Formulações e heurísticas para o problema de escalonamento de conexões com múltiplas velocidades de transmissão e em canais com largura de banda variável

• Autor(a) principal: José Maurício Costa
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/31229
• topic: Problema de escalonamento em redes sem fio; Programação inteira; Heurísticas; Otimização; Combinatória

O padrão IEEE 802.11ac permite a transmissão de dados em velocidades mais altas do que as admitidas pelos padrões da família IEEE 802.11 anteriores, pois ele adota diversas melhorias como a utilização do método MU-MIMO (do inglês Multi-User Mutiple-Input Multiple Output) e o aumento do número de fluxos espaciais para o envio de dados, bem como o uso canais de comunicação com larguras de banda maiores. Neste caso, o padrão IEEE 802.11ac admite canais de comunicação com diferentes larguras de banda, variando de 20 MHz a 160 MHz. Neste trabalho é introduzido o Problema de Escalonamento de Conexões com Múltiplas Velocidades de Transmissão e em Canais com Largura de Banda Variável (VRBSP, do inglês Variable Rate and Variable Bandwidth Scheduling Problem), que é uma generalização do clássico Problema de Escalonamento de Conexões com Velocidade de Transmissão Variável (VRSP, do inglês Variable Rate Scheduling Problem) em redes sem fio. Duas formulações de Programação Linear Inteira Mista (MILP, do inglês Mixed Integer Linear Programming) foram propostas para representar o VRBSP. Estas formulações foram usadas em um solver de MILP com o objetivo de encontrar soluções ótimas para o VRBSP em instâncias de pequeno porte. Esta abordagem também pode ser usada para resolver o VRSP. Dado que o VRBSP é NP-Difícil, também são propostas duas heurísticas baseadas nas metaheurísticas BRKGA (do inglês Biased Random-Key Genetic Algorithm) e VNS (do inglês Variable Neighborhood Search) para encontrar soluções de tal problema próximas do ótimo para instâncias de médio e grande porte. Os experimentos computacionais foram realizados com um conjunto de instâncias da literatura que possuem até 2048 conexões. Eles mostraram que o VNS obteve os melhores resultados dentre as heurísticas e que os algoritmos exatos foram capazes de encontrar soluções ótimas de VRBSP para instâncias com até 256 conexões e soluções ótimas de VRSP para instâncias com até 1024 conexões.