Программные продукты и системы

Важным этапом при проектировании беспроводной сети передачи данных является синтез ее топологической структуры. Он подразумевает планирование территориального размещения базовых приемо-передающих станций и подключение к ним клиентов.

Сформулируем задачу размещения БС (ЗРБС), в основе которой лежит математическая модель, учитывающая уровень SIR для клиентов, уровень затухания сигнала при распространении от клиента к БС и обратно, наличие в сети нескольких типов БС. Сформулированная задача решается при помощи метаэвристического пчелиного алгоритма оптимизации, который демонстрирует высокую точность и скорость нахождения решений.

Постановка задачи размещения БС

ЗРБС формулируется следующим образом. Пусть есть некоторое множество клиентов (Ntp штук). Все клиенты должны быть подключены к БС, причем есть заранее определенное множество (Nps штук) потенциальных мест, куда может быть установлена БС (так называемых мест-кандидатов). Для установки доступны БС нескольких типов (Ntypes типов), отличающихся по своим характеристикам. При этом должен выполняться ряд требований и ограничений.

Для описания решения ЗРБС воспользуемся такой единицей представления данных, как структура. Структура представляет собой композитный тип данных, который позволяет хранить набор переменных различного типа (т.н. полей), объединенных одним именем. Для ЗРБС структура состоит из трех полей:

- целочисленная переменная type, отражающая тип БС, установленной на данном месте (считается, что БС не установлена, если type = 0);

- целочисленная переменная cl_nbr, отражающая число клиентов, подключенных к данному месту-кандидату;

- вектор (одномерный массив) целых чисел CL размерности cl_nbr, содержащий номера клиентов, подключенных к данному месту-кандидату.

Решение ЗРБС представляет собой вектор Sol, каждый элемент которого является структурой, соответствующей одному месту-кандидату (пояснение: здесь и в дальнейшем запись вида Arr[j] означает обращение к j-му элементу вектора Arr; элементы массивов нумеруются, начиная с 1). Обращение к полю структуры обозначается символом «.». То есть Sol[5].type означает тип БС пятого места-кандидата, а, например, Sol[3].CL[2] означает номер 2-го клиента, подключенного к станции на месте № 3.

Подробное описание дается в статье «Пчелиный алгоритм оптимизации для решения задачи планирования беспроводной сети», авторы: Скаков Е.С. (Липецкий государственный педагогический университет, Липецк), Малыш В.Н. (Липецкий филиал Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, Липецк).