مروری بر مسائل بهینه سازی غیرخطی در شبکه های حسگر بی سیم
شبکه های حسگر بی سیم منجر به مسائل متعددی برحسب مقیاس بندی و مصرف انرژی می شوند. اکثر آنها در مقالات با استفاده از تکنیک های بهینه سازی در نظر گرفته شده اند. بر اساس هدف و شرط های بهینه سازی، تعداد زیادی از این مسائل در صورت امکان با استفاده از تکنیک های برنامه ریزی خطی حل می شوند، یا مدل شبکه برای انطباق در این دسته، ساده سازی می شود، البته صحت ممکن است کاهش یابد. در اکثر موارد دیگر، ساده سازی مدل شبکه امکان پذیر نیست و بهینه سازی نیاز به تکنیک های پیچیده تری دارد. برای این موارد، بهینه سازی غیرخطی به یک جایگزین جالب تبدیل می شود. بهینه سازی غیرخطی مفید بوده و دلالت دارد بر اینکه نتایج دقیق تری مورد نیاز هستند یا بهینه سازی خطی غیرقابل دستیابی است یا نتایج غیرقابل اطمینانی تولید می کند. این مقاله به مرور مباحث اخیر و مهم مربوط به مسائل بهینه سازی غیرخطی در شبکه حسگر بی سیم با انتخاب مرتبط ترین اهداف برای بهینه سازی و طبقه بندی مسائل مورد نظر می پردازد. همچنین، این مقاله به بررسی اکثر مسائلی که به بهینه سازی غیرخطی نیاز دارند پرداخته و در نهایت سوالات آزاد در این زمینه را مطرح می سازد.
کلمات کلیدی: شبکه های حسگر بی سیم، بهینه سازی غیرخطی، تکنیک های بهینه سازی.
A survey on non-linear optimization problems in wireless sensor networks
Journal of Network and Computer Applications
Volume 82, 15 March 2017, Pages 1-20
Abstract
Wireless Sensor Networks (WSN) pose several problems in terms of scalability and energy consumption. Many of them have been treated in the literature by means of optimization techniques. Depending on the optimization goal and constraints, a great number of these problems are solved using Linear Programming (LP) techniques whenever possible or the network model is further simplified to fit into this category, albeit accuracy may be degraded. In many other cases, simplifying the network model is not feasible and optimization requires more complex techniques. For these cases, non-linear optimization becomes an interesting alternative. Non-linear optimization is beneficial provided that more accurate results are needed or linear optimization is not achievable or yields unreliable results. This paper surveys recent and significant contributions regarding non-linear optimization problems in WSN, selecting the most relevant objectives to optimize and classify the problems under consideration into several categories. Furthermore, this work provides insights in many important problems requiring non-linear optimization and, finally, discusses current open questions in this area.
Keywords: Wireless sensor networks, Non-linear optimization, Optimization techniques