Energy Efficient Nano-Node Association and Resource Allocation for Hierarchical Nano-Communication Networks

计算机科学 资源配置 数学优化 聚类分析 凸优化 最优化问题 分式程序设计 节点(物理) 分布式计算 整数规划 非线性规划 计算机网络 算法 非线性系统 数学 工程类 正多边形 人工智能 物理 结构工程 量子力学 几何学
作者
Li Feng,Qinghai Yang,Daeyoung Park,Kyung Sup Kwak
出处
期刊:IEEE Transactions on Molecular, Biological, and Multi-Scale Communications [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:4 (4): 208-220 被引量:10
标识
DOI:10.1109/tmbmc.2019.2943294
摘要

Nano-communication networks operating in the Terahertz (THz) band are being developed quickly owing to the high bandwidth range. In this paper, we investigate energy efficient data transmission in hierarchical nano-communication networks with multiple inbody nano-nodes and micro-nodes. Considering the channel characteristic of the THz band, we formulate a weighted energy efficiency optimization problem for the joint design of nano-node association and resource allocation in such networks. By regarding nano-node association results as the network cluster configurations, the non-convex optimization problem is decomposed into a network clustering problem and a resource allocation problem. The network clustering problem is a combine optimization problem, whose optimal cluster configuration is derived using Markov approximation theory. Besides, the resource allocation problem, which is a mixed integer nonlinear programming problem, is solved by comprehensively using continuity relaxation theory and an improved dynamic programming method. An adaptive frequency selection and power control algorithm is given for nano-nodes to determine the optimal frequency and transmit power under a specific cluster configuration. To gain more insights into the obtained solutions, a joint network clustering and resource allocation algorithm is presented to accommodate hierarchical nano-communication networks to achieve the energy efficient data transmission. Simulation results validate the theoretical analysis of the proposed algorithms.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
一目完成签到,获得积分10
刚刚
Zx_1993应助闪闪乞采纳,获得10
1秒前
腼腆的薯片完成签到 ,获得积分10
1秒前
米糊完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
聆风完成签到 ,获得积分10
2秒前
嘻嘻哈哈完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
Daria完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
任1完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
迅速采梦发布了新的文献求助10
7秒前
叶燕完成签到 ,获得积分10
8秒前
qing_li完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
情怀应助KALIdemo158采纳,获得20
10秒前
djshao应助Yuan采纳,获得10
10秒前
孟超发布了新的文献求助10
10秒前
可爱的梦菲完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
天天快乐应助宇称yu采纳,获得10
12秒前
火星上小土豆完成签到 ,获得积分10
12秒前
阿苏完成签到 ,获得积分10
14秒前
旺旺小小贝完成签到,获得积分10
15秒前
Mlwwq发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
Jasper应助Ningxin采纳,获得50
16秒前
忧伤的绍辉完成签到 ,获得积分10
19秒前
孟超完成签到,获得积分20
20秒前
无极微光应助wangqing采纳,获得20
21秒前
李爱国应助杨儿采纳,获得30
22秒前
Jahen完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
李李李应助迅速采梦采纳,获得10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5600606
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4686243
关于积分的说明 14842399
捐赠科研通 4677148
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538898
邀请新用户注册赠送积分活动 1505830
关于科研通互助平台的介绍 1471201