Effect of Inter Packet Delay in performance analysis of coexistence heterogeneous Wireless Packet Networks
随着ISM频段使用的爆炸性增长，存在许多不同系统同时在同一地点运行的情况。异构无线网络系统的共存问题日益受到关注。为了成功部署关键任务系统，如无线传感器网络，它需要提供一个解决方案的共存。在本文中，我们提出了一种新的方案，使用分组间延迟IEEE 802.15.4 LRWPAN和IEEE 802.11b WLAN的共存。为了评估所提出的方案的有效性，测量和仿真研究使用Qualnet 4.5仿真软件进行。仿真结果表明，该方案是有效的IEEE 802.15.4共存网络的各种拓扑结构的性能改善。
2010-04-05 cs.NI
S-PRAC: Fast Partial Packet Recovery with Network Coding in Very Noisy Wireless Channels
无线通信中的公知的错误检测和校正解决方案是缓慢的或招致高传输开销。最近，著名的解决方案，如PRAC和DAPRAC，实现部分数据包恢复与网络编码，可以解决这些问题。然而，当存在许多错误时，它们执行缓慢。我们提出了S-PRAC，部分数据包恢复的快速计划，特别是设计用于非常嘈杂的无线信道。S-PRAC改进了DAPRAC。它将每个数据包分成由固定数量的小RLNC编码符号组成的段，然后将CRC码附加到每个段，并将CRC码附加到每个编码数据包。大量的仿真结果表明，S-PRAC可以快速检测和纠正错误。当错误数量很高时，它的性能也明显优于DAPRAC。
2019-02-27 cs.NI
UniFlex: Accelerating Networking Research and Experimentation through Software-Defined Wireless Networking
用于计算机网络的经典控制和管理平面正在解决单个无线网络设备内的协议层的单个参数。我们认为，这是不够的，在增加部署的高度可重新配置的系统，以及异构的无线系统共存于同一个无线电频谱，需要协调，甚至协调的多个参数在不同的协议层（跨层）在多个网络设备（跨节点）的适应阶段。我们提出了UniFlex，一个框架，使统一和灵活的无线电和网络控制。它提供了一个API，可以在多个网络节点上实现协调的跨层控制和管理操作。控制器逻辑可以以集中式或分布式方式实现。这允许将时间敏感的控制功能放置在受控设备附近（即，本地控制应用程序），将更多资源消耗的网络应用程序卸载到计算服务器，并使它们一起工作以控制整个网络。UniFlex框架是原型实现的，并作为开源提供给研究社区。我们在一些用例中评估了该框架，证明了它的可用性。
2016-11-10 cs.NI
Dynamic Packet Aggregation to Solve Performance Anomaly in 802.11 Wireless Networks
在广泛使用的802.11标准中，所谓的性能异常是众所周知的问题。一些作品试图解决这个问题，通过引入机制，如数据包碎片，回退适应，或数据包聚合在一个固定的时间间隔。在本文中，我们提出了一种新的方法来解决性能异常的问题，使用一个动态的时间间隔，这取决于繁忙的时间的无线介质的数据包聚合。我们的解决方案不同于文献中的其他命题，因为这个动态的时间间隔，它允许增加公平性，反应性，并在某些情况下的效率。在本文中，我们强调的性能评估，我们的建议。
2006-07-20 cs.NI
Efficient Packet Forwarding in Mesh Network
无线Mesh网络是一种多跳、低成本、易维护、健壮的网络，能够提供可靠的服务覆盖。WMN由网状网路由器和网状网客户端组成。在这种架构中，静态网状路由器形成无线骨干网，网状客户端通过网状路由器访问网络，并直接相互啮合。与传统的无线网络不同，WMN是动态自组织、自配置的。换句话说，网状网络中的节点自动地建立和维持网络连接。多年来研究人员一直致力于减少无线域网状网络中广播数据包的冗余，以提供可靠的服务覆盖，源节点应该广播或洪泛控制数据包。冗余控制分组消耗无线介质的带宽，并且显著降低平均吞吐量，从而降低整体系统性能。本文主要研究无线Mesh网络中的优化问题。我们提出了一种新的方法来减少无线网状网络中的广播冗余数据包。我们还展示了一种新的过程，将控制分组转发到目的地节点，并有效地最小化覆盖域的无线网状云中的传输控制分组。
2012-05-12 cs.NI
I-Min: An Intelligent Fermat Point Based Energy Efficient Geographic Packet Forwarding Technique for Wireless Sensor and Ad Hoc Networks
能量消耗和数据包传输延迟是衡量无线自组织和传感器网络地理路由协议性能的两个重要指标。因此，能够确保更少的能量消耗和在分组递送中经历更少的延迟的协议适合于同时对延迟敏感和能量饥饿的网络。因此，解决这两个问题的智能分组转发技术是任何地理路由协议所寻找的技术。在本论文中，我们提出了一个基于费马点的转发技术，减少了数据包传输过程中所经历的延迟以及传输和接收数据包所消耗的能量。
2010-06-18 cs.NI
Packet Loss Recovery in Broadcast for Real-Time Applications in Dense Wireless Networks
无线广播中的分组丢失恢复是一个挑战，特别是对于实时的【形】应用，有严格的和短的交付期限。为了在短时间内恢复最大数量的丢失分组，现有的分组恢复解决方案通常依赖于即时可解码网络编码（IDNC）。其中一些解决方案可以恢复几乎最大数量的丢失数据包，但代价是收集所有（或大部分）用户的反馈。这在密集网络中是不切实际的。此外，它们的运行时间随着用户数量的增长而增长，由于实时的【形】应用程序的紧急交付期限，这是不可取的。在这项工作中，我们介绍RIDNC，IDNC的随机编码方法。我们提出RACE，一个轻RIDNC编码器，可以恢复几乎尽可能多的丢失数据包的最佳RIDNC编码器。我们比较RACE与CrowdWiFi编码器，一个高性能的数据包丢失恢复解决方案，用于在密集网络中直播视频的商业系统CrowdWiFi。我们表明，RACE比CrowdWiFi编码器快两个数量级，并在实践中恢复更多丢失的数据包，其中没有足够的时间收集来自许多用户的反馈。
2019-11-19 cs.NI
Flow-Level Stability of Wireless Networks: Separation of Congestion Control and Packet Scheduling
现在公知的是，如果使用基于阿尔法公平拥塞控制和背压的调度和路由，则具有文件到达和离开的无线网络是稳定的。在本文中，我们研究是否？阿尔法公平拥塞控制对于流级稳定性是必要的。我们表明，即使是非常简单的拥塞控制机制，如一个固定的窗口大小的计划，限制了允许进入流的入口队列的数据包的最大数量，可以确保稳定性。我们的研究结果的一个关键因素是使用的队列长度作为链接权重的多项式之间的差异。这个结果让人想起CSMA算法的结果，但原因完全不同。
2012-09-25 cs.NI
PHY-layer link quality indicators for wireless networks using matched-filters
我们提出了一种新的方法来准确的无线链路质量的实时估计，使用简单的匹配滤波技术。我们的方法是基于一个简单的观察，有一部分的每个数据包传输从任何给定的节点，不改变从一个数据包到另一个，这包括前导序列用于同步的接收器，也用于媒体访问控制和路由的数据包报头中的地址信息。我们的方法可以被认为是一个通用的和简化的标准信号处理技术，通常用于在许多分组无线网络的前导检测，自动增益控制，载波侦听和其他功能的变体。通过使用能量检测和相关技术相结合，我们表明，我们可以有效地检测数据包传输的实时性，低复杂性，而无需解码的数据包本身，事实上，即使没有详细的数据包格式的知识。我们提出了广泛的实验结果，从软件定义的无线电测试平台来说明这种方法的有效性802.15.4（Zigbee）网络，即使在存在强干扰信号和低信噪比。
2015-08-20 cs.NI
Multipath Routing With Novel Packet Scheduling Approach In Wireless Sensor Networks
无线传感器网络感知和监控实时事件。他们监督一个地理区域，在那里要监测一种现象。传感器网络中的数据具有不同的优先级，因此它们的关键性不同。为了保持实时的性，应用程序需要更高的传输速率和信息传输的可靠性。在这项工作中，我们提出了一个多路径路由算法，使可靠的数据传输。通过控制调度速率，可以防止网络中的拥塞和分组丢失。该算法提供了一种有效的方法，以防止在每个节点的数据包丢失。这导致在传感器网络中的拥塞管理。此协议可防止数据包聚集，并为流量提供平滑性。通过监视和控制调度速率来管理流量控制和拥塞控制。
2012-06-03 cs.NI
TDMA-based scheduling for multi-hop wireless sensor networks with 3-egress gateway linear topology
研究了具有三出口网关线性拓扑结构的多跳无线传感器网络的分组传输调度问题。每个节点在每一个循环周期内生成一个数据包，并将其转发到边界处的任意一个网关。我们专注于集中管理的时分多址（TDMA）为基础的时隙分配和静态时隙分配和基本的冗余传输，以减少和恢复数据包丢失的数据包传输调度框架的设计。我们提出了三个一般的路径模型，这将代表所有可能的变化，这种拓扑结构，并推导出一个全球静态时隙分配模型，以最大限度地提高理论概率，所有的数据包被成功地交付到一个网关在一个周期内。
2021-02-10 cs.NI
WiFly: experimenting with Wireless Sensor Networks and Virtual coordinates
在设计无线传感器网络的通信协议时，实验是很重要的。低层对上层性能有很大的影响，并且这种现象的复杂性不能完全通过分析或仿真来捕捉。在本报告中，我们将介绍从设计节能自组织通信架构（MAC、路由和应用层）到实际实验的完整过程。所提出的通信架构包括一个MAC协议，避免建立和维护邻居表，和地理启发的虚拟坐标路由协议。该应用程序由一个移动汇询问无线传感器网络的基础上发出的请求断开连接的基站。在此架构的设计过程中，我们验证它的功能正确的模拟，我们进行了时间验证。这项研究是需要计算的最大速度移动汇可以采取。我们详细的实施，和场外实验的结果（在物理层的能量消耗，在MAC层的冲突概率，路由）。最后，我们报告在现实世界中的部署，我们已经安装了无线电控制的飞机上的移动汇节点。
2008-03-14 cs.NI
On the Packet Allocation of Multi-Band Aggregation Wireless Networks
使用具有多种无线电接入技术（RAT）的异构网络是学术界和工业界都在研究的系统概念。在这样的系统中，可用的多个RAT的综合使用对于使用多维分集实现额外的吞吐量和连接增益是必不可少的。本文考虑了一种聚合模块，称为机会多MAC聚合（OMMA）。它位于IP层和空中接口协议栈之间，对设备中的所有RAT都是通用的。我们在考虑多RAT系统的特殊情况的同时，提出了这种系统的理论框架，即，一种多频带无线局域网（WLAN）系统。提出了一种最优分组分发方法，该方法使多个频带上的平均分组延迟（发送延迟和服务延迟之和）最小。它同时支持多个具有不同QoS等级的用户终端。我们进一步提出了一种分组调度算法，OMMA漏桶，它最小化分组端到端延迟，即，平均分组等待时间和平均分组重新排序延迟之和。我们还描述了所提出的OMMA系统的系统架构，其适用于多RAT设备的一般情况。它包括功能描述、发现和关联过程以及动态RAT更新管理。最后，我们提出了一个多频段无线局域网系统的仿真结果。它显示了所提出的OMMA漏桶计划相比，其他现有的数据包调度机制的性能增益。
2017-05-03 cs.NI
Fast Neighbor Discovery for Wireless Ad Hoc Network with Successive Interference Cancellation
针对无线自组织网络邻居发现因分组碰撞导致速度受限的问题，引入SIC与MPR技术优化经典CRA和SBA算法，经仿真验证可大幅缩短邻居发现时间。
2023-10-10 cs.NI
Employing Coded Relay in Multi-hop Wireless Networks
本文研究了多跳无线网络中的编码中继。Creay利用无线节点的部分分组和偷听能力，并在分组转发中使用前向纠错码。当节点从上游节点偷听到部分分组时，其通知上游节点关于校正错误所需的奇偶校验字节的数目，使得上游节点仅需要发送少量奇偶校验字节而不是完整分组，因此提高了网络效率。我们的主要贡献包括以下方面。首先，我们提出了一个有效的网络协议，可以利用部分数据包和窃听。其次，我们研究了网络中的路由问题，提出了一个贪心算法的路径。第三，我们提出了一个错误率估计器，称为AMPS，可以估计在接收到的帧中的字节错误的数量具有良好的精度在一个低的开销，只有8字节每帧，其中估计器是需要一个节点找到所需的奇偶校验字节的数量。第四，我们在Click模块化路由器中实现了所提出的协议和算法，我们的实验表明，Crelay可以显着提高无线网络的性能。
2010-12-19 cs.NI
Reliable and Real-Time End-to-End Delivery Protocol in Wireless Sensor Networks
为了提高无线传感器网络的可靠性和实时的【形】路由的能量效率，已经提出了许多路由协议。在本文中，我们提出了一种新的路由协议与QoS为基础的能力，无线传感器网络。采用优先级队列的方法，根据数据包的截止时间，提高了实时的【形】和非实时的数据包转发性能。该协议为实时的【形】数据找到了一种代价最优、时间敏感的数据包转发机制，并使能量消耗最小。为了避免网络拥塞，我们的协议丢弃那些在指定时间内不能到达目的地的数据包。为了保证可靠性域的服务质量，我们使用分组接收速率作为选择邻居节点的重要参数（PRR）。仿真结果表明，我们的新方法如何能够提供服务质量参数。
2018-03-11 cs.NI
Technical Report: Multi-Carrier Position-Based Packet Forwarding Protocol For Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中基于位置的无信标转发协议是近年来发展起来的一种很有前途的数据包转发解决方案。然而，随着节点密度的增长，中继选择过程中产生的开销显著增长。因此，在能量和延迟方面的端到端性能受到不利影响。为了开发一种能够容忍节点密度的数据包转发机制，本文提出了一种基于位置的数据包转发协议。与现有的无信标协议相比，所提出的协议被设计成使得它消除了对潜在中继进行中继选择过程的需要。相反，任何符合条件的中继站都可以决定提前转发分组，从而显著减少底层开销。所提出的协议的操作是授权利用有利的功能，正交频分复用（OFDM）在物理层。该协议的端到端的性能进行评估，对现有的无信标的基于位置的协议分析，以及通过模拟。该协议在本文中被证明是更有效的。特别是，它示出，对于相同的能量，所提出的协议传输一位从源到目的地快得多。
2011-09-07 cs.NI
Reliable Reception of Wireless Metering Data with Protocol Coding
读取无线、电池供电智能电表的固定采集器通常在恶劣的信道条件下工作，以将网络安装成本降至最低，这对每个电表的单独链路提出了挑战。期望的性能测量是从尽可能多的仪表可靠地接收至少一些数据，而不是增加从一个仪表接收的分组的分数。作为第一步，提高可靠的接收，并激励最近修订的无线M-Bus，我们建议使用一个确定性的数据包传输间隔分组从同一个仪表。我们推导出在没有信道错误的简单情况下，从不同的分组错误配对的概率，并通过模拟和数据显示从实验部署的信道错误的错误配对的概率。配对是在恶劣的信道条件下从尽可能多的仪表中恢复计量数据的重要一步。从实验中，我们发现，超过15%的所有进行配对是在两个错误的数据包之间，这设置了一个上限的额外的米，可以可靠地恢复的数量。
2013-05-21 cs.NI
How Does Multiple-Packet Reception Capability Scale the Performance of Wireless Local Area Networks?
无线局域网（WLAN）由于其简单性和成本效益，在热点和室内环境中提供高速和低成本的无线服务方面具有独特的优势。传统的WLAN介质访问控制（MAC）协议假设一次只能有一个站点进行传输：多个站点的同时传输会导致所有相关数据包的销毁。通过利用PHY层多用户检测（MUD）技术的最新进展，接收器可以同时接收多个分组。本文认为，这种多包接收（MPR）的能力，可以大大提高未来的无线局域网的容量。此外，本文还提供了实现容量提高所需的MAC层和PHY层设计。首先，为了证明MPR作为一个强大的能力增强技术，我们证明了一个“超线性”的结果，它指出，每单位成本的系统吞吐量增加的MPR能力的增加。第二，我们表明，通常部署的二进制指数退避（BEB）算法在今天的WLAN MAC可能不是最佳的MPR系统中，最佳的退避因子与MPR的能力，可以同时接收到的数据包的数量增加。第三，基于上述见解，我们设计了一个联合的MAC-物理层协议的IEEE 802.11类WLAN，采用先进的物理层信号处理技术，以实现MPR。
2010-06-23 cs.NI
BLEnD: Improving NDN Performance Over Wireless Links Using Interest Bundling
命名数据网络（NDN）采用小尺寸的兴趣包来检索大尺寸的数据包。由于无线链路的半双工特性，兴趣分组经常与数据分组竞争信道，导致吞吐量下降。在这项工作中，我们提出了一个新的想法，称为BLEND，一个多个利益编码成一个在发送器和接收器解码的捆绑技术。主要的设计挑战是减少兴趣传输的数量，而不影响嵌入在NDN架构和实现中的每个地方的一个兴趣一个数据原则，并支持通常使用兴趣分组作为信号的流/拥塞控制机制。BLEND通过在链路自适应层捆绑/解捆绑兴趣来实现这些，使所有NDN组件不知道并且不受影响。在单跳WiFi链路上，BLEnD将应用程序吞吐量提高了30%。它也可以在多跳上使用，并以多种方式进行改进。
2021-10-28 cs.NI
Exponential Trust Based Mechanism to Detect Black Hole attack in Wireless Sensor Network
安全性是无线传感器网络的一个重要特征，但无线传感器网络容易受到多种攻击，黑洞攻击就是其中之一。在黑洞攻击中，所有的数据包都被连续丢弃，这导致网络效率的降低和不必要的电池寿命浪费。在本文中，我们提出了一个指数信任的机制来检测恶意节点。在所提出的方法中，条纹计数器被部署来存储连续的数据包丢失的数量和信任因子是为每个节点维护。信任因子随着每个连续数据包的丢弃而呈指数下降，这有助于检测恶意节点。所提出的方法显示了一个节点被检测为恶意节点之前丢弃的数据包的数量急剧减少。
2014-01-11 cs.NI
Collision Codes: Decoding Superimposed BPSK Modulated Wireless Transmissions
物理层网络编码的引入产生了将无线信道上的传输冲突变为有用的概念。在物理层网络编码的思想中，两个同步的同时分组传输被仔细编码，使得叠加的传输可以被解码以产生与两个传输的分组的按位二进制和相同的分组。本文研究了多个同步同时传输导致的叠加传输的解码问题。我们设计了一种编码方案，实现了从同步叠加传输中识别单个传输。给出了这种编码方案存在的数学证明。
2010-07-07 cs.NI
Reliable Wireless Networking via Soft-Source Information Combining
本文提出了一种多流网络范式，称为软源信息组合（SSIC），以支持无线物联网（IoT）应用的超可靠性要求。对于SSIC联网，源处的SSIC分派器在多个流上分派分组的副本，所述多个流可以在不同的物理无线网络上建立。如果流上的分组由于无线干扰或噪声而不能被解码，则解码器使分组的软信息可用。然后，聚合器组合重复的软信息以提高可靠性。重要的是两个挑战：i）如何解扰来自不同流的加扰的软信息以实现正确的SSIC; ii）构建与商业网络接口卡（NIC）和TCP/IP网络兼容的SSIC调度和聚合框架。为了解决这些挑战，我们提出：i）软解扰（SD）方法，以最小化SSIC的输出处的比特出错率（BER）和分组出错率（PER）; ii）SSIC网络架构，其可容易地部署在当今的TCP/IP网络上而无需专门的解扰器。为了概念验证和实验，我们在两个Wi-Fi物理路径上实现了SSIC系统，所有传统TCP/IP应用程序都可以享受SSIC带来的可靠性而无需修改。在我们的测试平台上的实验证实了SSIC在降低数据包传输失败率方面的有效性，以及SSIC在短距离通信中提供99.99%可靠数据包传输的可能性。
2022-04-11 cs.NI
Prototyping and Experimentation of a Closed-Loop Wireless Power Transmission with Channel Acquisition and Waveform Optimization
最近已经提出了用于无线功率传输（WPT）的自适应波形的系统设计，并且通过仿真示出，与传统的非自适应和启发式波形相比，其导致显著的性能益处。在这项研究中，我们设计了第一个原型的闭环无线电能传输系统与自适应波形优化的基础上，信道状态信息采集。该原型由三个重要模块组成，即信道估计器、波形优化器和能量采集器。软件定义无线电（SDR）原型工具用于实现无线功率发射器和信道估计器，并且倍压整流天线被设计为用作能量采集器。通过实验示出了具有8个正弦波的通道自适应波形，与具有相同数目的正弦波的非自适应设计相比，在整流天线输出处的平均收获DC功率提高9.8%至36.8%。
2017-04-06 cs.IT cs.NI math.IT
Efficient Packet Transmission in Wireless Ad Hoc Networks with Partially Informed Nodes
研究无线adhoc网络中的合作和激励机制的一种正式方法是使用博弈论。在这方面，简单的相互作用模型，如转发的困境已被提出并成功地使用。然而，这种类型的模型不适合考虑网络的无线链路的可能波动。此外，它不允许研究节点传输自己的数据包的方式。最后，在相关文献中使用的重复博弈模型不允许的重要场景的节点的部分信息（关于链路状态和节点的行动）进行研究。本工作的贡献之一正是提供了一个综合所有这些方面的一般方法。其次，最佳性能的节点可以实现部分信息下的充分特点是一个一般形式的效用。第三，我们推导出一个平衡的传输策略，允许一个节点，以适应其发送功率水平和数据包转发速率链路波动和其他节点的行动。推导出的结果示出了通过一个详细的数值分析的网络模型建立从一个广义版本的转发器的困境。该分析特别示出了所提出的策略能够在存在信道波动的情况下操作并且比现有的传输机制（例如，在消耗的网络能量方面）。
2020-12-02 cs.NI
Optimizing Quality of Experience of Dynamic Video Streaming over Fading Wireless Networks
我们解决的问题，视频流数据包从接入点（AP）到多个客户端在一个共享的无线信道衰落。在这样的系统中，每个客户端维护从其播放视频的分组的缓冲器，并且每当缓冲器为空时，在流传输中发生中断。客户端可以切换到较低质量的视频数据包，或者请求以较高的能量水平进行数据包传输，以便最大限度地减少中断次数加上中断时段的次数以及流式传输的低质量视频数据包的数量，同时AP上存在平均功率约束。我们提出了一个约束马尔可夫决策过程（CMDP）的视频质量和传输功率的选择问题。我们发现，涉及$N$客户端的问题分解成$N$ MDPs，每个只涉及一个单一的客户端，而且，最佳的政策有一个阈值结构，在该结构中，决定选择的视频质量和功率电平的传输完全取决于缓冲区的水平。
2015-09-17 cs.NI
Service Modeling and Delay Analysis of Packet Delivery over a Wireless Link
对于无线链路上的分组传递的延迟分析，引入了几个新的想法。一种是构造等效的$G/G/1$无损耗路由模型以简化分析，通过利用从测量获得的分组出错率、分组服务时间和分组丢失率的经验模型来实现。第二种是利用经典的排队论结果来近似平均时延。对于时延分布的估计，利用了新发展的随机网络演算（SNC）理论，形成了第三种思想。为了使这个SNC为基础的分析，随机服务曲线表征的链接，依赖于从经验模型获得的数据包服务时间模型。聚焦链路是802.15.4无线链路。在广泛的设置下进行了广泛的实验研究。实验结果验证了所提出的思想。验证结果表明，所提出的方法，结合经验和分析模式，是有效的服务建模和延迟分析。这表明了一个综合的方法，现在发现以前，定量的了解通过无线链路的数据包传输的延迟性能。
2022-08-04 cs.NI cs.PF
Cooperative Coded Data Dissemination for Wireless Sensor Networks
在这篇海报论文中，我们提出了一个数据传播传输抽象的空中编程（OAP）协议，这是从根本上不同于以前的逐跳传输协议。代替强加第i跳中的至少一个节点在将分组发送到下一跳及其邻居之前接收所有分组的贪婪要求，我们利用无线传输的空间分集和广播特性，采用一种协作的方法，即节点广播它收到的任何分组，并期望它能够通过偷听广播以高概率恢复丢失的分组它的邻居们。使用编码传输确保这不会导致广播风暴问题。我们验证了改进的性能，我们提出的传输方案相对于以前的最先进的OAP协议的概念验证两跳TelosB无线传感器网络测试平台。
2017-02-08 cs.NI
Minimizing Age of Information in a Multihop Wireless Network
我们考虑在多跳无线网络中的年龄最小化的问题。有多个源-目的地对，通过多个无线信道、多跳传输数据。我们提出了一种网络控制策略，它包括一个分布式调度算法，利用信道状态信息和队列长度在每个链路上，结合数据包丢弃规则。丢弃本地队列中的旧数据包可以降低流的平均年龄，甚至低于最后来先服务（LCFS）调度可以实现的年龄。丢弃较旧的数据包还允许我们在没有拥塞的情况下使用网络，而不管更新的生成速率如何。此外，利用系统状态信息大大提高了性能。所提出的调度策略获得的平均年龄值接近理论下限。
2019-09-14 cs.NI
CORMEN: Coding-Aware Opportunistic Routing in Wireless Mess Network
这些网络编码通过混合网络内的数据流，改进了传统路由或存储转发的网络操作。网络编码技术显式地最小化无线网络中的总传输数量。编码感知路由通过为网络中的每一个数据包找到编码的可能路径来最大化编码机会。在这里，我们提出CORMEN：一个新的编码感知路由机制的基础上机会路由。在CORMEN中，每个节点可以独立地决定是否对分组进行编码，并且分组的转发基于可用的编码机会。
2010-06-23 cs.NI
A Novel Hybrid Opportunistic Scalable Energy Efficient Routing Design For Low Power, Lossy Wireless Sensor Networks
主动路由（OR）方案通过利用无线介质的广播性质来增加传输可靠性，而不管有损无线电链路。然而，在低功耗无线传感器网络（WSN）的OR方案导致能量消耗受限的传感器节点，由于不断的偷听，定期信标的邻居管理（NM）和增加的数据包报头长度附加优先级排序的转发候选集（FCS）之前，数据传输。本文的工作重点是针对大规模、低功耗、高损耗的无线传感器网络提出一种混合机会能量有效路由设计。该设计避免了NM的周期性“hello”信标，限制了持续的偷听和分组报头长度的增加。存在两种操作模式i）机会性ii）单播模式。发送方节点采用机会转发的初始数据包传输，而不是预先计算的FCS，它是动态计算在一个完全分布式的方式。FCS的节点部分基于跨层多指标和模糊决策逻辑确定其优先级，以计算动态保持延迟（DHD）有效的定时器协调。与DHD一起的差异化退避实现使得已经接收到数据分组的较高优先级候选者能够首先转发该分组，并且便于其他人在偷听时取消其定时器。发送方节点切换到单播模式进行连续传输以实现能量效率，直到链路级传输错误发生。主动模式被用作提高传输可靠性的第一和最后手段。NS2的仿真结果表明，与现有的协议相比，数据包交付率（PDR）显着增加，每个节点的平均能耗和每个数据包的归一化能耗（NEC）都有所下降。
2019-12-22 cs.NI
Fully Distributed Packet Scheduling Framework for Handling Disturbances in Lossy Real-Time Wireless Networks
随着工业物联网（IIoT）应用的快速增长及其向许多行业领域的渗透，实时的【形】无线网络（RTWN）在为此类应用提供实时的【形】、可靠的和安全的通信服务方面发挥着越来越重要的作用。RTWN管理中的一个关键挑战是如何确保实时的【形】服务质量（QoS），特别是在存在意外干扰和有损无线链路的情况下。大多数以前的工作采取集中的方法来处理干扰，这是缓慢的，并受到单点故障，并没有规模。为了克服这些缺点，本文提出了一个完全分布式的数据包调度框架称为FD-PaS。FD-PaS旨在对意外干扰提供有保证的快速响应，同时实现最小的性能下降，以满足所有关键任务的时序和可靠性要求。为了应对可扩展性的挑战，FD-PaS在算法设计和数据链路层协议设计中结合了几个关键的进步，使各个节点能够在本地进行在线决策，而无需任何集中控制。我们广泛的仿真和测试结果验证了FD-PaS设计的正确性，并证明了其在提供快速响应处理干扰，同时确保指定的QoS要求的有效性。
2019-02-06 cs.NI
Multi-path Routing Metrics for Reliable Wireless Mesh Routing Topologies
在无线网络上运行的几类新兴应用需要数学模型和工具来系统地表征网络的可靠性。我们提出了两个度量无线网状路由拓扑的可靠性，一个用于泛洪和单播路由。泛洪路径概率（FPP）度量测量当每个节点在从其所有上游邻居听到之后广播数据包时的端到端数据包递送概率。单播重传流（URF）度量测量当中继节点在其传出链路上重传单播分组直到其接收到确认或其尝试所有链路时的端到端分组递送概率。这两个指标依赖于特定的数据包转发模型，而不是抽象的，从各个链路概率和底层的连接图中推导出端到端数据包传递概率的显式表达式。我们还提出了一个分布式的，贪心算法，使用的URF度量来构建一个可靠的路由拓扑。该算法从加权的无向连通图构造有向无环图（DAG），其中每个链路通过其成功概率加权。该算法使用一个向量的可靠性阈值下降，以协调时，节点可以加入路由拓扑。仿真结果表明，平均而言，该算法构造一个更可靠的拓扑比通常的最小跳数DAG。
2011-03-30 cs.NI
Congestion or No Congestion: Packet Loss Identification and Prediction Using Machine Learning
针对TCP无法区分拥塞与非拥塞丢包导致无线客户端吞吐量低的问题，提出利用主机易获取特征、基于机器学习的丢包类型识别方法，实验显示随机森林与K近邻分类器效果更优，可助力提升网络性能。
2024-08-09 cs.NI
A Fair and Efficient Packet Scheduling Scheme for IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Systems
针对IEEE 802.16宽带无线接入系统，提出了一种公平有效的QoS调度方案，该方案能同时满足各种实时和非实时的应用的吞吐量和时延保证。所提出的QoS调度方案进行了比较，与现有的QoS调度方案中提出的文献在最近的过去。仿真结果表明，所提出的调度方案能够在时延、时延违规率和吞吐量方面为WiMAX标准中定义的所有类型的业务提供严格的QoS保证，从而保持了公平性，并有助于消除低优先级业务的饥饿。系统的带宽利用率和资源的公平性指标也遇到了验证我们提出的调度方案提供的QoS。
2010-09-30 cs.NI
FLBRA: Fuzzy Logic Based Routing Algorithm for Indoor Wireless Sensor Networks
针对建筑物管理系统中无线传感器网络环境监测的特点，提出了一种基于模糊逻辑的路由算法（FLBRA），用于确定各链路的代价，并确定最佳的数据包转发路径。我们描述的参数（接收信号强度指标- RSSI，RSSI的标准偏差和分组出错率- PER）的成本定义的每个路径，识别最佳路由的序列和仿真中获得的结果。正如本提案中所预期的那样，仿真结果表明，与基于RSSI的转发协议（RBF）相比，数据包传输速率有所增加。
2014-11-11 cs.NI
Utility Optimal Coding for Packet Transmission over Wireless Networks - Part II: Networks of Packet Erasure Channels
我们定义了一类多跳擦除网络，它近似于无线多跳网络。网络承载多个用户的单播流，并且流中的每个信息分组需要在指定的延迟截止期限内在流目的地被解码。编码速率在流/用户之间的分配受到网络容量的约束。我们提出了一个比例公平传输方案，最大化的流量吞吐量和效用。这是通过{ \em联合优化分组编码速率和编码分组的比特在传输时隙上的分配}来实现的。
2011-07-10 cs.IT cs.NI math.IT
A QoS-Aware Routing Protocol for Real-time Applications in Wireless Sensor Networks
本文提出了一种服务质量感知的路由协议，提供低延迟的高优先级的数据包。通过应用排队理论，基于分组的优先级来区分分组。低优先级数据包通过能量较少的路径传输。传感器节点与枢轴节点交互，枢轴节点又与汇聚节点通信。该协议可以应用于监控关键应用的上下文感知物理环境。
2012-05-16 cs.NI
Opportunistic Network Coding for Video Streaming over Wireless
在本文中，我们研究了无线网络上的视频流与网络编码能力。我们建立在最近的工作，这表明，网络编码可以通过广播媒体增加吞吐量，混合成一个单一的数据包从不同的流的数据包，从而增加每次传输的信息内容。我们的关键见解是，当传输的流是视频流，网络代码应选择，以最大限度地提高网络吞吐量，但也是视频质量。我们提出了视频感知的机会网络编码方案，同时考虑到（i）由几个接收器的网络代码的可解码性和（ii）视频数据包的重要性和最后期限。仿真结果表明，我们的计划显着提高视频质量和吞吐量。
2007-06-11 cs.NI
Relay Selection in Wireless Networks as Restless Bandits
本文将无线网络中继选择建模为不安定多臂老虎机问题，证明其Whittle可索引性并提出基于最小Whittle指数的中继选择策略，仿真表明该策略在成本、时延和吞吐量上均优于现有方法。
2025-08-28 cs.NI
An Energy Efficient MAC Protocol for Fully Connected Wireless Ad Hoc Networks
能源效率是无线网络协议的重要性能指标，特别是对于电池供电的移动设备，如智能手机。本文提出了一种新的能量有效的媒体访问控制（MAC）方案，全连接的无线ad hoc网络。该方案通过周期性地将无线接口置于睡眠状态并通过减少传输冲突来降低能耗，从而获得高吞吐量和低分组传输延迟。所提出的MAC方案也可以解决实时业务，需要非常低的数据包传输延迟的节能。分析模型的建立，以评估所提出的MAC方案的性能。分析和仿真结果表明，该方案具有显着降低功耗，实现了显着更高的吞吐量，并具有较低的数据包传输延迟与现有的节能MAC协议相比。
2014-07-23 cs.NI
Delay Modelling for a Single-hop Wireless Mesh Network under Light Aggregate Traffic
在本文中，我们考虑的平均延迟建模的问题，在IEEE 802.11 DCF无线网状网络与一个单一的根结点下轻流量。当数据包的产生是速率为λ的齐次泊松过程时，推导了同位无线Mesh网络的平均时延表达式.我们还展示了如何我们的分析可以扩展到非均匀泊松包生成。我们通过将排队系统解耦为独立的M/M/1排队系统来模拟平均时延。大量的模拟进行验证的分析结果。
2010-09-03 cs.NI
Men-in-the-Middle Attack Simulation on Low Energy Wireless Devices using Software Define Radio
以蓝牙为研究对象，利用软件无线电技术，结合无线电波的嗅探和欺骗、捕获和分析技术，对蓝牙低功耗设备和ZigBee数据包进行中间人攻击和渗透测试。本文分析了这一领域的最新科学工作，提供了SDR的比较分析和硬件选择的基本原理，给出了从ZigBee和BLE设备收集无线数据包和数据汇集的操作顺序，并分析了改进捕获的无线数据包分析技术的方法。对于研究收集的实验装置，实时的分析其结果。将收集的无线数据包与发送的无线数据包进行比较。实验结果显示了本地无线网络的弱点。
2019-06-26 cs.CR cs.NI
TCP Congestion Control Scheme for Wireless Networks based on TCP Reserved Field and SNR Ratio
TCP是目前最流行、应用最广泛的网络传输协议。事实上，互联网上大约90%的连接使用TCP进行通信。经过几次升级和改进，TCP变得非常适合非常可靠的有线网络。因此，TCP认为有线网络中的所有数据包超时都是由于网络拥塞而不是位错误。然而，随着网络变得越来越异构，提供有线以及无线拓扑，TCP遭受性能下降，在易出错的无线链路，因为它没有机制来区分错误损失从拥塞损失。因此，它认为所有的数据包丢失是由于拥塞，从而减少了数据包的突发，同时减少了网络吞吐量。本文提出了一种新的TCP拥塞控制方案，适用于无线和有线网络，并能够区分拥塞损失的错误损失。所提出的方案基于使用TCP报头的保留字段来指示所建立的连接是通过有线链路还是无线链路。此外，该方案利用信噪比来检测链路的可靠性，并决定是否减少分组突发或转发超时分组。进行的实验表明，该计划被证明是正确的超时的情况下，由于错误，而不是拥塞。未来的工作可以改进所提出的方案，使它可以利用CRC和HEC错误，以便更好地确定在无线网络中的传输超时的原因。
2012-07-04 cs.NI
On the Random 1/2-Disk Routing Scheme in Wireless Ad Hoc Networks
随机1/2盘路由是一种局部化的几何路由机制，每个节点在其传输范围内的节点中随机选择下一个中继站。我们引入了收敛的概念，几何路由方案，不仅考虑了可能的多跳中继的数据包传输的可行性，但也需要数据包传输发生在有限数量的跳数。我们推导出充分条件，确保渐近\emph{convergence}的随机1/2盘路由方案的基础上，这种收敛的概念，并通过建模的数据包的距离演变到目的地作为一个马尔可夫过程，我们得出的预期跳数，每个数据包遍历到达目的地的界限。
2013-06-03 cs.NI
Traffic Flow Modeling for UAV-Enabled Wireless Networks
本文研究了面向多业务的无人机无线网络中的业务流建模问题，这对于支持此类网络未来的各种应用至关重要。我们提出了一个通用的交通流模型，面向多业务的无人机使能无线网络。在此模型下，我们首先将网络服务分为三个子集：遥测，物联网（IoT）和流数据。基于帕累托分布，我们然后划分所有的无人机分为三个不同的网络使用的子组。我们进一步确定不同的网络服务的数据包的数量和总的数据大小，根据数据包到达率的9个段，其中每个段代表一个映射关系的一个子集的服务和一个子组的无人机。仿真结果表明，我们的流量模型预测的数据包的数量和数据大小可以很好地匹配这些在一个真实的场景。
2022-01-05 cs.NI
Performance Analysis of Network Coding with IEEE 802.11 DCF in Multi-Hop Wireless Networks
网络编码是提高无线网络容量的一种有效方法，各种研究探讨了其在不同场景下的优势。然而，针对IEEE 802.11分布式协调功能规范，对多跳无线网络中网络编码的吞吐量和端到端时延的分析研究还不多。在本文中，我们利用排队论提出了一个分析框架，在多跳无线网状网络中的双向单播流。本文研究了IEEE 802.11标准下流间网络编码的吞吐量和端到端时延，该编码采用CSMA/CA随机接入和指数退避时间，并考虑时钟冻结和虚拟载波侦听，给出了成功传输的概率（以比特出错率和冲突概率表示）、分组在节点的等待时间和重传机制等参数。我们的模型使用一个多类排队网络与稳定的队列，编码的数据包有一个非抢占式的更高的优先级超过本地数据包，本地数据包的转发不会延迟，如果没有编码的机会。最后，我们使用计算机模拟来验证我们的分析模型的准确性。
2018-01-07 cs.NI
Diversity Backpressure Scheduling and Routing with Mutual Information Accumulation in Wireless Ad-hoc Networks
我们建议和分析的算法，利用互信息积累的物理层传输方案的多跳无线ad-hoc网络的路由，并能够路由多个数据包流（商品）时，只有平均信道状态信息是存在的，只有本地。所提出的算法是修改的多样性背压（DIVBAR）算法，根据该算法，其商品具有最大的“背压度量”的数据包被选择发送，并通过最大的差分积压（队列长度）的链路转发。与传统的DIVBAR相比，每个接收节点在单独的“部分分组队列”中存储和累积部分接收的分组，从而增加在稍后可能的重传期间成功接收的概率。我们提出了两种变体的算法：DIVBAR-RMIA，其中所有的接收节点清除接收到的部分信息的数据包，一旦一个或多个接收节点首先解码的数据包;和DIVBAR-MIA，其中所有的接收节点保留部分信息的数据包，直到该数据包已到达其目的地。我们的特点与RMIA的网络容量区域，并证明（在某些温和的条件下），它是严格大于网络容量区域的重复（REP）传输方案，是由传统的DIVBAR。我们还证明了DIVBAR-RMIA是RMIA策略中的吞吐量最优策略，即，它利用RMIA实现了网络容量区域，这反过来证明了DIVBAR-RMIA在可实现的吞吐量上优于传统DIVBAR。此外，我们证明，DIVBAR-MIA执行至少以及DIVBAR-RMIA方面的吞吐量。模拟也证实了这些结果。
2013-05-24 cs.NI
Decentralized Throughput Maximizing Policies for Deadline-Constrained Wireless Networks
我们考虑服务于多个流的多跳无线网络，其中只有满足硬端到端截止期限约束的分组才是有用的，即，如果分组在其截止期限之前没有被递送到其目的地节点，则将其从网络中丢弃。我们设计了分散的调度策略，这样的多跳网络，达到有用的数据包的最大吞吐量。由此产生的策略是分散的，在这个意义上，为了做出传输决策，节点只需要知道当前存在于该节点的数据包的“截止时间”，而不是整个网络的状态。获得一个易于实施和高度分散的政策的关键是取代硬约束的数量的同时分组传输，可以发生在一个节点的输出链路上，由时间平均约束的传输数量。由此获得的策略保证提供最大吞吐量。分析可以扩展到随时间变化的信道条件的情况下，在一个简单的方式。仿真结果表明，显着改善现有政策的最后期限为基础的调度，如最早的最后期限第一，并支持的理论，提出。
2015-09-17 cs.NI
An Efficient Network Coding based Retransmission Algorithm for Wireless Multicasts
基于分组确认的重传（ACK/NAK）是IEEE 802.11-2007单播网络中采用的基本差错控制技术。然而，802.11-2007标准没有提出用于多播帧的可靠MAC级恢复协议。在本文中，我们提出了一个延迟和带宽有效的编码算法的基础上的原则，网络编码重传丢失的数据包在单跳无线多播网络，并证明其有效性比以前提出的网络编码重传算法。
2010-08-11 cs.NI
Joint Network Coding and Machine Learning for Error-prone Wireless Broadcast
由于无线链路条件的异质性，在有损无线信道上向多个接收器可靠地广播数据是具有挑战性的。基于自动重传请求（ARQ）的重传方案由于在接收机处的数据重复而带宽效率低下。网络编码（NC）已被证明是一种很有前途的技术，用于提高网络带宽效率，通过合并多个丢失的数据包进行重传。然而，准确地确定由于中断的反馈信道而应当将哪些丢失的分组组合在一起是具有挑战性的。提出了一种在发送端结合网络编码和机器学习（NCML）的自适应数据编码方案，用于重传丢失的数据包。我们提出的NCML提取的重要特征，从历史反馈信号接收的发射机训练分类器。然后，所构造的分类器被用来预测在不同的接收机的损坏的反馈信号的基础上，有效的数据混合的传输数据包的状态。我们已经进行了广泛的模拟，以合作的效率，我们提出的方法。仿真结果表明，我们的机器学习算法可以有效和准确地训练。仿真结果表明，平均而言，所提出的NCML可以正确地分类90%的发送数据包在不同的接收机的状态。与基于ARQ和NC的方案相比，该方案在不同的传输地形、功率水平和收发距离下都获得了显著的带宽增益。
2016-12-28 cs.NI
Fast Collision Simulation for Cyclic Wireless Protocols
随着大多数现代智能手机支持低功耗蓝牙（BLE）或ANT+等无线协议，网络数量正在迅速增长。因此，需要考虑多个网络之间的冲突，以选择适当的协议参数。随着网络数量的增长，用于估计冲突率的模拟在计算上变得非常复杂和冗长。因此，大量的模拟时间构成了分析复杂案件的主要限制。在本文中，我们提出了一种新的模拟技术，可以加快碰撞模拟的一个数量级在现实情况下。每当模拟数据包的传输时，都会利用BLE等协议的循环特性来预测下一个有可能发生冲突的数据包。在不影响仿真结果的情况下，可以跳过其间的所有传输。基于网络的传输间隔，可以计算它们的分组之间的时间偏移的每个周期的一定收缩。使用这种收缩和任何两个数据包的开始时间之间的当前偏移，我们提出的模拟模型可以准确地预测下一对需要模拟的数据包。虽然我们提出的技术针对BLE协议，但该理论是通用的，也可以用于许多其他循环协议，如ANT/ANT+。
2018-07-04 cs.NI
Colosseum: Large-Scale Wireless Experimentation Through Hardware-in-the-Loop Network Emulation
Institute for the Wireless Internet of Things, Northeastern University（东北大学无线物联网研究所）；Roux Institute, Northeastern University（东北大学鲁克斯研究所）；Greenfly SAU LLC（Greenfly SAU 有限责任公司）；Cerbo IO LLC（Cerbo IO 有限责任公司）
Colosseum是一个开放访问和公开提供的大型无线测试平台，用于在完全可编程的“白盒”平台上通过虚拟化和软件化波形和协议栈进行实验研究。通过256个最先进的软件定义无线电和一个大规模的信道仿真器核心，Colosseum几乎可以模拟任何场景，从而能够在各种部署和信道条件下大规模设计、开发和测试解决方案。这些罗马斗兽场的射频场景是通过高保真FPGA仿真有限脉冲响应滤波器再现。滤波器对所需无线信道的抽头进行建模，并将其应用于无线电节点生成的信号，忠实地模仿真实世界无线环境的条件。在本文中，我们介绍了斗兽场作为一个测试平台，这是第一次向研究界开放。我们描述了斗兽场的架构和它的实验和仿真能力。然后，我们通过示例性用例（包括流行的无线技术（例如，蜂窝和Wi-Fi）在频谱共享和无人驾驶飞行器场景中的应用。论文最后总结了斗兽场未来更新的路线图。
2021-12-14 cs.AI cs.NI eess.SP
Throughput Analysis of Network Coding in Multi-Hop Wireless Mesh Networks Using Queueing Theory
近年来，从理论和仿真两个角度，已经进行了大量的研究来探索网络编码在不同场景中的益处。本文利用排队论提出了多跳无线网状网中双向单播流的分析框架，并研究了流间网络编码的吞吐量。我们分析确定的性能指标，如成功传输的概率方面的冲突概率，反馈机制和重传。关于编码过程，我们的模型使用了一个多类排队网络，其中编码的数据包与本地数据包分离，并且具有比本地数据包更高的非抢占式优先级，并且两个队列都处于稳态。最后，我们使用模拟来验证我们的分析模型的准确性。
2018-01-07 cs.NI
