An analytical framework for analysis and design of networked control systems with random delays and packet losses
National Institute of Technology- Calicut（卡利卡特国家理工学院）；ABB India Corporate Research Center（ABB印度企业研究中心）；National Institute of Technology-Tiruchirappalli（蒂鲁奇拉帕利国家理工学院）
本文提出了一种分析框架，用于研究网络控制系统中随机延迟和数据丢失的影响，并提供统一的分析方法。
2015-06-20 cs.NI cs.SY eess.SY
FP4: Line-rate Greybox Fuzz Testing for P4 Switches
与固定功能交换机相比，可编程交换机的灵活性是有代价的，因为程序员的错误经常会导致网络数据平面中的细微错误。在本文中，我们提出了FP4的设计和实现，模糊测试框架P4交换机，实现了高表现力，覆盖率和可扩展性。FP4通过生成半随机输入数据包并观察其在数据平面中的执行结果来直接测试运行中的交换机。为了实现高覆盖率和可扩展性，在运行时，FP4利用P4本身与另一个“测试器”交换机，每秒在数据平面中生成和变异数十亿个测试数据包。由于测试某些程序分支需要导航复杂的语义输入需求，因此FP4还通过检测被测程序来利用P4的可编程性，以通过数据包报头将覆盖信息传递回测试仪。我们目前的案例研究表明，FP4可以验证安全性和有状态属性，提高了现有的随机数据包生成基线的效率，并在一分钟内达到100%的覆盖范围广泛的例子。
2022-07-26 cs.NI
Low-Latency Network-Adaptive Error Control for Interactive Streaming
我们介绍了一种新的网络自适应算法，适用于减轻源和目的地之间的低延迟交互式通信的网络数据包丢失。我们的网络自适应算法实时估计最近提出的流编码的最佳参数，该流编码使用前向纠错（FEC）来纠正任意和突发丢失，这分别在音频中引起噼啪作响的噪声和不期望的抖动。特别地，目的地基于其观察到的分组丢失模式来估计适当的编码参数，并将它们发送回源以更新底层代码。此外，一个新的显式构造实用的低延迟流编码，实现纠正任意丢失的能力和纠正突发丢失的能力之间的最佳权衡。基于统计损失和真实世界的数据包丢失痕迹的仿真评估揭示了以下几点：（i）我们提出的网络自适应算法结合我们的最佳流编码可以实现显着更高的性能相比，未编码和非自适应FEC方案在UDP（用户数据报协议）;（ii）我们的显式流编码可以显著优于传统MDS（最大距离可分离）流方案时，他们与我们的网络自适应算法一起使用。
2020-06-29 cs.NI
Network Topology Inference based on Timing Meta-Data
考虑一个处理器，它只能访问由来自网络中所有节点的数据分组和确认（ACK）分组的定时组成的元数据。元数据报告每个分组的源节点，但不报告目的地节点或分组的内容。处理器的目标是仅基于这样的信息来推断网络拓扑。以前的工作利用因果关系度量来确定哪些链接是活动的。如果两个节点（分别是节点1和节点2）的数据定时和ACK定时是因果相关的，则这可以被认为是节点1正在与节点2通信（节点2向节点1发回ACK分组）的证据。本文首先观察到，数据包丢失可以削弱数据和ACK定时流之间的因果关系。为了解决这个问题，一个新的期望最大化（EM）为基础的算法-EM因果关系发现算法（EM-CDA）-它把数据包丢失作为潜在变量。EM-CDA在分组丢失的估计和因果关系度量的评估之间迭代。在NS-3仿真平台上进行了大量的无线传感器网络实验，验证了该方法的有效性。
2022-10-11 cs.NI eess.SP
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
On Coding for Reliable Communication over Packet Networks
我们提出了一个容量实现编码方案，单播或组播在有损分组网络。在该方案中，中间结点执行额外的编码，但不解码，甚至在发送编码分组之前不等待分组块。相反，只要它们有传输机会，它们就发送由先前接收的分组的随机线性组合形成的编码分组。所有编码和解码操作都具有多项式复杂度。我们表明，该计划是容量实现，只要收到的数据包在链路上到达根据一个过程，具有平均速率。因此，链路上的分组丢失可能表现出时间上的相关性或与其他链路上的丢失的相关性。在泊松流量的特殊情况下，i.i.d.损失，我们给出了错误指数，量化了编码延迟的错误概率的衰减率。我们对该方案的分析表明，它不仅是实现能力，但传播的数据包携带“创新”的信息如下传播的就业机会通过一个网络，因此流体流动模型产生良好的近似。我们认为网络与有损点对点和广播链路，使我们能够模拟有线和无线分组网络。
2007-01-02 cs.IT cs.NI math.IT
VeriFi: Model-Driven Runtime Verification Framework for Wireless Protocol Implementations
验证无线协议实现具有挑战性。今天的方法需要劳动密集型的实验设置和手动跟踪调查，但产生的覆盖率低，不准确和不可复制的结果。我们提出了VERIFI，第一个系统的嗅探器为基础的，模型引导的运行时验证框架的无线协议实现。VERIFI将被验证的协议的形式化模型作为输入。为了实现良好的覆盖率，它首先应用状态可达性分析，通过应用模型检验技术。然后，它使用一个新的PACKETSNIPER组件来选择性地触发快速调查所有可达协议状态所需的数据包丢失。我们的研究结果表明，选择性分组干扰允许VERIFI显着提高协议状态的覆盖率。最后，VERIFI在验证跟踪时适应嗅探器造成的不确定性，使其能够提供准确和可重复的结果。通过对不确定性建模，VERIFI突出了可能的协议违规，供开发人员检查。
2018-08-10 cs.NI
End-to-End Algebraic Network Coding for Wireless TCP/IP Networks
传输控制协议（TCP）被设计用于在有线网络中提供可靠的传输服务。在这样的网络中，分组丢失主要是由于拥塞而发生的。因此，TCP被设计成应用拥塞避免技术来处理分组丢失。如今，TCP也被用于无线网络中，其中除了拥塞之外，还存在许多其他导致分组丢失的原因。当无线信道的状态差时，这导致吞吐量降低和传输往返时间增加。我们提出了一个新的网络层，透明地坐在下面的传输层，并隐藏从TCP的非强制性的数据包丢失。这个新层中的网络编码基于众所周知的最大距离可分离（MDS）码类。
2010-04-20 cs.IT cs.NI math.IT
Temporal Correlations of Local Network Losses
我们介绍了一个连续模型描述数据丢失在一个单一的节点的分组交换网络（如互联网），它保留了离散的数据丢失过程。{ \em By construction}，该模型具有临界行为，随着数据到达率的增加，从指数级小损失急剧过渡到有限损失。我们发现，这样的模型表现出强烈的波动，在临界点和非马尔可夫幂律相关性的损失率在时间上，尽管马尔可夫字符的数据到达过程。连续体模型允许相当一般的传入数据包分布，并且可以自然地推广到考虑缓冲区服务器空闲统计。
2008-01-30 cond-mat.stat-mech cs.NI
BAROC: Concealing Packet Losses in LSNs with Bimodal Behavior Awareness for Livecast Ingestion
针对LSN直播摄取中卫星重分配导致的突发丢包问题，提出BAROC框架，结合MTP-Informer与双峰行为感知，联合优化编码与恢复参数，显著提升视频质量。
2025-04-22 cs.MM cs.NI
Packet-Level In-Network Semantic Adaptation for Unstable Mobile Emergency Networks
School of Telecommunications Engineering, Xidian University（西安电子科技大学通信工程学院）
针对移动应急网络中链路变化快于反馈的问题，提出包级网内语义自适应方法DINA，通过自描述数据包和冻结选择器实现即时转换，显著提升任务性能。
2026-09-25 cs.NI
Online multipath convolutional coding for real-time transmission
大多数多路径多媒体流的建议使用前向纠错（FEC）的方法来防止数据包丢失。然而，即使当来自给定FEC块的分组散布在多个路径上时，FEC也不能很好地维持丢失的突发。在这篇文章中，我们提出了一个在线的多径卷积编码的实时的【形】多径流的基础上，在飞行编码方案称为Tehrs。我们评估了现有的FEC多路径负载拆分建议，称为编码多路径流（EMS）内的这种编码方案带来的好处。我们证明，TESTON始终优于FEC的均匀和突发的EMS方案的损失。我们还提出了一个修改的标准EMS算法，大大提高了性能的数据包恢复。最后，我们分析了不同的传播策略之间的可用路径和观察，较长的传播延迟的路径应优先用于携带修复数据包的Tektop冗余流量。
2012-04-06 cs.MM cs.NI
TaNG: Modeling Packet Classification with TSS-assisted Neural Networks on GPUs
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Huawei Technologies（华为技术有限公司）
TaNG通过GPU加速和TSS辅助神经网络，实现高效包分类，提升吞吐量和稳定性
2026-01-06 cs.NI
Further Results on Coding for Reliable Communication over Packet Networks
在“On Coding for Reliable Communication over Packet Networks”（Lun，Medard和Effros，Proc.42nd Annu. Allerton Conf.Communication，Control，and Computing，2004），提出了一种用于有损有线或无线分组网络上的单播或多播的容量实现编码方案。我们扩展该文件的结果在两个方面：首先，我们扩展的网络模型，允许接收到的数据包的链路上到达根据任何过程的平均速率，而不是假设的泊松流量与i.i.d.以前的损失。第二，在具有i.i.d.损失，我们得出错误指数，量化的速率，错误的概率随编码延迟衰减。
2005-08-08 cs.IT cs.NI math.IT
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
Invisible Flow Watermarks for Channels with Dependent Substitution, Deletion, and Bursty Insertion Errors
流水印有效地链接网络中的数据包流，以阻止垫脚石等各种攻击。我们研究了设计好的流水印的问题。早期的流水印方案大多考虑了替换错误，忽略了网络中经常发生的数据包插入和删除的影响。最近的计划考虑数据包删除，但往往在水印的可见性为代价。我们提出了一个不可见的流水印方案能够承受大量的数据包丢失和插入。为了保持不可见性，我们的计划使用量化索引调制（QIM）嵌入水印到包间延迟，而不是时间间隔，包括许多数据包。由于水印被注入到各个数据包中，数据包丢失和插入可能导致水印解压缩和替换错误。为了解决这个问题，我们增加了一层纠错编码到我们的计划。实验结果表明，我们的计划是强大的网络抖动，数据包丢失和分裂，同时保持不可见的攻击者。
2013-06-14 cs.CR cs.IT cs.NI
Packet Error Rate Performance of IEEE802.11g under Bluetooth Interface
本研究探讨了IEEE 802.11g无线网络和adhoc蓝牙网络在同一2.4 GHz频段内共存的问题。通过仿真分组出错率（PER）参数和覆盖区域来评估802.11g的性能。仿真实验是基于最坏情况的假设，这需要传输的HV 1数据包的HV 1链路需要使用每秒1600跳的最大跳率的传输上的100%的蓝牙（BT）时隙。本文提出了一种实用的方法，以减轻干扰使用符号擦除技术，通过评估PER参数在不同的Eb/No值。结果表明，符号擦除能有效地抑制干扰，提高802.11g的性能。
2016-02-17 cs.NI
Extension of indoor mmW link radio coverage in non line-of-sight conditions
针对毫米波高传播损耗、遮挡衰减强的问题，研究通过金属无源反射器、凹槽金属天线阵列结合波束成形，提升60GHz非视距室内覆盖，验证了直射路径阻断时反射路径的可用性。
2025-01-15 cs.NI
Improve performance of tcp new reno over mobile ad-hoc network using abra
在移动自组织网络中，临时链路故障和路由变化频繁发生。假设所有的数据包丢失都是由于拥塞，TCP在这样的环境中表现很差。有许多版本的TCP，根据需要随时修改。本文通过计算新重传超时（RTO），对移动ad-hoc网络上的TCP New Reno协议进行了改进，以提高拥塞控制的性能。为了计算新RTO，应用TCP New Reno中的自适应退避响应方法（ABRA），其建议ABRA New Reno。它利用了一个ABRA拥塞窗口和慢启动阈值减少，每当收到一个确认和新的退避值计算平滑的往返时间。基于ABRA New Reno与其他TCP变体（如New Reno和Reno）的比较研究，使用实际参数（如TCP数据包接收，数据包丢弃，数据包重传，吞吐量和数据包传输率）进行了评估，这些参数是通过改变节点速度，节点数量和传输时间的属性计算的。在QualNet 4.0模拟器中进行实施和模拟。
2011-05-02 cs.NI
Information Freshness of Updates Sent over LEO Satellite Multi-Hop Networks
低地球轨道（LEO）卫星星座正在将物联网（IoT）带入太空领域，也称为非地面网络。用于跟踪船舶和货物的几个物联网卫星应用可以被视为间歇性传输更新的示例，其主要性能参数是信息新鲜度。本文分析了信息时代（AoI）的卫星网络与多个源和目的地是非常遥远的，因此需要几个连续的多跳传输。考虑了数据包擦除信道和不同的擦除策略。我们提供了封闭形式的边界和严格的近似平均AoI，以及信息的峰值年龄（PAoI）分布的上限作为系统设计的最坏情况下的度量。性能评估揭示了复杂的权衡年龄，负载和数据包丢失。当到达率和分组丢失的组合使得系统负载可以确保接收器处的新鲜信息时，找到最佳操作点;然而，实现这一点高度依赖于网状拓扑。此外，年龄感知调度策略的潜力进行了调查和用户之间的公平性进行了讨论。结果表明，需要确定瓶颈节点的年龄，因为提高这些关键链路的速率和可靠性将极大地影响整体性能。该模型具有较强的通用性，可以用于其他多跳网状网络。
2020-07-10 cs.NI
D2R: Dataplane-Only Policy-Compliant Routing Under Failures
在今天的网络中，数据平面处理转发-将数据包发送到路径中的下一个设备-而控制平面处理路由-决定数据包在网络中的路径。这种架构有局限性。首先，当链路故障发生时，数据平面必须等待控制平面安装新路由，并且由于延迟的路由收敛或中央控制器延迟，可能发生分组丢失。第二，如果没有复杂的配置合成或控制器干预，则无法保证策略遵从性。在本文中，我们利用快速可编程开关的最新进展，完全在数据平面执行符合政策的路由计算，从而提供快速的故障反应。我们的新网络架构D2 R可以提供一种网络结构的错觉，即使在故障情况下也始终可用且符合策略。我们实现我们的数据平面P4，并证明其在现实世界中的拓扑结构的可行性。
2019-12-05 cs.NI
SDN-controlled and Orchestrated OPSquare DCN Enabling Automatic Network Slicing with Differentiated QoS Provisioning
在这项工作中，我们提出和实验评估的自动和灵活的NS配置的光OPSquare DCN控制和编排的扩展SDN控制平面的多租户应用程序与差异化的QoS配置。光流控制（Optical Flow Control，OFC）协议是为了防止交换机端由于数据包竞争而导致的数据包丢失而开发的，基于收集的数据平面的资源拓扑，SDN控制平面可以对光网络切片进行动态配置和自动重配置。同时，实验结果验证了应用流的优先级分配能够为不同切片提供动态的QoS性能，这些切片在丢包率和传输延迟方面具有特定的要求。此外，将数据平面的流量统计信息暴露给SDN控制平面的能力使得能够实现负载均衡算法，从而进一步提高具有高QoS的网络性能。对于负载为0.5的具有最高优先级的切片网络，可以保证没有分组丢失和小于4.8 us的服务器到服务器延迟。
2020-01-10 cs.NI
Loss Fluctuations and Temporal Correlations in Network Queues
我们认为数据丢失在一个单一的节点的一个分组交换的类互联网网络。我们采用两种不同的模型，一个离散和其他连续的一维随机游走，表示在路由器中的队列的状态。这两种模型{有}一个内置的关键行为与{急剧}过渡从指数小到有限的损失。事实证明，缓冲区的有限容量和丢包过程会产生特定的边界条件，即使在数据到达过程中没有这种波动的情况下，这些边界条件也会导致临界点处的丢失率波动。
2008-03-23 cond-mat.stat-mech cs.NI
Trying an IP Over NDN Packet Gateway
尽管TCP/IP体系结构在其40多年的生命周期中非常令人满意地服务于互联网，但人们怀疑这种以主机为中心的范式是否适合现代应用程序的通信模式。这些应用程序主要需要获取信息片段，而不必担心它们在网络中的位置。此外，缺乏内置的安全机制和适当的全局多播支持也可能是经典体系结构的基本问题的症状。新的信息中心网络（ICN）范式的支持者断言，用基于信息本身的TCP/IP架构取代TCP/IP架构可能是所有这些问题的理想解决方案。然而，如果发生这种替换，则将需要一些过渡机制的帮助，例如，用于在新的基于ICN的网络之上传输传统IP流量。在本文中，我们设计和优化这样一个开源的IP在ICN过渡应用程序使用命名数据网络（NDN）的建议，我们的目标ICN网络。我们进行了几项测试，证实我们的原型能够在纯NDN网络上透明地传输IP流量，数据包丢失可忽略不计、抖动低且性能良好。
2021-12-21 cs.NI
Coverage and Connectivity Aware Neural Network Based Energy Efficient Routing in Wireless Sensor Networks
在设计和部署无线传感器网络（WSNs）时存在许多挑战。能量是无线传感器网络的宝贵资源，如何充分利用有限的能量来延长网络的生命周期是无线传感器网络面临的关键挑战之一。网络部署后，应持续监控能耗状况。在本文中，我们提出了覆盖和连通性感知的神经网络的能量有效路由在无线传感器网络的目标是最大限度地提高网络的生命周期。在所提出的计划中，该问题被制定为线性规划（LP）的覆盖和连接意识的约束。簇头选择提出了使用自适应学习神经网络，然后覆盖和连接感知路由与数据传输。所提出的方案与现有的方案进行比较的参数，如存活节点的数量，数据包的交付分数，和节点的剩余能量。仿真结果表明，该方案在无线传感器网络中具有广泛的应用前景。
2010-03-18 cs.NI
On Packet Reordering in Time-Sensitive Networks
时间敏感型网络（IEEE TSN或IETF DetNet）可以容忍某些数据包重新排序。重排序缓冲器然后被用于提供按顺序递送，其参数（超时、缓冲器大小）可能影响最坏情况的延迟和延迟抖动。到目前为止，还没有精确的理解每流重新排序度量，也没有重新排序缓冲区的尺寸，以便提供最坏情况下的保证，如在这样的网络中所需要的。首先，我们表明，以前提出的每流度量，重新排序晚时间偏移（RTO），确定超时值。如果网络是无损的，另一个先前定义的度量，重新排序字节偏移量（RBO），确定所需的缓冲区。如果不能忽略分组丢失，则所需的缓冲区可能大于RBO，并且取决于抖动、流在其源处的到达曲线以及超时。然后，我们开发了一种演算来计算流路径的RTO，该方法使用了一种新的关系抖动和到达曲线，连同分解的路径到非保序和保序元素。我们还分析了最坏情况下的延迟，抖动和传播的到达曲线上的重新排序缓冲区的效果。我们特别表明，在一个无损（但非保序）的网络，重新排序是“免费的”，即它不会增加最坏情况下的延迟也不抖动，而在一个有损的网络，重新排序增加了最坏情况下的延迟和抖动。我们应用分析来评估在中间点放置重排序缓冲区的性能影响，并说明了两个工业测试案例的结果。
2021-06-21 cs.NI
Rethinking Reliability Using Network Coding: a Practical 5G Evaluation
本文在5G测试平台IP层实现基于RLNC的网络编码系统，替代ARQ/HARQ重传机制，实验表明适当码率下可更少传输次数恢复丢包并保持高吞吐量，证明其可有效提升未来无线系统可靠性。
2025-08-14 cs.NI
T-RACKs: A Faster Recovery Mechanism for TCP in Data Center Networks
云交互式数据驱动应用程序生成大量小型TCP流，这些流争夺数据中心交换机中的小缓冲区空间。这些应用需要短的流程完成时间（FCT）来有效地执行其工作。然而，TCP忽略了应用程序数据的复合性质，并人为地将这些流的FCT膨胀了几个数量级。这是由于TCP的以互联网为中心的设计将重传超时（RTO）固定为至少数百毫秒。为了更好地理解这个问题，在本文中，我们使用经验测量在一个小的测试床研究，在微观层面上，各种类型的数据包丢失对TCP的性能的影响。特别是，我们挑出的数据包丢失，影响小流量的尾端，以及突发性的损失，跨越数据中心的TCP流的小拥塞窗口的一个显着的部分，显示FCT的不可忽略的影响。基于此，我们提出了所谓的，及时重传的ACK（或T-RACK），一个简单的丢失恢复机制，即使在存在严重的数据包丢失隐藏长RTO的缺点。有趣的是，T-RACKS对TCP本身透明地实现了这一点，因为它不需要在租户的虚拟机（VM）中对TCP进行任何更改。T-RACK可以作为虚拟机和服务器NIC之间的虚拟机管理程序中的软件shim层实现，也可以作为SmartNIC中的网络功能在硬件中实现。仿真和实际测试结果表明，T-RACK取得了显着的性能改善。
2021-02-15 cs.DC cs.NI cs.PF
Enhancing congestion control to address link failure loss over mobile ad-hoc network
标准的拥塞控制无法检测多跳自组网中由于移动性和能量不足而导致的链路失效。此外，退避算法的连续执行不足的增长重传次数（RTO）指数为新的路由。检测和响应链路故障丢失的重要性是防止发送方不必要地保持空闲并管理数据包重传开销的数量。与需要从低层反馈信息的跨层方法相比，本文纯粹在传输层操作。该文提出了一种基于端到端阈值的自组网拥塞控制算法，该算法通过增强拥塞控制来解决自组网中链路失效丢失的问题。它包括两个阶段。首先，基于阈值的损失分类算法区分损失由于链路故障估计队列使用的基础上相对单向旅行时间（ROTT）。第二阶段通过使用传输层中的可用信息（例如ROTT和跳数）比较新路由与中断路由的能力来调整新路由的RTO。
2011-10-11 cs.NI
Selecting source image sensor nodes based on 2-hop information to improve image transmissions to mobile robot sinks in search \& rescue operations
我们认为机器人辅助搜索$\&$救援行动增强了一些固定的图像传感器节点能够捕捉和发送视觉信息的机器人水槽。为了提高从图像传感器节点到机器人接收器的图像传输性能，我们提出了一种基于2跳邻域信息的覆盖集选择来确定最相关的图像传感器节点激活。然后，为了与我们提出的方法相一致，提出了一种多路径扩展的贪婪周界无状态路由（称为T-GPSR），其中路由决策也是基于2跳邻域信息。仿真结果表明，我们的建议减少了数据包丢失，使快速的数据包传输和更高的视觉质量的机器人接收图像。
2013-12-15 cs.NI
Content-Aware Network Coding over Device-to-Device Networks
考虑向彼此邻近的一组协作移动设备广播公共内容的场景。该组中的设备可能由于无线广播链路上的分组丢失而从源接收部分内容。我们进一步认为，分组丢失对于不同的设备是不同的。然后，由于设备之间通过利用设备到设备（D2D）连接的协作，可以恢复每个设备处的剩余丢失内容。在此上下文中，可以保证在每个设备处完全获取公共内容的最小时间量被称为“完成时间”。它已被证明，即时解码网络编码（IDNC）减少了完成时间相比，没有网络编码在这种情况下。然而，对于诸如视频流的应用，并非所有分组都具有相同的重要性，并且并非所有设备都对相同质量的内容感兴趣。这个问题是更有趣的，当额外的，但现实的约束，如严格的最后期限，带宽，或有限的能源添加到问题的制定。我们断言，在这样的情况下，直接应用IDNC产生的内容质量和完成时间方面的性能差。在本文中，我们提出了一种新的内容和丢失感知的IDNC计划，提高内容质量和网络编码的机会，共同考虑到每个数据包的重要性，对所需的服务质量（QoS），以及在D2D链路的信道损耗。我们提出的内容和丢失感知的IDNC（i）最大限度地提高质量的完成时间约束下，（ii）最小化的质量约束下的完成时间。我们通过模拟展示了内容和丢失感知IDNC的好处。
2016-03-01 cs.IT cs.NI math.IT
QoS-based Packet Scheduling Algorithms for Heterogeneous LTE-Advanced Networks, Concepts and a Literature Survey
在过去的十年中，LTE用户及其应用的数量显著增加，这增加了对移动网络的需求。LTE-Advanced具有许多功能，可以支持这种不断增长的需求。LTE-Advanced支持异构网络部署，其中它由宏小区、远程无线电头端和诸如微微小区和毫微微小区的低功率节点的混合组成。与仅使用宏小区相比，在宏蜂窝网络中嵌入基站的这种混合允许在覆盖、吞吐量和系统容量方面实现显著增益。这些基站可以在与宏蜂窝网络相同的无线信道上运行，这将通过小区拆分提供更高的空间重用。此外，它允许网络运营商通过将更高的数据流量卸载到更小的小区（例如，毫微微小区）来支持更高的数据流量。因此，它使网络运营商能够向其数量不断增长的用户提供满足其服务需求的所需服务质量。为了使网络运营商充分利用异构LTE-Advanced网络，需要使用基于QoS的分组调度算法来有效地管理异构部署中的频谱资源。在本文中，我们调查的服务质量为基础的数据包调度算法，在文献中提出的异构LTE-Advanced网络中使用的数据包调度。我们首先解释LTE中的QoS概念、异构LTE-Advanced网络以及如何在异构LTE-Advanced网络的分组调度架构内对流量进行分类。然后，通过总结文献中提出的基于QoS的分组调度算法，用于异构LTE-Advanced网络，和用于Femtocell LTE-Advanced网络。最后，我们在最后一节提出一些结论性意见。
2022-08-27 cs.NI
Interference and SINR coverage in spatial non-slotted Aloha networks
在本文中，我们提出了两个分析听话的随机几何模型的干扰在ad-hoc网络中使用纯（非时隙）阿罗哈作为介质访问。与时隙模型相反，纯Aloha中的干扰可能会在标记数据包的传输过程中发生变化。我们开发了一个典型的数据包传输过程中所经历的干扰的经验平均值的拉普拉斯变换的封闭形式的表达式。这两种模型假设一个幂律路径损失函数与任意分布的衰落和功能配置的发射机随机位于欧几里德平面根据泊松点过程。根据型号的不同，这些配置可能会随时间变化，也可能是静态的。我们应用我们的干扰分析研究信号干扰噪声比（SINR）中断概率为一个典型的传输在纯Aloha。结果被用来比较的性能，非时隙Aloha的时隙，这几乎完全是以前研究的移动自组织网络在相同的背景下。
2015-02-23 cs.NI math.PR
Performance evaluation of a new route optimization technique for mobile IP
移动ip（mip）是允许移动节点在移动到其它网络时具有到因特网的连续网络连接性而不改变其ip地址的因特网协议。从对端节点（cn）发送到移动节点（mn）的分组首先通过移动节点的归属代理（ha），然后ha将它们隧穿到mn的外地网络。原始mip中的主要问题之一是三角形布线问题。当核心网与节点之间的间接路径比直接路径长时，会出现三角路由问题。本文提出一种新的技术来改善切换时原有的mip的性能。所提出的技术减少了在cn和mn之间传送的所有分组的延迟、分组丢失和注册时间。在这种技术中，隧道发生在分层网络中HA之上的两个级别。为了显示所提出的技术的有效性，它与原来的mip和另一种技术，用于解决相同的问题，其中隧道发生在一个层次以上的HA。本文给出的仿真结果是基于linux平台上的ns2移动软件。仿真结果表明，我们所提出的技术实现了更好的性能比别人，考虑到分组延迟，分组丢失期间的拥塞和注册时间，在不同的情况下，相对于HA和FAS的MN的位置。
2010-04-06 cs.NI
Overhead Control with Reliable Transmission of Popular Packets in Ad-Hoc Social Networks
在多跳Ad-hoc社交网络（ASNET）中，流行节点的可靠社交连接和数据传输至关重要。在这种网络模式中，传输不可靠性可能是由在单个节点上运行的多个社交应用程序引起的。这导致节点和连接路径之间的争用。此外，拥塞可能是多个TCP将数据传输到单个接收方以及每个发送方等待肯定确认以继续前进的结果。因此，传统的传输控制协议（TCP）在ASNET中表现不佳，这是由于可用带宽在使用往返时间的节点之间共享并且确认被单独提供给每个数据包。为了解决这些问题，我们提出了一种技术，称为开销控制与Ad-Hoc社交网络（RTPS）中的流行数据包的可靠传输，它提高了传输的可靠性，通过分配带宽给用户的基础上，他们的流行程度：额外的带宽被分配给节点具有较高的流行度和他们的邮件发送具有较高的优先级。此外，RTPS通过延迟确认分组传输来进一步减少争用和分组丢失。我们的详细调查表明，RTPS的吞吐量延迟和开销方面的优异性能与不同的跳距离和不同数量的并发TCP流。
2020-08-09 cs.NI cs.SI
Network on Chip: a New Approach of QoS Metric Modeling Based on Calculus Theory
片上网络是由IP核（知识产权）和交换机之间通过通信通道连接。端到端延迟（EED）通信是通过IP核之间的数据交换来实现的。通常，特定消息的结构不足以满足通信目的。这就引出了分组交换的概念。在NoC的上下文中，分组由报头、有效载荷和报尾组成。数据包被分成称为微片的小块。它似乎是重要的，以满足所需的性能在片上网络的硬件资源。它应该在系统设计的早期步骤中指定。主要注意的是一些网络参数的选择，如节点中的物理缓冲区大小。EED和分组丢失是一些关键的QoS度量。一些实时和多媒体应用绑定这些参数，并需要特定的硬件资源和特定的管理方法在片上网络交换机。流量契约（SLA，Service Level Agreement）规定了网络或协议基于双方同意的措施（通常是通过对流量进行优先级排序）提供有保证的性能、吞吐量或延迟范围的能力。某些类型的网络实时的业务或多媒体应用可能需要定义的服务质量（QoS）。本文的主要目标是，使用片上网络建模架构，定义一个QoS度量。我们专注于网络延迟界和数据包丢失。该方法基于网络演算理论，该理论是一种数学模型，用于表示通过NoC互连的IP之间的数据流行为。提出了一种基于微积分模型的多应用服务QoS度量方法。
2011-10-17 cs.NI
Integrated Hybrid Optical Networking (IHON) /Fusion for 5G Access Networks
如今，光纤的部署已经提供了大的传输容量，这不能被电子交换机有效地利用。而集成混合光网络（IHON）是一种很有前途的方法，它结合了分组和电路交换技术。其结果是，它实现了大容量的有效利用，并保证绝对的服务质量（QoS），通过优化的两个交换方案的优点，同时减少他们的缺点。Transpacket开发了一个融合节点，在数据平面的以太网中实现IHON原则。因此，本文研究并评估了用于5G接入网络的IHON网络。仿真结果和数值分析证实了保证服务传输的分组时延变化（PDV）、时延和分组丢失率（PLR）。(GST)IHON网络中的业务满足使用CPRI的5G移动前传的要求。网络中节点的数量限制了基带单元之间的最大分离距离。(BBU)以及远程无线电头端（RRH），链路长度;对于增加节点的数量，链路长度减小。除此之外，我们还验证了融合节点的剩余容量如何用于承载低优先级数据包，以及GST流量如何通过固定延迟线（FDL）延迟它而在单个波长上具有确定性特性。例如，对于LSM 1GE=0.3，增加的统计复用（SM）业务将10 GE波长利用率增加到89%而没有任何损失，并且对于SM PLR=0.001，增加的统计复用业务将10 GE波长利用率增加到92%。
2019-10-28 cs.NI
The Mathematical Parallels Between Packet Switching and Information Transmission
所有的通信网络都由传输系统和交换系统组成，尽管它们通常被视为两个独立的问题。通信信道通常受到来自各种源的噪声的干扰。在电路交换网络中，可靠的通信需要在噪声信道上进行比特的容错传输。然而，在分组交换网络中，不仅比特会被噪声破坏，而且沿着连接路径的资源也会受到竞争。因此，服务质量（QoS）由缓冲器延迟和分组丢失确定。本文的主题是表明，传输噪声和数据包竞争实际上有类似的特点，可以驯服可比的手段，以实现可靠的通信，并确定了一些交换和传输之间的类比。带限信号的采样定理是数字通信和信号处理的基础。近年来，流量矩阵的Birkhoff-von Neumann分解在分组交换中得到了广泛的应用。相对于降低分组交换的复杂性，我们表明，双随机流量矩阵的分解起着类似的作用，在数字传输中的采样定理。我们的结论是，分组交换系统是由数学定律，是类似于香农在他的开创性的1948年的论文，通信的数学理论所设想的数字传输系统。
2006-11-22 cs.IT cs.NI math.IT
GRACE: Loss-Resilient Real-Time Video through Neural Codecs
The University of Chicago（芝加哥大学）；Stanford University（斯坦福大学）；Microsoft（微软公司）；NVIDIA（英伟达公司）
GRACE通过联合训练神经编解码器以模拟丢包，实现抗丢包实时视频传输，显著减少不可解码帧和停顿，提升用户体验质量。
2024-03-12 cs.AI cs.MM cs.NI
A Markov Chain Model for the Decoding Probability of Sparse Network Coding
随机线性网络编码（RLNC）已被证明提供了一种有效的通信方案，利用一个有趣的鲁棒性对数据包丢失。然而，它具有较高的计算复杂性，最近提出了一些遵循相同思想的新方法。这种解决方案之一是可调稀疏网络编码（TSNC），其中在每次传输中仅组合很少的分组。要在每次传输中组合的数据分组的量可以根据密度参数/分布来设置，其最终可以被适配。在这项工作中，我们提出了一个分析模型，捕捉SNC的性能上一个准确的方式。我们利用一个吸收马尔可夫过程，其中的状态定义的解码器，即解码矩阵秩，在这样的矩阵的非零列的数量接收到的有用的数据包的数量。该模型是通过一个全面的仿真活动进行验证，模型和仿真之间的差异可以忽略不计。最差情况下均方误差小于$4 \cdot 10^{-4}$。我们还包括在比较中的一些更一般的界限，最近使用的，表明他们的准确性是相当差的。所提出的模型将能够更精确地评估稀疏网络编码技术的行为。最后的结果表明，所提出的分析模型可以利用TSNC技术，以选择由编码器的最佳密度作为传输的演变。
2016-07-22 cs.NI
Link-identified Routing Architecture in Space
提出用于LEO卫星网络的链路标识路由（LiR）架构，利用确定性邻居关系标识星间链路，采用基于数据包内布隆过滤器的源路由转发，并设计了最优编码策略及重路由绕行方案以适应链路状态变化，实现高效数据包投递与无缝切换。
2024-11-17 cs.NI
Analysis of Quality of Service Performances of Connection Admission Control Mechanisms in OFDMA IEEE 802.16 Network using BMAP Queuing
在本文中，我们考虑一个单小区的IEEE 802.16环境中，基站分配子信道的用户站在其覆盖范围内。分配给用户站的子信道由该用户站处的多个连接共享。为了确保服务质量（QoS）性能，在用户站处考虑两种连接接纳控制（CAC）机制，即，基于阈值的CAC机制和感知拥塞的CAC机制。考虑到在物理层基于正交频分多址（OFDMA）的传输，这些准入控制机制的排队分析框架。然后，在排队模型的基础上，研究了连接级和分组级的性能，并与无CAC的情况下的类似物进行了比较。连接到达由泊松过程建模，连接的分组到达由批马尔可夫到达过程（BMAP）建模。我们确定分析和数值不同的QoS性能指标（连接阻塞概率，正在进行的连接的平均数量，平均队列长度，数据包丢弃概率，队列吞吐量和平均数据包延迟）。
2012-03-20 cs.NI
A Deep Learning Approach for Low-Latency Packet Loss Concealment of Audio Signals in Networked Music Performance Applications
Stanford University（斯坦福大学）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Politecnico di Torino（都灵理工大学）
网络音乐表演（NMP）被认为是互联网应用中潜在的游戏规则改变者：它旨在通过使远程音乐家能够通过电信网络进行交互和表演，从而彻底改变传统的音乐交互概念。然而，由于在音频质量和最重要的网络延迟方面的极其严格的要求，确保音乐表演的真实条件构成了重大的工程挑战。为了最小化音乐家经历的端到端延迟，NMP应用程序的典型实现使用未压缩的双向音频流，并利用UDP作为传输协议。由于连接较少且不可靠，通过UDP传输的音频数据包在传输过程中丢失后不会重新传输，从而导致接收器音频播放出现故障。本文描述了一种使用深度学习方法实时预测丢失数据包内容的技术。实时的隐藏错误的能力可以帮助减轻由数据包丢失引起的音频损害，从而提高真实场景中的音频播放质量。
2020-07-14 cs.LG cs.NI cs.SD
Wi-Fi Scaling and Performance in Dense Frequency Planned Networks
研究了具有固定发射功率的Wi-Fi网络的容量缩放问题。802.11 MAC似乎通过在重叠小区覆盖区域中强制执行单个传输来对区域容量施加硬限制。然而，由于在传输重叠或衰落时难以读取分组报头，不同小区中的站可能彼此失去同步。在NS-3中对一个具有快衰落和慢衰落全传播损伤的大频率规划网络进行了仿真，并改进了支持数据包捕获的接收机模型。将下行链路Wi-Fi性能与相同小区中心上的等效LTE网络进行比较。结果表明，Wi-Fi下行链路吞吐量随着密集化的增长而增长，这受到降低SINR和部分操作虚拟载波侦听的限制。LTE区域容量增长更快，因为它仅受SINR约束。
2016-12-19 cs.NI
Cross-layer Path Selection in Multi-path Transport Protocol for Mobile Devices
MPTCP是一种新的传输协议，它使移动设备能够通过几个网络接口（如WiFi和蜂窝）同时使用多个物理路径。然而，在移动环境中，无线路径容量经常变化，这给路径选择带来了挑战。例如，随着设备离开，WiFi关联路径通常变得较差，因为WiFi具有由短信号覆盖和随机干扰引起的间歇性连接。MPTCP基于滞后TCP层估计的本地判决将错过无线质量的真正切换点，这可能会在断开的路径上累积分组并导致严重的分组重注入。通过分析一个独特的数据集在野外，我们定量研究MAC层的因素对聚合性能的MPTCP的影响。然后，我们提出了一个跨层路径选择的决策树方法，决定哪条路径进行传入的数据包动态根据以前的学习计划。在Linux和Android平台上实现并部署了一个路径选择系统SmartPS原型，该系统能够主动探测无线环境。评估结果表明，我们的SmartPS可以有效地利用更快的路径，有效吞吐量提高高达29%。
2020-07-03 cs.NI
Network coding meets TCP
我们提出了一种机制，将网络编码到TCP的协议栈只有微小的变化，从而允许增量部署。在我们的方案中，源发送随机的线性组合的数据包目前在拥塞窗口。我们方案的核心是ACK的新解释-接收器承认每一个自由度（即，揭示一个新信息单元的线性组合），即使它没有立即揭示原始分组。这样的ACK实现了用于网络编码的类似TCP的滑动窗口方法。我们的计划有很好的属性，数据包丢失基本上是从拥塞控制算法掩盖。因此，我们的算法的反应，在一个平稳的方式丢包，从而在一个新的和有效的方法，拥塞控制在网络中涉及有损链路，如无线链路。我们的实验表明，我们的算法实现了更高的吞吐量相比，TCP在存在损耗的无线链路。我们还建立了我们的算法的合理性和公平性。
2008-09-29 cs.IT cs.NI math.IT
Traffic Dynamics of Computer Networks
因特网的两个重要方面，即其拓扑结构的性质和其数据流量的特性，吸引了物理学界越来越多的关注。我的论文考虑了这两方面的问题。首先，我研究了TCP的随机行为，在当前的互联网流量的主要算法，在一个基本的网络场景组成的一个独立的无限大小的缓冲区和访问链路。快速恢复和快速重传（FR/FR）算法的影响也被考虑。我表明，我的模型可以进一步扩展到包括链路传播延迟的影响，广域网的特点。我继续我的论文与调查有限大小的半瓶颈缓冲区，其中数据包可以被丢弃，不仅在链路上，但也在缓冲区。我证明了系统的行为只取决于参数的特定组合。此外，推导出一个解析公式，给出了在缓冲区的分组丢失率的总分组丢失率的比例。这个公式使得有可能把缓冲器损耗当作链路损耗来处理。最后，我从结构的角度研究了计算机网络。我通过流体模拟证明了资源的分布，特别是链路带宽，对网络的全局性能有严重的影响。然后，我分析了在一个不断增长的无标度树的条件下，一个本地的属性，“年轻”节点的任意边的度，是已知的，以找到一个最佳的分配链路容量的边介数的分布。推导出的公式是精确的，即使是有限大小的网络。我还计算了边介数的条件期望，并对无限网络进行了重新缩放。
2008-10-07 cond-mat.stat-mech cs.NI
Deterministic Broadcasting and Random Linear Network Coding in Mobile Ad Hoc Networks
网络编码在过去已经成功地用于无线多跳网络中的高效广播。两种编码方法适用于移动网络;随机线性网络编码（RLNC）和基于XOR的编码。在这项工作中，我们观察到RLNC提供了更高的弹性数据包丢失相比，基于XOR的编码。我们开发了一个分析模型来证明我们的直觉。然而，该模型还表明，结合RLNC与概率转发，这是在文献中采取的方法，可能会显着影响RLNC的性能。因此，我们采取新的方法来结合RLNC与确定性广播算法，以修剪传输。更具体地说，我们提出了一个连接的支配集（CDS）为基础的算法，协同工作与RLNC的“数据包生成级别”。由于管理分组生成是RLNC中的一个关键问题，我们提出了一个分布式的方案，这也是适合于移动环境，不妥协的编码效率。我们表明，该算法优于XOR为基础的，以及RLNC为基础的计划，即使全球知识用于管理数据包代。
2014-11-17 cs.IT cs.NI math.IT
Practical Evaluation of Wize and Bluetooth 5 Assisted RFID for an Opportunistic Vehicular Scenario
针对严苛环境下RFID通信难的问题，本文对比Bluetooth 5与Wize用于低成本SBC构建的机会边缘计算识别系统的性能，测试路边节点与行驶车辆节点通信的延迟与丢包率，给出两种技术的实测表现。
2024-10-30 cs.ET cs.NI
Optimizing Packet Reception Rates for Low Duty-Cycle BLE Relay Nodes
为了实现物联网的全部潜力，设备之间的连接应该是无处不在和高效的。无线网状网络是为广泛的服务实现这种无处不在的连接的关键组件，并且由终端设备（即，节点），诸如各种类型的传感器，以及提供进一步的因特网连接（例如，g，通过WiFi）。当考虑大型室内区域时，例如医院或工业场景，网格必须覆盖大面积，这引入了关于范围和所需网关数量以及相应墙壁布线基础设施的问题。存在通过不同无线协议实现的网状网络的解决方案，例如最近的蓝牙低功耗（BLE）5.1。除了范围问题，选择哪些节点通过网格转发数据对性能和功耗有很大影响。我们通过我们自己设计的电池供电的BLE中继设备来解决区域覆盖问题，该设备通过将数据包从端节点转发到网关来充当范围扩展器。我们提出了中继的设计和实验确定的数据包转发效率的几种方案和配置。在最好的情况下，由11个节点传输的数据包中有35%可以通过单个中继转发到网关。继电器占空比为20%时，电池寿命可达1年。
2021-11-29 cs.NI cs.SY eess.SY
Scheduling Out-of-Coverage Vehicular Communications Using Reinforcement Learning
Huawei Technologies Duesseldorf GmbH（华为技术杜塞尔多夫有限公司）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
车对车（V2V）通信的性能在很大程度上取决于所采用的调度方法。虽然集中式网络路由器提供高V2V通信可靠性，但它们的操作通常限于具有全蜂窝网络覆盖的区域。相反，在蜂窝覆盖区域外，使用相对低效的分布式无线电资源管理。为了利用集中式方法的优势来增强缺乏蜂窝网络覆盖的道路上V2V通信的可靠性，我们提出了VRLS（车辆强化学习），这是一种集中式调度器，可以主动为覆盖范围外的V2V通信\textit{before}车辆离开蜂窝网络覆盖范围分配资源。通过在模拟车辆环境中进行训练，VRLS可以学习鲁棒且适应环境变化的调度策略，从而无需在复杂的现实环境中进行有针对性的（重新）训练。我们评估VRLS在不同的移动性，网络负载，无线信道和资源配置下的性能。VRLS通过在高负载条件下将分组出错率降低一半并在低负载情况下实现接近最大的可靠性，在没有蜂窝网络覆盖的区域中优于最先进的分布式调度算法。
2022-07-13 cs.AI cs.NI eess.SP
Loss Tolerant Federated Learning
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Tongji University（同济大学）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
近年来，联邦学习在分布式设备上协同训练数据并保护隐私方面引起了人们的关注。移动和物联网设备的网络容量有限，一直被视为跨设备联邦学习的主要挑战之一。最近的解决方案一直专注于基于阈值的客户端选择方案，以保证通信效率。然而，我们发现这种方法可能会导致偏见的客户端选择和性能恶化的结果。此外，我们发现，网络限制的挑战在某些情况下可能被夸大了，数据包丢失并不总是有害的。在本文中，我们探讨了损失容忍联邦学习（LT-FL）的聚合，公平性和个性化。我们使用ThrowRightAway（TRA）来加速低带宽设备的数据上传，故意忽略一些数据包丢失。结果表明，TRA算法与其他算法的适当结合，可以在一定的丢包率（10%~ 30%）下保证个性化和公平性。
2021-05-08 cs.AI cs.LG cs.NI
Sensor and Sink Placement, Scheduling and Routing Algorithms for Connected Coverage of Wireless Sensor Networks
传感器是一种小型电子设备，它具有与其他传感器或直接与基站（接收器）进行感测，计算和通信的能力。在无线传感器网络（WSN）中，传感器监测一个区域，并通过路由将收集到的数据包发送到sink。在这项研究中，我们提出了一个混合-整数线性规划（MILP）模型，以最大限度地提高无线传感器网络进行所需的任务与有限的能源和预算的时间段的数量。我们的水槽和传感器的位置，调度，路由与连接覆盖（$SPSRC$）模型是第一个在文献中，结合了决定的位置的水槽和传感器，活动时间表部署的传感器，和数据流路由从每个活动传感器到其分配的水槽连接覆盖的网络在一个有限的规划范围。这个问题是NP--即使对于小的实例也很难解决。假设水槽的位置是已知的，我们开发的构造一个可行的解决方案的问题，逐步满足约束条件。然后，我们引入搜索算法来确定汇的位置，以最大限度地提高网络的生命周期。计算实验表明，我们的探试法可以找到接近最优的解决方案，在可接受的时间量相比，商业求解CPLEX 12.7.0。
2018-02-28 cs.NI eess.SP
Data-Driven Adaptive Resource Allocation for Reliable Low-Latency Uplink Communications in Rural Cellular 5G Multi-Connectivity
Universidad de Málaga（马拉加大学）；Aalborg University（奥尔堡大学）；NanoPing
针对农村5G上行通信中资源受限和功率控制导致的延迟与可靠性问题，提出基于测量数据的主锚自适应故障切换（PAAF）框架，通过选择性冗余激活实现低开销的可靠通信。
2026-05-27 cs.NI cs.SY eess.SY
