雾基物联网网络中用于中断概率最小化的优化中继方案
网络与互联网体系结构
2021-06-03 v1
摘要
雾设备在物联网（IoT）生态系统中正开始在中继数据与服务方面发挥关键作用。这些中继可以是静态或移动的，后者通过精心设计的中继移动性为性能提升提供了新自由度。此外，由于设备受功率限制，功率节省一直是IoT网络中的普遍问题，需要最优功率控制机制。本文考虑一种多层雾基IoT架构，其中移动/静态雾节点充当放大转发中继，将来自传感器节点的接收信息传输至层级更高的静态雾设备，后者提供某些本地化服务。通过联合优化雾中继的移动模式和发射功率，所提场景的中断概率被有效最小化。我们推导了中断概率的闭式解析表达式。此外，由于公式化问题的难解性与非凸性，我们应用基于最速下降法的迭代算法以达成理想目标。仿真显示，相较于固定位置和固定功率（FLFP）方案（即无优化），优化位置固定功率（OLFP）方案的中断概率改善了62.7%，优化功率固定位置（OPFL）方案改善了79.3%，优化位置优化功率（OLOP）方案改善了94.2%。最后，我们提出一种最优中继选择策略，从随机分布的中继候选中选取合适中继节点。
引用
@article{arxiv.2106.00846,
title = {An Optimal Relay Scheme for Outage Minimization in Fog-based Internet-of-Things (IoT) Networks},
author = {Babatunji Omoniwa and Riaz Hussain and Muhammad Adil and Atif Shakeel and Ahmed Kamal Tahir and Qadeer Ul Hasan and Shahzad A. Malik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.00846},
year = {2021}
}
备注
Accepted and Published in IEEE Internet of Things Journal