• 제목/요약/키워드: Swarm communication

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Swarm Intelligence-based Power Allocation and Relay Selection Algorithm for wireless cooperative network

  • Xing, Yaxin;Chen, Yueyun;Lv, Chen;Gong, Zheng;Xu, Ling
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제10권3호
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    • pp.1111-1130
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    • 2016
  • Cooperative communications can significantly improve the wireless transmission performance with the help of relay nodes. In cooperative communication networks, relay selection and power allocation are two key issues. In this paper, we propose a relay selection and power allocation scheme RS-PA-PSACO (Relay Selection-Power Allocation-Particle Swarm Ant Colony Optimization) based on PSACO (Particle Swarm Ant Colony Optimization) algorithm. This scheme can effectively reduce the computational complexity and select the optimal relay nodes. As one of the swarm intelligence algorithms, PSACO which combined both PSO (Particle Swarm Optimization) and ACO (Ant Colony Optimization) algorithms is effective to solve non-linear optimization problems through a fast global search at a low cost. The proposed RS-PA-PSACO algorithm can simultaneously obtain the optimal solutions of relay selection and power allocation to minimize the SER (Symbol Error Rate) with a fixed total power constraint both in AF (Amplify and Forward) and DF (Decode and Forward) modes. Simulation results show that the proposed scheme improves the system performance significantly both in reliability and power efficiency at a low complexity.

소형 무인기들의 군집비행을 위한 운영 네트워크 시스템과 PILS 개발 (Development of Operation Network System and Processor in the Loop Simulation for Swarm Flight of Small UAVs)

  • 김성환;조상욱;조성범;박춘배
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.433-438
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    • 2012
  • In this paper, a operation network system equipped with onboard wireless communication systems and ground-based mission control systems is proposed for swarm flight of small UAVs. This operating system can be divided into two networks, UAV communication network and ground control system. The UAV communication network is intend to exchange the informations of navigation, mission and flight status with minimum time delay. The ground control system consisted of mission control systems and UDP network. Proposed operation network system can make a swarm flight of various UAVs, execute complex missions decentralizing mission to several UAVs and cooperte several missions. Finally, PILS environments are developed based on the total operating system.

Docker Swarm의 메모리 과점유로 인한 성능 하락의 상관 관계 분석 (Correlation Analysis of Performance Degradation Due to Heavy Occupancy of Memory in Docker Swarm)

  • 장준범;박봉우;최희석;유헌창
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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    • pp.71-73
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    • 2018
  • 소프트웨어 애플리케이션의 가상화를 지원하는 컨테이너(container)는 일반적인 가상머신과 같은 운영체제의 격리된 인스턴스 형태이지만 VM과는 달리 호스트 OS자원을 공유하여 자원을 효율적으로 사용할 수 있고 이식성이 좋으며 배포를 쉽게 할 수 있는 등 장점이 있다. 컨테이너의 중요성과 활용도가 높아지면서 그것을 관리하고 통제하는 오케스트레이션 솔루션도 각광을 받고 있다. 본 논문에서는 Docker에 내장된 오케스트레이션 기능 중 하나인 Docker Swarm이 과도하게 메모리를 사용하는 문제점을 해결하고자 한다. 먼저, Docker Swarm의 구조에서 Manager 노드와 Worker 노드의 서비스를 증가시켜 실행시킨 후 성능을 평가한 후 과점유의 원인을 파악한다. 실험 결과 메모리 과점유의 원인은 컨테이너가 작동을 멈춘 후에도 여전히 메모리를 점유하고 있어 컨테이너를 증가시킬수록 메모리 이용률이 줄어들지 않는 것이 증명되었다.

지역적 통신과 인공면역계에 기반한 군집 로봇의 협조 전략과 군 행동 (Group Behavior and Cooperative Strategies of Swarm Robot Based on Local Communication and Artificial Immune System)

  • 심귀보;이동욱
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.72-78
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    • 2006
  • 군집 로봇시스템에서 협조 행동을 위기 위해서는 로봇의 센싱과 통신 기능은 필수적이다. 일반적으로 대역적 통신 시스템에서는 로봇의 대수가 증가하면 통신 자원의 제한과 정보의 범람이 발생한다. 따라서 이 경우 지역적 통신방법이 유리하다. 따라서 본 논문에서는 지역적 통신에 의한 정보의 전파 해석을 통하여 최적의 통신 반경을 결정하는 방법을 제안하고, 이를 이용하여 인공면역계에 기반한 군집 로봇시스템의 협조 전략과 군 행동 알고리즘을 제안한다.

적응형 빔 형성 시스템을 위한 개선된 개체 군집 최적화 알고리즘 (Improved Particle Swarm Optimization Algorithm for Adaptive Beam Forming System)

  • 정진우
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.587-592
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    • 2018
  • 위상 배열 안테나를 이용한 적응형 빔 형성 시스템은 간섭신호가 있는 통신환경에 적응형으로 빔을 형성하여 통신 품질을 향상시킨다. 적응형 빔 형성을 위해서는 위상 배열 안테나의 각 방사소자에 급전되는 신호의 위상을 우수한 조합을 산출해야 한다. 본 논문에서는 우수한 위상 천이 조합 산출 확률을 증가시키기 위해, 개치 밀도에 따른 재확산 절차가 추가된 개선된 개체 군집 최적화 알고리즘을 제안하였다.

군집 로봇의 군 행동을 위한 통신 모델과 이론적인 해석 (Communication Model and Its Theoretical Analysis for Group Behavior of Swarm Robot)

  • 심귀보;이동욱
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.8-17
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    • 2006
  • 군집 로봇시스템에서 로봇들 간의 협조행동 및 군 행동을 하기 위해서는 로봇의 센싱과 통신 기능은 필수적이다. 일반적으로 대역적 통신 시스템에서 로봇의 대수가 증가하면 통신자원의 제한과 정보의 범람이 발생한다. 따라서 이 경우 지역적 통신방법이 유리하다. 본 논문에서는 지역적 통신 방식을 제안하고, 정보의 전파(propagation) 해석을 통하여 최적의 통신 반경을 찾는 방법들을 제시한다. 또한 로봇이 정보를 획득하고 소실할 경우 발생하는 군(group)의 카오스 행동을 피하기 위한 최적의 조건을 제시한다.

PSO-optimized Pareto and Nash equilibrium gaming-based power allocation technique for multistatic radar network

  • Harikala, Thoka;Narayana, Ravinutala Satya
    • ETRI Journal
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    • 제43권1호
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    • pp.17-30
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    • 2021
  • At present, multiple input multiple output radars offer accurate target detection and better target parameter estimation with higher resolution in high-speed wireless communication systems. This study focuses primarily on power allocation to improve the performance of radars owing to the sparsity of targets in the spatial velocity domain. First, the radars are clustered using the kernel fuzzy C-means algorithm. Next, cooperative and noncooperative clusters are extracted based on the distance measured using the kernel fuzzy C-means algorithm. The power is allocated to cooperative clusters using the Pareto optimality particle swarm optimization algorithm. In addition, the Nash equilibrium particle swarm optimization algorithm is used for allocating power in the noncooperative clusters. The process of allocating power to cooperative and noncooperative clusters reduces the overall transmission power of the radars. In the experimental section, the proposed method obtained the power consumption of 0.014 to 0.0119 at K = 2, M = 3 and K = 2, M = 3, which is better compared to the existing methodologies-generalized Nash game and cooperative and noncooperative game theory.

Improved AP Deployment Optimization Scheme Based on Multi-objective Particle Swarm Optimization Algorithm

  • Kong, Zhengyu;Wu, Duanpo;Jin, Xinyu;Cen, Shuwei;Dong, Fang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제15권4호
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    • pp.1568-1589
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    • 2021
  • Deployment of access point (AP) is a problem that must be considered in network planning. However, this problem is usually a NP-hard problem which is difficult to directly reach optimal solution. Thus, improved AP deployment optimization scheme based on swarm intelligence algorithm is proposed to research on this problem. First, the scheme estimates the number of APs. Second, the multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) algorithm is used to optimize the location and transmit power of APs. Finally, the greedy algorithm is used to remove the redundant APs. Comparing with multi-objective whale swarm optimization algorithm (MOWOA), particle swarm optimization (PSO) and grey wolf optimization (GWO), the proposed deployment scheme can reduce AP's transmit power and improves energy efficiency under different numbers of users. From the experimental results, the proposed deployment scheme can reduce transmit power about 2%-7% and increase energy efficiency about 2%-25%, comparing with MOWOA. In addition, the proposed deployment scheme can reduce transmit power at most 50% and increase energy efficiency at most 200%, comparing with PSO and GWO.

지능화 전장에서 인공지능 기반 공격용 군집드론 운용 방안 (The Development of Artificial Intelligence-Enabled Combat Swarm Drones in the Future Intelligent Battlefield)

  • 채희;이경석;엄정호
    • 융합보안논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.65-71
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    • 2023
  • 최근 발발한 러시아-우크라이나 전쟁을 통해 공격용 드론의 중요성이 부각되고 있다. 공격용 드론 활용은 그간의 재래식 전쟁의 통념을 깨는 게임체인저 역할을 하고 있다. 앞으로 지능화 전장에서 공격용 군집드론은 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 이에 본 논문은 인공지능 기술을 바탕으로 향후 공격용 군집드론의 운용 발전 방향을 분석하고자 한다. 인간에 의해 운용되는 군집드론을 완전히 자율화된 군집드론으로 운용하기 위해서는 (1) 군집드론 운용에 최적화된 AI 알고리즘 적용, (2) 탈중앙식 지휘통제 방식 개발, (3) 드론 간 임무 분석 및 할당 자동화 기술 적용, (4) 드론 통신 보안 강화 및 (5) 무인화의 윤리 기준 확정이 중요하다. 세부적으로 군집드론 간의 충돌방지 및 이동형 표적을 공격하기 위한 AI 알고리즘이 필요하다. 또한, 급변하는 전장 상황에 빠르게 대처할 수 있는 탈중앙식 지휘통제 시스템 개발과 적 공격에 의한 드론 손실 발생 시 임무를 재할당 할 수 있어야 한다. 마지막으로, 군집드론의 안전한 운용을 위한 보안기술 개발 및 무인화에 따른 윤리문제 해결을 위한 기준제정이 중요하다.

Network Selection Algorithm for Heterogeneous Wireless Networks Based on Multi-Objective Discrete Particle Swarm Optimization

  • Zhang, Wenzhu;Kwak, Kyung-Sup;Feng, Chengxiao
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제6권7호
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    • pp.1802-1814
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    • 2012
  • In order to guide users to select the most optimal access network in heterogeneous wireless networks, a network selection algorithm is proposed which is designed based on multi-objective discrete particle swarm optimization (Multi-Objective Discrete Particle Swarm Optimization, MODPSO). The proposed algorithm keeps fast convergence speed and strong adaptability features of the particle swarm optimization. In addition, it updates an elite set to achieve multi-objective decision-making. Meanwhile, a mutation operator is adopted to make the algorithm converge to the global optimal. Simulation results show that compared to the single-objective algorithm, the proposed algorithm can obtain the optimal combination performance and take into account both the network state and the user preferences.