دانلود رایگان ترجمه مقاله قرار دادن روتر قابل شارژ بر اساس بهره وری در شبکه های مش بی سیم سبز (نشریه الزویر ۲۰۱۵) (ترجمه ارزان – نقره ای ⭐️⭐️)

elsevier

 

 

این مقاله انگلیسی ISI در نشریه الزویر در ۱۲ صفحه در سال ۲۰۱۵ منتشر شده و ترجمه آن ۳۰ صفحه میباشد. کیفیت ترجمه این مقاله ارزان – نقره ای ⭐️⭐️ بوده و به صورت کامل ترجمه شده است.

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

قرار دادن روتر قابل شارژ بر اساس کارایی و انصاف در شبکه های مش بی سیم سبز

عنوان انگلیسی مقاله:

Rechargeable router placement based on efficiency and fairness in green wireless mesh networks

 
 
 
 
 

 

مشخصات مقاله انگلیسی (PDF)
سال انتشار ۲۰۱۵
تعداد صفحات مقاله انگلیسی ۱۲ صفحه با فرمت pdf
رشته های مرتبط با این مقاله مهندسی فناوری اطلاعات
گرایش های مرتبط با این مقاله شبکه های کامپیوتری، اینترنت و شبکه های گسترده
چاپ شده در مجله (ژورنال) شبکه های کامپیوتری – Computer Networks
کلمات کلیدی قرار دادن روتر قابل شارژ، بهره وری انرژی، انصاف کاربر، شبکه های مش بی سیم سبز
ارائه شده از دانشگاه دانشکده اطلاعات و ارتباطات الکترونیکی ، دانشگاه علم و فناوری (HUST)، ووهان، چین
رفرنس دارد  
کد محصول F1506
نشریه الزویر – Elsevier

 

مشخصات و وضعیت ترجمه فارسی این مقاله (Word)
وضعیت ترجمه انجام شده و آماده دانلود
تعداد صفحات ترجمه تایپ شده با فرمت ورد با قابلیت ویرایش  ۳۰ صفحه (۱ صفحه رفرنس انگلیسی) با فونت ۱۴ B Nazanin
ترجمه عناوین تصاویر و جداول ترجمه شده است ✓ 
ترجمه متون داخل تصاویر ترجمه نشده است  
درج تصاویر در فایل ترجمه درج شده است 
درج فرمولها و محاسبات در فایل ترجمه  به صورت عکس درج شده است  
منابع داخل متن به صورت عدد درج شده است  
کیفیت ترجمه کیفیت ترجمه این مقاله متوسط میباشد 

 

فهرست مطالب
خلاصه
۱- مقدمه
۲- کارهای مرتبط
۳- پیکربندی سیستم
۳-۱ مدل سیستم
۳-۲ مدل جریان انرژی
۴- فرمول بندی مسئله
۵- قرار دادن روتر قابل شارژ بر اساس الگوریتم NCA و الگوریتم PFCA
۵-۱ نزدیکترین الگوریتم ارتباط سلولی (NCA)
۵-۲ الگوریتم ارتباط سلولی مبتنی بر عدالت متناسب (PFCA)
۵-۳- مکان یابی مبتنی بر جستجوی دقیق (ESP)
۵-۴ جایگزینی مبتنی بر جستجوی حریص (GSP)
۵-۵ جایگزینی مبتنی بر آنیل شبیه سازی شده (SAP)
۶- نتایج شبیه سازی
نتیجه گیری
 

 

بخشی از ترجمه
 چکیده
شبکه های مش بی سیم در حال حاضر به عنوان یک راه حل امیدوار کننده برای دسترسی به پهنای باند در حال ظهور هستند. در حالی که هزینه های بهره برداری و هزینه های عملیاتی آنها به طور قابل ملاحظه ای به دلیل مصرف برق مستمر افزایش می یابد. جایگزین این است که روترهای شبکه قابل شارژ را با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر جایگزین کنند. در این مقاله، مسئله قرار دادن روتر قابل شارژ برای شبکه مش خورشیدی (سبز) را بررسی می کنیم. این مشکل به عنوان بهینه سازی با هدف به حداقل رساندن تعداد روتر های مستقر شده، در حالی که برآورده شدن نیازهای QoS در پوشش بی سیم، تقاضای ترافیک، بهره وری انرژی و انصاف کاربر در نظر گرقته شده است. به طور خاص، نرخ شکست شبکه را برای ارزیابی عملکرد شبکه معرفی می کنیم و رویکرد مبتنی بر عدالت متناسب را برای انجام ارتباط سلولی بین کاربران و روترها، اتخاذ می کنیم. ابتدا دو الگوریتم ارتباط سلولی را از دو دیدگاه پیشنهاد می کنیم: الگوریتم نزدیکترین ارتباط سلولی (NCA) برای بررسی کارایی انرژی و الگوریتم ارتباطات سلولی عادلانه (PFCA) برای دستیابی به تعادل بین عملکرد شبکه و عدالت کاربر. سپس ما دو الگوریتم استقرار اکتشافی جاسازی شده با روش های ارتباطی پیشنهاد شده سلول را برای یافتن راه حل های تقریبی برای مسئله قرار دادن روتر قابل شارژ طراحی می کنیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی PFCA می تواند منافع کاربر را با افزایش جزئی هزینه های استقرار تضمین کند. علاوه بر این، در مقایسه با جایگذاری مطلوب با جستجوی جامع، ما می توانیم عملکرد خوبی را بدست آوریم با پیچیدگی محاسباتی بسیار کم.
 
۱- مقدمه
در سال های اخیر شبکه های بی سیم Mesh برای استفاده از توپولوژی ارزان قیمت و انعطاف پذیر برای خدمات دسترسی به پهنای باند به طور گسترده ای توسعه یافته اند. با گسترش مقیاس شبکه و افزایش تقاضای ترافیک، مصرف انرژی تامین برق برای WMN ها یک مسئله مهم می شود. برای حل مشکل افزایش مصرف انرژی، یک جایگزین این است که روترهای قابل شارژ را که می توانند انرژی های سبز مانند انرژی خورشیدی یا باد را برآورده کنند معرفی کنند. از آنجائیکه منابع انرژی روترهای قابل شارژ سازگار نیستند، اما با توجه به شرایط مختلف محیطی پویا، نحوه موثر قرار دادن روترها برای تضمین پوشش بی سیم و کیفیت خدمات شبکه (QoS) برای شبکه های سبز مشکلی روبه رو است.
مشکل مرسوم قراردادن (placement) روترها را برای ذخیره نیروی سازگار از طریق برق سیمی فرض می کند و می تواند به عنوان مشکلات بهینه سازی مختلف بر اساس اهداف و مجموعه ای از محدودیت ها صورت گیرد. بعضی از مطالعات توپولوژی هایی را بررسی می کنند که دروازه ها به طور پیشینی ثابت می شوند [۱]. در حالی که دیگران برای بهینه سازی تعداد دروازه ها با توجه به یک طرح ثابت از روترهای مش تلاش می کنند[۲]. این مطالعات به طور عمده بر اهداف کمینه سازی هزینه ها با توجه به محدودیت های داده شده یا بهبود عملکرد، مانند پوشش، اتصال [۳]، تاخیر [۴]، و بازده [۲] تمرکز می کنند.
از آنجایی که تقاضای افزایش خدمات منجر به رشد قابل توجهی در مصرف انرژی شده است، تلاش های پژوهشی اخیر، مکانیزم صرفه جویی در انرژی در شبکه های بی سیم را مطالعه کرده است. در شبکه های محرک، بعضی از استراتژی های ایستگاه پایه را پیشنهاد کرده اند، یعنی، قطع کردن بعضی از ایستگاه های پایه با توجه به تغییرات ترافیک [۵]. به تازگی، شبکه های مش بی سیم سبز که در آن روترها با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر قابل شارژ می شوند، به یک راه حل جایگزین برای صرفه جویی در انرژی تبدیل شده اند. بیشتر مطالعات قبلی مربوط به شبکه های مش بی سیم سبز بر مدیریت منابع و مسیریابی ترافیک تمرکز کرده اند تا از پایداری انرژی اطمینان حاصل شود [۶،۷]. با این حال، قرار دادن روتر قابل شارژ مجدد قابل حمل تحت محدودیت QoS برای WMN سبز به خوبی مورد مطالعه قرار نگرفته است.
در این مقاله، مسئله قرار دادن روتر قابل شارژ در WMN سبز بررسی شده است. نگرانی ما این است که چگونه روتر قابل شارژ به طور موثر قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که انرژی برداشت پویا می تواند نیاز QoS شبکه را برآورده کند، در حالی که از منصفانه بودن کاربران در یک شبکه مشبک سبز مطمئن هستیم. این یک مشکل چالش برانگیز است که قبلا مورد مطالعه قرار نگرفته است. برای روترهای قابل شارژ، منابع انرژی آنها سازگار نیستند بلکه وابسته به شرایط محیطی واقعی هستند. برخی از روترها ممکن است انرژی کافی نداشته باشند تا از کلیه مشتری‌های مش شده خود (MCs) پشتیبانی کنند و برخی از آنها را به طور موقت رها (drop)می کنند. اگرچه اتصال کوتاه مدت بین روترها و MC ها در شرایط واقعی قابل قبول است، اما این سوال این است که چگونه قابلیت پذیرش را تعریف می کند. در ابتدا ما یک معیار عملکرد درازمدت را معرفی می کنیم، به این معنی که نرخ شکست شبکه برای یک WMN سبز، که به عنوان نسبت قطع ها و تمام اتصالات احتمالی تعریف می شود. به جای محدوده پوشش قوی، که همه کاربران باید در هر زمان به حداقل یک روتر متصل شوند، ما ارتباط سلول را برای برآورده شدن محدودیت پوشش در نظر می گیریم تا زمانی که نرخ شکست در زیر آستانه بسیار کم قرار بگیرد. با این حال، رویداد قطع ارتباط موقت مسئله دیگر را نشان می دهد: نیازمندی نرخ شکست ممکن است با به خطر انداختن QoS یک MC مشخص، تامین شود. به طور مشخص، یک MC خاص ممکن است برای اتصال به مدت زمان طولانی با توجه به مصرف انرژی بالا خود شکست بخورد، که به طور جدی بر کیفیت تجربه کاربران تاثیر می گذارد. بنابراین، بسیار مطلوب است که یک روش ارتباطی بهبود یافته سلول را برای تقسیم کردن جریان ترافیکی بین کاربران به دست آوریم. در این مقاله، مفهوم عدالت متناسب را که معمولا برای تخصیص منابع رادیویی در شبکه های موبایل استفاده می شود [۸،۹] به یک الگوریتم ارتباط سلولی برای اطمینان از دسترسی عادلانه در دسترسی به ترافیک در میان کاربران قرض می دهیم (استفاده می کنیم).
در این مقاله، ما دو الگوریتم ارتباط سلولی پیشنهاد می کنیم، یعنی نزدیکترین الگوریتم سلولی (NCA) و الگوریتم ارتباط سلولی عادلانه (PFCA). اولی تمرکز بر کم کردن مصرف انرژی در هر تجمع است که ممکن است ناعادلانه در بین کاربران مختلف ایجاد شود. در حالی که بعدی رسیدن به تعادل بین عملکرد شبکه و عدالت کاربر در دریافت جریان ترافیک را در نظر دارد. بر اساس الگوریتم حریصانه و الگوریتم شبیه سازی آنیل، ما دو الگوریتم مکان اکتشافی های جاسازی شده با روش های ارتباطی پیشنهاد شده سلول را برای یافتن راه حل های تقریبی برای مسئله قرار دادن روتر قابل شارژ طراحی می کنیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در مقایسه با قرار دادن مطلوب با جستجوی جامع، می تواند عملکرد خوبی را در هزینه پایین نسبی به دست آورد و با پیچیدگی محاسباتی بسیار کم شود. علاوه بر این، الگوریتم پیشنهادی PFCA می تواند منصفانه بودن کاربر را با افزایش کمی هزینه های قرار دادن تضمین کند.
ادامه مقاله به شرح زیر تدوین شده است. ما پیکربندی سیستم و فرمول بندی را در بخش های ۳ و ۴ ارائه می کنیم. الگوریتم های ارتباط سلولی و الگوریتم های قرار دادن اکتشافی در بخش ۵ ارائه شده است. نتایج شبیه سازی و مقایسه عملکرد در بخش های ۶ و ۷ داده شده است.

 

بخشی از مقاله انگلیسی

Abstract

The wireless mesh networks are currently emerging as a promising solution for broadband access, while their deployment and operational costs are also ever increasing significantly due to the continuous electrical power consumption. The alternative is to deploy rechargeable mesh routers using renewable energy sources. In this paper, we study the rechargeable router placement problem for a green mesh network. The problem is formulated as an optimization with the objective of minimizing the number of deployed routers, while fulfilling QoS requirements on wireless coverage, traffic demand, energy efficiency and user fairness. Specifically, we introduce the network failure rate to evaluate the network performance and adopt the proportional fairness-based approach to do the cell association between users and routers. We first propose two cell association algorithms from two perspectives: the Nearest Cell Association Algorithm (NCA) for energy efficiency consideration and the Proportional Fairness Cell Association Algorithm (PFCA) to achieve a balance between the network performance and the user fairness. We then design two heuristic placement algorithms embedded with the proposed cell association methods to find approximate solutions for the rechargeable router placement problem. Simulation results verify that the proposed PFCA algorithm can guarantee the user fairness with a slight increase of deployment cost. Furthermore, compared with the optimal placement achieved by exhaustive search, ours can achieve good performance with greatly reduced computation complexity.

 

۱ Introduction

In recent years, Wireless Mesh Networks (WMN) have widely developed for the advantage of its low-cost and flexible topology for broadband access services. With the expansion of network scale and the increase of traffic demand, the energy consumption of electrical power supply for WMNs becomes an important issue. To solve the problem of ever-increasing energy consumption, an alternative is to introduce rechargeable routers that can harvest green energies, such as solar or wind power. Since energy supplies of rechargeable routers are not consistent but dynamic due to varying environment conditions, how to effectively place routers to guarantee wireless coverage and network Quality of Service (QoS) is becoming more challenging for green mesh networks.

The traditional node placement problem assumes routers to have consistent power supply through wired electricity and can be formulated as different optimization problems based on the objectives and a set of constraints. Some studies consider topologies where gateways are fixed a priori [1]. While others attempt to optimize the number of gateways given a fixed layout of mesh routers [2]. These studies mainly focus on the objectives of cost minimization under given constraints or performance improvement, such as coverage, connectivity [3], delay [4], and throughput [2].

Since the increasing demand of services have led to a significant growth in the energy consumption, recent research efforts have studied energy saving mechanisms in wireless networks. In cellular mobile networks, some have proposed the base station sleeping strategies, that is, switching off some base stations according to traffic variations [5]. Recently, the green wireless mesh networks in which routers are rechargeable by renewable energy supplies have become a cost-effective alternative solution for energy saving. Most previous studies related to green wireless mesh networks have focused on the resource management and traffic routing to ensure energy sustainability [6,7]. However, the efficient rechargeable router placement under QoS constraints for a green WMN has not been well studied.

In this paper, we investigate the rechargeable router placement problem in a green WMN. Our concern is how to efficiently place rechargeable routers to ensure that the dynamic harvested energy can fulfill the network QoS requirement while ensuring the fairness among users in a green mesh network. This is a challenging problem not well studied before. For rechargeable routers, their energy supplies are not consistent but dependent on realistic environment conditions. It is possible that some routers may not have enough energy to support all of its already connected Mesh Clients (MCs), and have to drop some of them temporarily. Though the short-term disconnections between routers and MCs are assumed to be acceptable in real-world conditions, the question is how to define the acceptability. In this paper, we first introduce a long-term performance metric, called network failure rate for a green WMN, which is defined as the ratio of disconnections and all possible connections. Instead of the strong coverage constraint that all users should be connected to at least one router at any time, we consider the cell association to meet the coverage constraint as long as the failure rate is under a given very low threshold. However, the temporary disconnection event brings out the other issue: The failure rate requirement may be satisfied by sacrificing the QoS of a certain MC. Specifically, a certain MC may be failed for connection for a long time period on account of its high energy consumption, which would seriously affect users’ quality of experiences. It is thus highly desirable to find an improved cell association method to fairly assign traffic flows among users. In this paper, we borrow the concept of proportional fairness that have been commonly used for radio resource allocation in mobile networks [8,9] into a cell association algorithm to ensure fairness on accessing to traffic among users.

In this paper, we propose two cell association algorithms, namely, Nearest Cell Association Algorithm (NCA) and Proportional Fairness Cell Association Algorithm (PFCA). The former focuses on minimizing the energy consumption in each association, which may cause unfairness among different users. While the later considers to achieve a balance between the network performance and the user fairness on getting traffic flows. Based on the greedy algorithm and simulated annealing algorithm, we design two heuristic placement algorithms embedded with the proposed cell association methods to find approximate solutions for the rechargeable router placement problem. Simulation results show that compared with the optimal placement achieved by exhaustive search, ours can achieve good performance at a relative low cost with greatly reduced computation complexity. Furthermore, the proposed PFCA algorithm can guarantee user fairness with a slight increase of placement cost.

The remainder of the paper is organized as follows. We present the system configuration and problem formulation in Sections 3 and 4, respectively. The cell association algorithms and heuristic placement algorithms are provided in Section 5. Simulation results and performance comparisons are given in Sections 6, and 7 concludes the paper.

 

 

 

دانلود رایگان مقاله انگلیسی + خرید ترجمه فارسی
عنوان فارسی مقاله:

قرار دادن روتر قابل شارژ بر اساس کارایی و انصاف در شبکه های مش بی سیم سبز

عنوان انگلیسی مقاله:

Rechargeable router placement based on efficiency and fairness in green wireless mesh networks

 
 
 
 
 

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *