。骨干节点和基站之间的连接是用于链接分析。骨干节点之间的联系也用于分析过程的联系。 |
网络控制与足总 |
| 网络控制操作启动分配终端节点。本地信息蜂拥算法用于终端节点任务。骨干节点和终端节点用于当地分析过程的细节。 |
网络控制算法 |
| 全球信息基础网络控制系统中使用。PSO算法的全局分析的过程。骨干和终端节点细节为整个网络在全球使用分析。节点位置、数量和带宽可用性细节在全球使用分析。 |
增强网络控制 |
| 增强网络控制模型是设计用于处理动态条件。节点移动性定期更新。骨干节点重新分配终端节点与当前节点的信息。 |
数据乍一看 |
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| 图1 |
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引用 |
- Haijun张Jaime Llorca克里斯托弗·c·戴维斯,米尔纳,“自然自我组织、控制和优化在异构无线网络”IEEE移动计算,11卷,2012年7月7号。
- j . Llorca金丝米尔纳,林祖嘉戴维斯,“分子系统动力学在异构无线网络自组织,“EURASIP j .无线通讯,网络,在出版社,2010年。
- j·米尔纳,时任Llorca,林祖嘉戴维斯,“自主、重新配置和控制在定向移动Ad Hoc网络,“IEEE电路和系统杂志,9卷,没有。2,页选手,Apr.-June 2009。
- 林祖嘉戴维斯,z哈斯,米尔纳,“如何规避马奈可伸缩性诅咒,“Proc, IEEE军事通讯。Conf。(亚),2006年。
- 林祖嘉戴维斯,I.I.斯莫扬诺夫,米尔纳,时任“灵活的光学无线链接和网络,IEEE通讯。杂志,第41卷。。2003年3月3页51 - 57。
- j . Llorca m . Kalantari金丝米尔纳,林祖嘉戴维斯,“连通性和覆盖控制的二次优化方法基于骨干的无线网络,”j .特设网络,7卷,第621 - 614页,2009年。
- j . Llorca金丝米尔纳,林祖嘉戴维斯,“自治的凸优化方法在动态的无线自组织网络,“Proc, IEEE军事通讯。Conf。(亚),2008年11月。
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菜单
和它的力矢量υi (t)让bij (t)和hik (t)的链接分配变量backbone-to-backbone链接和backbone-to-terminal链接在时间t,分别。我包括骨干节点上的力:
sta表示声明
表示声明
是另一个骨干节点和终端节点之间的距离阈值和kij系数考虑骨干节点之间共享负载的影响,其中Rj是能力的骨干节点j。
在这里,只考虑释放力骨干节点和终端节点之间因为一个大功率骨干节点之间通常可以在实践中保证上层的连通性。在那里,
表示声明
(1)
(2)
终端节点的平均连接一个骨干节点。第一项UBT是网络覆盖的能源总成本和所述第二项UBB是骨干的能源总成本连接。第三项的标准差是USTD终端节点连接到一个骨干节点的数量,描述每个骨干backbone-to-terminal连接节点的分布。最后,术语ULOS失去连接的数量或数量的终端没有连接到任何骨干节点。α是权重参数,而参数是大量用于增加重量损失的连接(LC)成本。