]> AND Private Git Repository - desynchronisation-controle.git/blobdiff - IWCMC14/convexity.tex
Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Private GIT Repository
totot
[desynchronisation-controle.git] / IWCMC14 / convexity.tex
index 0519ecba6ea913e21689ec692e81e9e4973fbf73..d88481cf4a58773f0ded55ea3b816b4766826232 100644 (file)
@@ -1 +1,75 @@
\ No newline at end of file
+In the algorithm presented in the previous section,  
+the encoding power consumption is iteratively updated with 
+$
+P_{sh}^{(k)} 
+=
+\arg \min_{p > 0} 
+\left(
+v_h^{(k)}.\dfrac{\ln(\sigma^2/D_h)}{\gamma p ^{2/3}} + \lambda_h^{(k)}p
+\right)
+$.
+The function inside the $\arg \min$ is strictly convex if and only if 
+$\lambda_h$ is not null. This asymptotic configuration may arise due to 
+the definition of $\lambda_h$. Worth, in this case,  the function is 
+strictly decreasing and the minimal value is obtained when $p$ is the infinity.
+Thus, the method  follows its iterative calculus
+with an arbitrarely large value for $P_{sh}^{(k)}$. This leads to 
+a convergence which is dramatically slow down.
+
+
+To prevent this configuration, we replace the objective function given 
+in equation~(\ref{eq:obj2}) by 
+\begin{equation}
+\sum_{i \in N }q_i^2 + 
+\delta_x \sum_{h \in V, l \in L } x_{hl}^2 
++ \delta_r\sum_{h \in V }R_{h}^2
++ \delta_p\sum_{h \in V }P_{sh}^{\frac{8}{3}}.
+\label{eq:obj2p}
+\end{equation}
+In this equation we have first introduced new regularization factors
+(namely $\delta_x$, $\delta_r$, and $\delta_p$)
+instead of the sole $\delta$.  
+This allows to  further separately study the influence of each factor.
+Next, the introduction of the rational exponent is motivated by the goal of 
+providing a strictly convex function.
+
+Let us now verify that the induced function is convex.
+Let $f: \R^{+*} \rightarrow \R$ such that $
+f(p)= v_h.\dfrac{\ln(\sigma^2/D_h)}{\gamma p^{2/3}} + \lambda_h p
++ \delta_p p^{8/3}$. This function is differentiable and 
+for any $x \in \R^{+*}$ and we have
+$$
+\begin{array}{rcl}
+f'(p) &=& -2/3.v_h.\dfrac{\ln(\sigma^2/D_h)}{\gamma p^{5/3}} + \lambda_h + 
+8/3.\delta_p p^{5/3} \\
+& = & \dfrac {8/3.\delta_p p^{10/3} + \lambda_h p^{5/3} -2/3\gamma.v_h\ln(\sigma^2/D_h)  }{p^{5/3}}
+\end{array}
+$$
+which is positive if and only if the numerator is.
+Provided $p^{5/3}$ is replaced by $P$, we have a quadratic function 
+which is strictly convex, for any value of $\lambda_h$ since the discriminant 
+is positive. 
+
+This proposed enhancement has been evaluated as follows:  
+10 thresholds $t$, such that $1E-5 \le t \le 1E-3$, have 
+been selected and for each of them,  
+10 random configurations have been generated.
+For each one, we store the 
+number of iterations which is sufficient to make the dual 
+function variation smaller than this given threshold with 
+the two approaches: either the original one ore the
+one which is convex guarantee.
+
+The Figure~\ref{Fig:convex} summarizes the average number of convergence 
+iterations for each treshold value. As we can see, even if this new 
+enhanced method introduces new calculus, 
+it speeds up  the algorithm and guarantees the convexity, 
+and thus the convergence.
+\begin{figure*}
+\begin{center}
+\includegraphics[scale=0.5]{convex.png}
+\end{center}
+\caption{Original Vs Convex Guarantee Approaches}\label{Fig:convex}
+\end{figure*} 
+
+