論文の概要: MILP, pseudo-boolean, and OMT solvers for optimal fault-tolerant placements of relay nodes in mission critical wireless networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.10685v1
• Date: Sun, 20 Jun 2021 12:14:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-06-22 15:16:13.224053
• Title: MILP, pseudo-boolean, and OMT solvers for optimal fault-tolerant placements of relay nodes in mission critical wireless networks
• Title（参考訳）: ミッションクリティカル無線ネットワークにおけるリレーノードの最適耐故障配置のためのMILP, 擬似ブール, OMTソルバ
• Authors: Quian Matteo Chen, Alberto Finzi, Toni Mancini, Igor Melatti, Enrico Tronci
• Abstract要約: 本稿では,リレーノードネットワークコストを最小化するリレーノードの配置計算の問題に対処する。 本稿では,HPC インフラストラクチャ上での計算集約的な事前処理により,その問題を 0/1 線形プログラムとしてエンコード可能であることを示す。 本稿では,HPC インフラストラクチャ上での計算集約的な事前処理により,上記の問題を 0/1 線形プログラムとしてエンコード可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: In critical infrastructures like airports, much care has to be devoted in protecting radio communication networks from external electromagnetic interference. Protection of such mission-critical radio communication networks is usually tackled by exploiting radiogoniometers: at least three suitably deployed radiogoniometers, and a gateway gathering information from them, permit to monitor and localise sources of electromagnetic emissions that are not supposed to be present in the monitored area. Typically, radiogoniometers are connected to the gateway through relay nodes. As a result, some degree of fault-tolerance for the network of relay nodes is essential in order to offer a reliable monitoring. On the other hand, deployment of relay nodes is typically quite expensive. As a result, we have two conflicting requirements: minimise costs while guaranteeing a given fault-tolerance. In this paper, we address the problem of computing a deployment for relay nodes that minimises the relay node network cost while at the same time guaranteeing proper working of the network even when some of the relay nodes (up to a given maximum number) become faulty (fault-tolerance). We show that, by means of a computation-intensive pre-processing on a HPC infrastructure, the above optimisation problem can be encoded as a 0/1 Linear Program, becoming suitable to be approached with standard Artificial Intelligence reasoners like MILP, PB-SAT, and SMT/OMT solvers. Our problem formulation enables us to present experimental results comparing the performance of these three solving technologies on a real case study of a relay node network deployment in areas of the Leonardo da Vinci Airport in Rome, Italy.
• Abstract（参考訳）: 空港のような重要なインフラでは、外部の電磁干渉から無線通信ネットワークを保護するために多くの注意が必要である。 このようなミッションクリティカルな無線通信ネットワークの保護は、少なくとも3つの適切な配備された無線ゴニメーターと、それらから情報を収集するゲートウェイを使用して、監視エリアに存在しない電磁放射源の監視とローカライズを行う。 通常、ラジオゴニメーターは中継ノードを介してゲートウェイに接続される。 その結果、信頼性の高い監視を実現するためには、中継ノードのネットワークに対するある程度のフォールトトレランスが不可欠となる。 一方、リレーノードの配置は一般的に非常に高価である。 結果として、私たちは2つの矛盾する要件を持っています。 本稿では、リレーノードの一部(最大数まで)が故障した場合でも、リレーノードネットワークのコストを最小化しつつ、ネットワークの適切な動作を保証するリレーノードの配置を演算する問題に対処する(フォールトトレランス)。 HPC インフラストラクチャ上での計算集約的な事前処理により、上述の最適化問題を 0/1 線形プログラムとして符号化することができ、MILP、PB-SAT、SMT/OMT などの標準人工知能推論器にアプローチするのに適していることを示す。 この問題定式化により,イタリア・ローマのレオナルド・ダ・ヴィンチ空港における中継ノードネットワーク配置の実例で,これら3つの解法の性能を比較する実験結果が得られた。

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