In this paper, we study the problem of gathering data from large-scale wireless sensor networks using multiple unmanned air vehicles (UAVs) to gather data at designated rendezvouses, where the goal is to maximize the network lifetime. Previous proposals often consider a practical approach where the problem of determining a data gathering scheme is decomposed into 2 sub-problems: i) partitioning the networks into clusters for determining the rendezvouses as these obtained cluster heads; and ii) determining the paths for a set of a given number of UAVs to come gathering data at these rendezvouses which have been harvesting data within each local clusters, respectively. We try to deal with this as a whole optimization problem, expecting a significant increase in computation complexity which would bring new challenge in creating practical solutions for large-scale WSNs. We introduce two alternatives mixed-integer linear programming (MILP) formulations, namely the 2-index model with $O(n^2)$ variables and the 3-index model that has $O(n^3)$ variables, where $n$ denotes the number of sensor nodes. We show that our best model could solve optimally the problem instances with up to 50 sensor nodes in less than 30 minutes. Next, we propose a heuristic idea to reduce the number of variables in implementing the 3-index model to effectively handle larger-scale networks with size in hundreds. The experiment results show that our heuristic approach significantly prolongs the network lifetime compared to existing most efficient proposals.


翻译:在本文中,我们研究了利用多无人驾驶航空飞行器(无人驾驶航空器)从大型无线传感器网络收集数据的问题,以便在指定的集合点收集数据,目标是最大限度地扩大网络寿命。以前的建议常常考虑一种实用的方法,即确定数据收集办法的问题分解成两个子问题:一是将网络分成一组,以便在获得集群头时确定会合点;二是确定一组特定数量的无人驾驶航空飞行器收集数据的途径,这些大型无线传感器网络收集的数据,这些天际飞行器收集的数据分别在每个地方集群内收集数据。我们试图处理整个优化问题,期待计算复杂性的大幅提高,从而在为大型网络SNSN建立实际解决办法方面带来新的挑战。我们引入了两种混合线性线性编程(MILP)配方,即用$(n)2美元变量将网络分为两个指数模型,用美元(n)至3美元现有变量的3个指数模型收集数据,其中以美元计算出每个地方集群组群集的数据。我们试图解决整个计算器节点的数据。我们的最佳模型比50分钟的网络规模要高得多。我们建议采用最优的模型,在下一个模型中用最优的网络来显示最低的变式的变数。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月2日
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
18+阅读 · 2017年10月13日
【计算机类】期刊专刊/国际会议截稿信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年10月13日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
Improving Hyperparameter Optimization by Planning Ahead
Arxiv
0+阅读 · 2021年10月15日
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月22日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
【论文笔记】通俗理解少样本文本分类 (Few-Shot Text Classification) (1)
深度学习自然语言处理
7+阅读 · 2020年4月8日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
条件GAN重大改进!cGANs with Projection Discriminator
CreateAMind
8+阅读 · 2018年2月7日
深度学习医学图像分析文献集
机器学习研究会
18+阅读 · 2017年10月13日
【计算机类】期刊专刊/国际会议截稿信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年10月13日
【推荐】决策树/随机森林深入解析
机器学习研究会
5+阅读 · 2017年9月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员