APEX：用于低功耗无线协议的自动化参数探索

《ACM Transactions on Sensor Networks》：APEX: Automated Parameter Exploration for Low-Power Wireless Protocols

低功耗无线系统参数优化方法研究。本文提出APEX框架，利用高斯过程自动探索IEEE 802.15.4协议参数组合，通过有限测试次数收敛至最优解，相比传统方法减少10.6倍至3.25倍实验次数。

　　

摘要

对网络协议进行精心参数化对于最大化低功耗无线系统的性能以及确保满足严格的应用需求至关重要。这是一项非平凡的任务，需要在对测试平台进行彻底的表征的同时，还需要专家的知识。不幸的是，目前业界仍缺乏一种能够简化参数探索过程同时减少测试平台使用时间的工具。这样的工具将非常宝贵，因为由于测试平台资源有限，穷举式参数搜索可能耗时过长或不可行；而非穷举式的无指导搜索很少能得到满意的结果。在本文中，我们提出了APEX框架，该框架能够实现低功耗无线协议的自动化和有针对性的参数探索，并在有限的测试次数内找到最佳参数组合。我们利用高斯过程来有效处理带有噪声的实验数据，并评估参数组合的最优性。在开发出APEX原型后，我们通过针对两种IEEE 802.15.4协议在不同应用需求下的参数化测试，验证了其有效性。实验结果表明，与基于穷举搜索、贪心算法、支持向量回归和强化学习的传统方法相比，APEX能够在测试次数减少10.6倍、4.5倍、4.3倍和3.25倍的情况下找到最佳参数组合。