多跳协作无线网络中能量-延迟权衡的算法方面
最优化与控制
2015-03-18 v2 数据结构与算法
信息论
math.IT
摘要
我们考虑了在延迟受限的协作多跳无线网络中节能传输的问题。协作多跳方案的组合性质使得设计有效的多项式时间算法来决定哪些节点应参与协作、何时以及以多大功率传输变得困难。在这项工作中，我们在有或没有延迟约束（即服务质量保证）的无记忆网络中解决了这个问题。我们分析了一类广泛的设置，包括单播、多播和广播，以及两种主要的协作方法：能量累积（EA）和互信息累积（MIA）。我们给出了该问题的通用算法公式，涵盖了所有这些情况。我们研究了 EA 和 MIA 在我们通用公式中的异同。我们证明了广播和多播问题通常不仅是 NP 难的，而且是 o(log(n)) 不可近似的。我们将这些问题分解为三个部分：排序、调度和功率控制，并提出了一种新颖的算法，该算法在给定排序的情况下，可以在多项式时间内同时最优地解决联合功率分配和调度问题。我们进一步通过实验表明，该算法与使用 Dijkstra 最短路径算法启发式推导的排序结合使用时，在典型设置中能产生接近最优的性能。对于单播情况，我们证明虽然该问题在使用 MIA 时仍然是 NP 难的，但在使用 EA 时可以最优且多项式时间内求解。我们进一步利用我们的算法数值研究了协作广播中延迟与功率效率之间的权衡，并比较了 EA 与 MIA 的性能，以及我们的协作算法与广播设置中一种智能非协作算法的性能。
引用
@article{arxiv.1102.2825,
title = {Algorithmic Aspects of Energy-Delay Tradeoff in Multihop Cooperative Wireless Networks},
author = {Marjan Baghaie and Bhaskar Krishnamachari and Andreas F. Molisch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.2825},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 9 figures