ترکیب بهینه مسیریابی و اختصاص دامنه ارسال در شبکه‌های بی‌سیم اقتضائی

یک شبکه بی‌سیم اقتضائی، مجموعه‌ای از گره‌های بی‌سیم با انرژی کم است که باید بدون زیرساخت و مدیریت متمرکز بتوانند با انعطاف‌پذیری بالایی با یکدیگر ارتباط داشته باشند. دامنه و قدرت ارسال گره‌ها نقش مهمی در توان مصرفی این شبکه‌ها ایفا می‌کند و الگوریتم‌های اختصاص دامنه تلاش می‌کنند که دامنه ارسال بهینه‌ای را برای گره‌ها مشخص کنند. البته، اختصاص دامنه بر روی توپولوژی شبکه بی‌سیم و مسئله مسیریابی تاثیر می‌گذارد. اگرچه در تحقیقات مختلف، مسیریابی و اختصاص دامنه به‌صورت جداگانه مدنظر قرار گرفته، اما ثابت شده است که بکار بستن هم‌زمان مسیریابی و اختصاص دامنه باعث بهبود کارآیی شبکه خواهد شد. در این مقاله، ترکیب مسئله اختصاص دامنه و مسیریابی در شبکه‌های بی‌سیم به‌صورت یک بهینه‌سازی غیرخطی مدل شده است که می‌تواند به درک کامل‌تر مسئله به محققان کمک کند و به‌عنوان معیاری برای طراحی الگوریتم‌هایی در آینده قرار گیرد، با این حال، حل مسئله بهینه‌سازی ارائه شده نیاز به یک مدیریت متمرکز دارد و برای شبکه‌های بی‌سیم بزرگ غیرعملی و غیرممکن است. بنابراین در این مقاله با استفاده از روش زیرگرادیان و تکنیک تفکیک، یک الگوریتم توزیع‌شده برای حل مسئله اختصاص دامنه و مسیریابی ارائه شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی نسبت به حالت بهینه، مصرف توان و تاخیر بیشتری دارد، اما قابلیت اطمینان شبکه را بهبود می‌دهد.

Optimal Combination of Routing and Transmission Range Assignment in Wireless Ad Hoc Networks

A wireless ad hoc network consists of a collection of wireless nodes with bounded energy that is capable communicating with each other reliably without the use of a network infrastructure or any centralized administration. Transmission range and power of nodes play a dominant role in energy consumption and range assignment, algorithms try to specify an optimal transmission range for nodes. Transmission range effects on network topology and the optimal route between nodes. Although routing and range assignment have been considered by researchers separately, there is a few highlights research about employing routing and range assignment jointly while this combination leads in improving network performance. In this paper, the combination of range assignment and routing problem is modeled as an optimization problem. Although, the mathematical formulation can help us to estimate the problem characteristic and figure out the firmness of it, solving this optimization problem is impossible and impractical in the largescale wireless network. By utilizing subgradient and decomposition methods, a distributed algorithm is proposed where applied range assignment and routing problem jointly. Simulation results show that the distributed algorithm has more power consumption and delay with respect to optimal model but it provides more reliability for networks.