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Optimizando el tiempo de vida de las redes de Internet de las cosas con escaneo dinámico

Autores: Choi, Seung-Kyu; Kim, Woo Hyun; Sohn, Illsoo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Optimizando el tiempo de vida de las redes de Internet de las cosas con escaneo dinámico


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Desarrollo
Internet de las cosas
BLE
Consumo de energía
Optimización de red
Complejidad computacional

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 35

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Con el desarrollo de la tecnología de Internet de las Cosas (IoT), industrias como la agricultura inteligente, la salud inteligente, los edificios inteligentes y las ciudades inteligentes están atrayendo la atención. Como tecnología de comunicación inalámbrica central, Bluetooth de Baja Energía (BLE) está generando mucho interés como una tecnología de comunicación de baja potencia altamente confiable. En particular, BLE permite una red de malla sin conexión que propaga datos de manera de inundación utilizando canales de publicidad. En este documento, nuestro objetivo es optimizar el consumo de energía de la red al minimizar el tiempo de exploración mientras se preserva la confiabilidad de la red. Maximizar la vida útil de la red requiere varios algoritmos de optimización, incluida la búsqueda exhaustiva y la búsqueda de descenso de gradiente. Sin embargo, están asociados con una complejidad computacional excesiva y altos costos de implementación. Para reducir la complejidad computacional de la optimización de la red, modelamos matemáticamente el consumo de energía de las redes BLE y formulamos la maximización de la vida útil de la red como un problema de optimización. Presentamos primero un enfoque analítico para resolver el problema de optimización y mostramos que encontrar el mínimo de la función objetivo complicada del problema de optimización no garantiza una solución válida al problema. Como solución de baja complejidad, aproximamos la función objetivo complicada en una forma convexa y derivamos una expresión de forma cerrada de la solución subóptima. Nuestros resultados de simulación muestran que la solución subóptima propuesta proporciona un rendimiento casi equivalente en comparación con la solución óptima en términos de vida útil de la red. Con una complejidad computacional muy baja, la solución subóptima propuesta puede reducir ampliamente los costos de implementación.

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