کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4954254 1443310 2017 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Optimizing power allocation in wireless networks: Are the implicit constraints really redundant?
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی تخصیص قدرت در شبکه های بی سیم: آیا محدودیت های ضمنی واقعا از کار افتاده است؟
کلمات کلیدی
تخصیص برق، آب پر کردن، روش متداول همگرایی، اندازه گام،
ترجمه چکیده
محدودیت های قدرت به طور گسترده ای در نظر گرفته شده برای بهینه سازی تخصیص قدرت در شبکه های بی سیم، مثلا قدرت فرد غیر منفی و مجموع محدودی از تمام قدرت فردی، محدودیت هایی را در نظر می گیرد که هر یک از قدرت های فردی بیشتر از مبلغ محدود نیست. با این حال، محدودیت های ضمنی مرتبط به طور کلی در بیشتر مطالعات فعلی به عنوان الگوریتم طراحی شده بیش از حد مورد نیاز است. در این مقاله، سوال ما را بررسی می کنیم؟ آیا محدودیت های ضمنی واقعا از کار افتاده است؟ در بهینه سازی تخصیص قدرت به ویژه هنگام استفاده از روش های تکراری (به عنوان مثال، روش زیر گرجی) که دارای سرعت همگرایی آهسته هستند. با استفاده از مسئله پر شدن آب به عنوان یک تصویر، ابتدا خواص ساختاری راه حل های بهینه را بر اساس شرایط کاروش کوهن تاکر استخراج می کنیم. سپس یک روش بهینه مطلوب بسته غیر تکراری را پیشنهاد می کنیم و برای حل مشکل از روش های تکراری استفاده می کنیم (به عنوان مثال روش بیسیر و روش زیر گرجی). تجزیه و تحلیل نظری ما نشان می دهد که محدودیت های ضمنی اضافی نیستند و به ویژه، بررسی آنها می تواند به طور موثر سرعت همگرایی روش متقارن و کاهش حساسیت آن به اندازه گام انتخاب شده را افزایش دهد. نتایج عددی برای مشکل پر شدن آب و دیگر مسئله تخصیص قدرت موجود اثربخشی سنجش محدودیت های ضمنی را نشان می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر شبکه های کامپیوتری و ارتباطات
پیش نمایش مقاله
بهینه سازی تخصیص قدرت در شبکه های بی سیم: آیا محدودیت های ضمنی واقعا از کار افتاده است؟
چکیده انگلیسی
The widely considered power constraints on optimizing power allocation in wireless networks, e.g., non-negative individual power and limited sum of all the individual power, imply the constraints where each individual power is not greater than the limited sum. However, the related implicit constraints are generally regarded as redundant for algorithm design in most current studies. In this paper, we explore the question “Are the implicit constraints really redundant?” in the optimization of power allocation especially when using iterative methods (e.g., subgradient method) that have slow convergence speeds. Using the water-filling problem as an illustration, we first derive the structural properties of the optimal solutions based on Karush-Kuhn-Tucker conditions. Then we propose a non-iterative closed-form optimal method and use iterative methods (i.e., bisection method and subgradient method) to solve the problem. Our theoretical analysis shows that the implicit constraints are not redundant, and particularly, their consideration can effectively speed up the convergence of the subgradient method and reduce its sensitivity to the chosen step size. Numerical results for the water-filling problem and another existing power allocation problem demonstrate the effectiveness of considering the implicit constraints.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computer Communications - Volume 111, 1 October 2017, Pages 153-164
نویسندگان
, , ,