非凹效用最大化的全局最优分布式功率控制
网络与互联网体系结构
2011-11-04 v2
摘要
无线网络中的发射功率控制长期以来被认为是缓解同信道干扰的有效机制。由于高度非凸的性质，在最大化系统效用时，最优功率控制被认为难以实现。迄今为止，尽管分布式实现对于无线无基础设施网络（如自组织网络和传感器网络）至关重要，但尚不存在能够最大化任何形式系统效用的分布式功率控制算法。本文通过开发一种基于吉布斯采样的异步分布式功率控制算法（称为GLAD）填补了这一空白。无论效用函数的凹性、连续性、可微性和单调性如何，所提算法都能快速收敛到全局最优解。与其他现有分布式功率控制算法一样，GLAD需要在网络中所有用户之间进行大量消息传递，这导致高信令开销和高处理复杂度。为解决此问题，本文进一步提出GLAD算法的一个变体，称为I-GLAD，其中前缀“I”表示不频繁的消息传递。无论消息传递速率如何降低，I-GLAD的收敛性都可证明。为进一步降低每个发射机的处理复杂度，我们开发了I-GLAD的增强版本，称为NI-GLAD，其中仅处理来自相邻链路的控制消息。我们的仿真结果表明，无论系统效用函数的类型如何，I-GLAD都近似收敛到全局最优解。同时，NI-GLAD获得解的最优性取决于邻域大小的选择。
引用
@article{arxiv.1101.0204,
title = {Globally Optimal Distributed Power Control for Nonconcave Utility Maximization},
author = {Li Ping Qian and Ying Jun and Zhang and Mung Chiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1101.0204},
year = {2011}
}
备注
30 pages, 3 tables, and 9 figures