22、低功耗广域网中的能源优化：启发式技术应用

低功耗广域网中的能源优化：启发式技术应用

1. 能源效率概述

在过去几十年里，现代网络（如云计算、雾计算、物联网和联网计算系统）面临的一个关键挑战是不同领域的能源有效利用。能源的有效利用意味着节省能源、降低能耗，并使工作负载消耗的能源量与之相匹配。设计节能通信网络至关重要，尽管过去几十年已经开发了许多方法，但这仍然是一项具有挑战性的任务。优化通信网络中所有资源的调度可以降低能耗，低功耗广域网（LPWANs）和经济能源效率（E3）是支持低能耗的最新方法。

2. 低功耗广域网

LPWANs是一种新的通信技术，旨在实现远距离通信，具有低能耗、长传输距离、低成本和长电池寿命等特点。它适用于连接需要长距离传输少量数据的不同设备，广泛应用于泄漏检测、精准农业、路灯控制、环境监测和智慧城市等领域。

LPWAN技术包括以下几种：
- 长距离（LoRa）
- 随机相位多址（RPMA）
- Ingenu
- 窄带物联网（NB - IoT）
- Telensa
- Weightless
- 低功耗蓝牙
- Sigfox

LPWAN技术使用未授权或授权的频率带宽，但也面临一些问题和挑战：
1. 网络扩展到大量设备
2. 干扰控制和缓解
3. 高数据速率调制技术
4. 不同LPWA技术之间的互操作性
5. 链路优化和适应性
6. 认证、安全和隐私
7. 移动性和漫游
8. 支持服务水平协议
9. 支持数据分析

3. 优化技术分类

优化技术是通过最小化或