Weighted Sum-Throughput Maximization for MIMO Broadcast Channel: Energy Harvesting Under System Imperfection
在这项工作中，MIMO广播信道下的能量收集（EH）约束和峰值功率约束的影响。发射机配备了一个混合储能系统，由一个完美的超级电容器（SC）和一个低效的电池组成，其中两个元件的储能容量都有限。此外，还讨论了数据处理电路功耗的影响。具体来说，这里研究了两种极端情况，其中第一种假设理想/零电路功耗，第二种考虑正恒定电路功耗，其中电路总是以其最高功率电平工作。因此，这两种极端情况下的性能分别作为实际系统性能的上限和下限。在这种情况下，离线调度的理想和最大电路功耗进行了研究。相关的优化问题，制定和解决加权吞吐量优化。此外，我们扩展到一般的电路功耗模型。为了补充这项工作，一些直观的在线政策，所有情况下。有趣的是，对于最大电路功耗的情况下，一个接近最优的在线政策，其性能被证明是可比的，其离线对应的数值结果。
2015-11-05 cs.IT math.IT
Approximating Throughput and Packet Decoding Delay in Linear Network Coded Wireless Broadcast
在本文中，我们研究了无线分组广播系统，使用线性网络编码（LNC），以帮助接收器恢复数据包丢失，由于数据包擦除。我们研究了两个交织的性能指标，即吞吐量和平均分组解码延迟（AVDD），并建立强/弱近似关系的基础上，是否近似持有的每个接收器的性能（强）或所有接收器的平均性能（弱）。我们证明了强吞吐量近似和强APDD近似之间的等价性。我们证明，吞吐量最佳的LNC技术可以强烈近似APDD，基于分区的LNC技术可能会弱近似吞吐量。我们还证明了无记忆LNC技术，包括即时可解码的网络编码技术，不是强吞吐量和AVDD近似，也不是弱吞吐量近似技术。
2017-01-17 cs.IT math.IT
The Benefit of Limited Feedback to Generation-Based Random Linear Network Coding in Wireless Broadcast
随机线性网络编码（RLNC）在发送端到接收端的分组无线广播中具有渐近吞吐量最优的性能，但存在计算量大和分组解码延迟等问题。为了缓解这个问题，同时保持良好的吞吐量，我们划分成不相交的几代后，广播未编码的数据包一次，并收集一轮的反馈接收器的数据包接收状态的数据包块。利用超图着色方法证明了最优划分问题的NP-困难性，并给出了求解该问题的一个有效的启发式算法。仿真结果表明，我们的算法优于现有的解决方案。
2015-06-03 cs.IT math.IT
Performance Characterization and Transmission Schemes for Instantly Decodable Network Coding in Wireless Broadcast
我们考虑广播一个数据包块的多个无线接收机下的随机数据包擦除使用即时解码网络编码（IDNC）。发送方首先对每个未编码的数据包广播一次，然后根据接收方对丢失数据包的反馈生成编码数据包。我们专注于严格的IDNC（S-IDNC），其中每个编码的数据包包括最多一个丢失的数据包的每个接收器。但我们也将它与一般IDNC（G-IDNC）进行比较，其中该条件被放宽。我们描述了S-IDNC的两个基本性能限制：1）完成广播的传输次数，以及2）接收器解码数据包的平均延迟。我们推导出一个封闭形式的表达预期的最小传输次数的数据包和接收器的数量和擦除概率。我们证明了最小化S-IDNC的解码延迟是NP-难的。我们还得到了上述两个性能限制的可实现的上限。我们表明，G-IDNC可以优于S-IDNC %的传输次数没有数据包擦除，但不一定与数据包擦除。接下来，我们设计了最佳和启发式的S-IDNC传输方案和编码算法与完整/间歇接收机反馈。我们提出的模拟结果，以证实发达国家的理论和现有的计划进行比较。
2015-06-03 cs.IT math.IT
Jointly Broadcasting Data and Power with Quality of Service Guarantees
在这项工作中，我们考虑的情况下，能量收集无线电设备发送信息到多个接收器，同时为他们供电。除了收集输入射频（RF）能量之外，接收器还从其环境（例如，太阳能）}。该通信框架由具有能量收集发射器和接收器的衰落高斯广播信道（GBC）捕获。为了在接收机之间的数据接收中确保{一些服务质量（QoS）}，我们对数据传输施加\textit{minimum-rate}要求。对于设置在适当的位置，我们的特点是在联合传输的信息和功率的QoS保证的基本限制，为三个主要的接收机结构，即\textit{ideal}，\textit{time-switching}和\textit{power-splitting}。我们表明，时间切换接收器可以{切换}之间的{信息接收模式}和{能量收集模式}，\textit{without}的发射机的知识相同和\textit{without}任何额外的\textit{rate loss}。我们还证明，对于相同的功率传输量，平均而言，功率分配接收器支持更高的数据率相比，时间切换接收器。
2016-12-13 cs.IT math.IT
Multirate Packet Delivery In Heterogeneous Broadcast Networks
在本文中，我们研究了异构包擦除广播网络中的多速率数据包传输问题。技术挑战是使用户能够以不同的速率接收数据包，这取决于他们各自信道的质量。我们提出了一个新的分析框架，用于表征先前提出的非基于块的网络编码方案在文献中的传输速率和传输延迟性能。该方案在同构网络环境中进行了研究。我们第一次表明，通过新的理论分析和模拟，它实际上可以实现多速率数据包传输。使用每个用户的数据，我们表明，具有最高链路容量的用户实现了最大可能的吞吐量。此外，对于其他用户，非零分组传递速率是可能的，并且传递速率取决于发送器处的分组到达速率与每个用户的链路容量之间的差。我们的分析框架的准确性，确认通过比较结果与模拟不同设置的数据包到达率在发送端和链路容量。
2019-08-08 cs.IT math.IT
Capacity of 1-to-K Broadcast Packet Erasure Channels with Channel Output Feedback
本文主要研究1-to-K广播包擦除信道（PEC），它是广播二进制擦除信道从二进制符号到任意有限域GF（q）（q足够大）的推广。我们考虑的设置，其中源节点具有即时反馈的信道输出的K个接收器在每次传输后。这样的设置直接对具有集成反馈机制（诸如自动重传请求（ARQ））的下行链路方向上的网络编码分组传输进行建模。本文的主要结果是：（i）一般1到3广播PEC的容量区域，和（ii）容量区域的两类1到K广播PEC：对称PEC，和空间独立的PEC与单侧公平性约束。本文还开发了（iii）一对外部和内部边界的容量区域为任意1到K广播PEC，可以评估任何线性规划求解器。对于大多数实际情况，外部和内部边界满足，从而共同表征容量。
2010-10-12 cs.IT math.IT
Probabilistic Forwarding of Coded Packets on Networks
我们考虑的情况下，通过无噪声通信链路连接的节点的网络广播信息。网络中的源节点具有要广播的$k$数据分组，并且大部分网络节点接收广播就足够了。信源使用最大距离可分离（MDS）码将$k$数据分组编码成$n \ge k$编码分组，并将它们发送到其一跳邻居。网络中的每一个其他节点都遵循概率转发协议，在该协议中，它以一定的概率$p$将先前未接收到的分组转发给其所有邻居。“接近广播”是当接收到$n$编码分组中的至少$k$的节点的预期分数接近于$1$时。选择转发概率$p$，以便最小化近距离广播所需的传输的预期总数。在本文中，我们分析了两个特定的网络拓扑结构：二叉树和正方形网格编码数据包的概率转发。对于树，我们的分析表明，对于固定的$k$，预期的传输总数随着$n$的增加而增加。另一方面，在网格上，我们使用的想法从渗流理论表明，明智的选择$n$将显着减少预期的总数量的传输需要一个近广播。
2019-01-22 cs.IT math.IT
Capacity of 1-to-K Broadcast Packet Erasure Channels with Channel Output Feedback (Full Version)
本文主要研究1-to-K广播包擦除信道（PEC），它是广播二进制擦除信道从二进制符号到任意有限域GF（q）（q足够大）的推广。我们考虑的设置，其中源节点具有即时反馈的信道输出的K个接收器在每次传输后。容量区域的1至K PEC与COF以前只知道的情况下K=2。这样的设置直接对具有集成反馈机制（诸如自动重传请求（ARQ））的下行链路方向上的网络编码分组传输进行建模。本文的主要结果是：（i）一般的1到3广播PEC的容量区域，和（ii）容量区域的两种类型的1到$K$广播PEC：对称的PEC，和空间独立的PEC与单侧公平性约束。本文还开发了（iii）一对外部和内部边界的容量区域为任意1到K广播PEC，可以很容易地评估任何线性规划求解器。提出的内界证明了一类新的会话间网络编码方案，称为分组演进方案，这是基于GF（q）的代码对齐的概念，这是在并行的干扰对齐技术的欧几里德空间。大量的数值实验表明，外边界和内边界满足几乎所有的广播PEC中遇到的实际情况，从而有效地括号的能力一般1到K广播PEC与COF。
2010-10-12 cs.IT math.IT
Index ARQ Protocol for Reliable Contents Distribution over Broadcast Channels
在本文中，我们提出了一种基于索引编码的广播ARQ协议。在所提出的场景中，服务器希望经由具有分组擦除的广播信道向多个接收器发送有限的分组序列，直到所有接收器成功地接收到所有分组。在重传阶段，服务器基于经由反馈信道从接收器发送的边信息产生编码分组作为重传分组。所提出的协议的一个显着的特点是，在接收机侧的解码过程具有低的解码复杂度，因为只有少量的加法运算是为了恢复一个预期的数据包所需要的。该特征对于降低接收机的功耗可能是优选的。当删除概率小于$0.1$时，该协议的吞吐量性能接近理想FEC吞吐量性能。这意味着，所提出的协议提供了几乎最佳的吞吐量性能，在这样的制度。
2015-03-31 cs.IT math.IT
Wireless Networks with Energy Harvesting and Power Transfer: Joint Power and Time Allocation
在本文中，我们认为，无线供电的通信网络，可以永久运行，作为基站（BS）广播能量的多个能量收集（EH）的信息发射机。这些采用“收集然后发送”机制，因为它们花费在先前BS能量广播期间收集的所有能量来向BS发送信息。假设时分多址（TDMA），我们提出了一种新的传输方案，联合优化分配的BS广播功率和无线节点之间的分时共享，最大化的整体网络吞吐量，在BS的平均发射功率和最大发射功率的约束下。所提出的计划显着优于“最先进的”计划，只采用最佳的时间分配。如果考虑单个EH发射器，则我们将固定电路功耗的情况下的最优解决方案概括为更实际的场景。
2016-03-01 cs.IT math.IT
Dynamic Index Coding for Wireless Broadcast Networks
我们考虑一个无线广播站，传输数据包到多个用户。每个用户的数据包请求可能重叠，并且某些用户可能已经具有某些数据包。这提出了在存在边信息的情况下的广播问题，并且是信息论的公知（和未解决的）索引编码问题的推广。而不是实现全容量区域，我们开发了一个代码约束的容量区域，它限制了对一组预先指定的编码动作的注意。我们开发了一个动态的最大权重算法，允许随机数据包到达，并支持代码约束的容量区域内的任何流量。此外，我们还提供了一组基于底层需求图中的循环的简单代码。我们证明这些代码是最佳的一类广播中继问题。
2011-08-09 cs.IT math.IT
Throughput-Optimal Multihop Broadcast on Directed Acyclic Wireless Networks
我们研究的问题，有效地广播数据包在多跳无线网络。在每个时隙，网络控制器激活一组非干扰链路，并在每个激活的链路上转发分组的选定副本。只有当网络中的所有节点都获得了一个数据包的副本时，才认为该数据包是联合接收的。联合接收数据包的最大速率称为网络的广播容量。现有的策略通过在一组生成树上平衡流量来实现广播容量，这在大型且时变的无线网络中很难维护。我们提出了一个新的动态算法，实现广播容量时，底层网络拓扑结构是一个有向无环图（DAG）。该算法是分散的，只利用局部长度信息，不需要使用全局拓扑结构，如生成树。固有的问题的主要技术挑战是由于重复的数据包，这使得传统的排队建模不适用的工作守恒原则的情况下。我们克服了这一困难，通过研究相对的数据包赤字，并施加顺序交付的限制，在网络中的每个节点。虽然按顺序的数据包交付，在一般情况下，导致吞吐量下降的图形与周期，我们表明，它是最佳的DAG吞吐量，可以利用简化的设计和分析的最佳算法。我们的表征导致一个多项式时间算法计算广播容量的任何无线DAG下的主要干扰的限制。此外，我们提出了一个扩展我们的算法，可以有效地用于广播在任何网络中的任意拓扑结构。
2015-07-19 cs.IT math.IT
Secure Partial Repair in Wireless Caching Networks with Broadcast Channels
我们研究了无线缓存网络中部分修复的安全性，其中缓存节点中存储的数据包的一部分很容易被删除。让我们将已经丢失其存储的分组的部分的高速缓存节点表示为生病的高速缓存节点，并且将没有丢失任何分组的高速缓存节点表示为健康的高速缓存节点。在部分修复中，一组高速缓存节点（在生病和健康的高速缓存节点中）向其他生病的高速缓存节点广播信息以恢复被擦除的分组。来自缓存节点的广播信息被假定为被所有其他缓存节点无任何错误地接收。然后，所有生病的缓存节点都能够恢复其被擦除的数据包，同时使用广播信息和其存储中的未擦除数据包作为辅助信息。在这种情况下，如果窃听者无意中听到广播频道，它可能会获得有关存储文件的一些信息。因此，我们研究安全的部分修复的意义上的信息理论上的强和弱的安全。在这两种意义上，我们调查的保密缓存容量，即，可以存储在缓存网络中的信息的最大量，使得在部分修复过程中没有泄漏的信息。然后，我们推导出强和弱的保密缓存容量，并推导出足够的有限字段大小实现的能力。最后，我们提出了最佳的安全代码的确切部分修复，其中恢复的数据包是完全相同的删除数据包。
2015-07-20 cs.IT math.IT
On Capacity Regions of Two-Receiver Broadcast Packet Erasure Channels with Feedback and Memory
研究了具有反馈和记忆的双接收机广播包删除信道。内存建模使用有限状态马尔可夫链表示信道状态。当信道状态在发射机处严格因果已知时，推导出容量区域的外界和内界。的界限都制定的可行性问题，他们在所有的约束，但匹配之一。结果被推广到具有较大延迟的反馈。数值结果表明，在许多例子中的界限是接近的，通过反馈提供的增益可以相当大。给出的外边界满足最近在\cite{Kuo_Wang2014}中导出的内边界，因此描述了容量区域。
2014-11-08 cs.IT math.IT
On Minimizing the Average Packet Decoding Delay in Wireless Network Coded Broadcast
我们考虑一种设置，其中发送器希望向一组无线接收器广播K个数据分组的块，其中每个接收器具有已经对其可用的数据分组的子集（例如，从先前的传输）并且想要剩余的分组。我们的目标是找到一个线性网络编码方案，产生最小的平均分组解码延迟（AVDD），即，接收器解码数据包所花费的平均时间。我们的贡献可归纳如下。首先，我们证明了这个问题是NP-困难的提出一个减少超图着色问题。接下来，我们表明，% \alexn{an MDS-based solution or}随机线性网络编码（RLNC）提供了一个近似的解决方案，这个问题的近似比$2$具有很高的概率。接下来，我们提出了一种方法来设计专门的近似算法，这个问题优于RLNC解决方案，同时保持相同的吞吐量。在一个特殊的情况下，实际利益与少量的想要的数据包，我们的解决方案可以实现一个近似比（4-2/K）/3。最后，我们进行了实验研究，证明了所提出的方法的优点。
2015-03-13 cs.IT math.IT
Optimal Packet Scheduling in an Energy Harvesting Communication System
我们考虑单用户能量收集无线通信系统中的最优分组调度问题。在该系统中，数据包和采集的能量都被建模为随机到达源节点。我们的目标是根据流量负载和可用能量自适应地改变传输速率，使得所有数据包的传输时间最小化。在确定性系统设置下，我们假设在传输开始之前已知能量收集时间和收集的能量量。对于数据流量到达，我们考虑两种不同的情况。在第一种情况下，我们假设所有比特都已到达，并在传输开始之前在发送器处准备就绪。在第二种情况下，我们考虑数据包在传输过程中到达的情况，已知到达时间和大小。我们开发了最佳的离线调度策略，最大限度地减少所有数据包被送到目的地的时间，在因果关系约束下的数据和能量到达。
2010-10-06 cs.IT cs.NI math.IT
Active Status Update Packet Drop Control in an Energy Harvesting Node
本文考虑了一种能量收集传感器节点的电池大小$B_{max}$，充电电池通过一个增量的能量收集过程，并接收更新从一个单一的信息源在时隙的时间。节点主动决定在其操作时间的一部分内使通信电路断电（OFF）或通电（ON），以便维持能量效率。接收（丢弃）在ON（OFF）时段中到达的更新分组。在ON时段期间支付确定性的每次能量成本。掉电决定可以是部分或全部性质的，从而产生用于决定ON-OFF间隔的各种选项。我们开发的年龄阈值为基础的电源开关计划，以尽量减少年龄的信息在节点上的能量收集的限制与部分和全部电源关闭选项$B_{max}=1$和$B_{max}=\infty$的情况下。
2019-11-06 cs.IT cs.NI math.IT
Proportional Fairness in ALOHA Networks with RF Energy Harvesting
在本文中，我们研究无线供电的通信网络，采用时隙ALOHA协议，这是简单的和不协调的网络的首选协议。在能量收集（EH）阶段，基站向EH用户（EHU）广播射频能量。EHU收集广播的能量，并通过在随机接入（RA）阶段中竞争对上行链路信道的接入来使用它将信息发送回基站。为了确保用户之间的公平性，我们提出了一个按比例公平的资源分配计划，利用时隙ALOHA的RA性质。具体而言，假设统计信道状态信息，我们确定在基站的最佳发射功率，EH和RA阶段的最佳持续时间，信道接入概率，和每个EHU的速率。
2018-09-10 cs.IT math.IT
On the Capacity Region of the Layered Packet Erasure Broadcast Channel with Feedback
本文研究了具有信道输出反馈（COF）的分层包擦除广播信道（LPE-BC）的容量域。LPE-BC是Tse和Yates最近提出的衰落高斯BC的高SNR近似，Tse和Yates在没有COF时表征了任何数量的用户和任何数量的层的容量区域。本文推导了两个用户和任意层数的情况下，具有COF的LPE-BC的容量内界和外界。内界推广了两用户擦除BC的过去结果，这是具有仅一层COF的LPE-BC的特殊情况。新颖性在于使用\emph{inter-user \& inter-layer network coding}重传（对于那些仅由非预期用户接收的分组），其中每个随机线性组合可以涉及在任何层上最初发送的旨在给任何用户的分组。分析和数值算例表明，所提出的外边界是最佳的一些LPE-BC。
2019-01-07 cs.IT math.IT
Online energy efficient packet scheduling for a common deadline with and without energy harvesting
在线分组调度的问题，以最大限度地减少所需的传统电网能量传输固定数量的数据包给定一个共同的最后期限。在最后期限内到达的数据包总数是已知的，但数据包到达时间是未知的，并且可以是任意的。所提出的算法试图完成每个数据包的传输，假设所有未来的数据包将在剩余时间内以相等的时间间隔到达。所提出的在线算法被证明具有竞争力的比率是对数的数据包到达的数量。还考虑了混合能源模式，其中除了电网能源之外，还可以通过从可再生能源中提取能源。这里的目标是最大限度地减少电网能源使用。一个适当的修改版本的前一个算法也被证明具有竞争力的比率是对数的数据包到达的数量。
2016-02-04 cs.DS cs.IT math.IT
Cache-Enabled Broadcast Packet Erasure Channels with State Feedback
我们考虑启用缓存的K用户广播擦除分组信道，其中具有N个文件的库的服务器希望向配备有有限存储器M的缓存的每个用户递送所请求的文件。假设发射机有状态反馈和用户缓存可以填充在非高峰时段可靠地分散的缓存放置，我们的特征在于最佳速率区域作为一个函数的内存大小，擦除概率。基于Gatzianas等人提出的方案，利用在放置阶段期间建立的接收器侧信息。我们的研究结果使我们能够量化存在擦除的分散编码缓存的净效益。状态反馈的作用被发现是有用的，特别是当擦除概率是大的和/或归一化的内存大小是小的。
2015-09-07 cs.IT math.IT
Capacity of Wireless Distributed Storage Systems with Broadcast Repair
在无线分布式存储系统中，存储节点之间通过无线信道连接，这些无线信道本质上是广播信道。本文利用这一独特的功能，设计了一个有效的修复机制，称为广播修复，无线分布式存储系统中存在的多个节点的故障。由于无线传输的广播性质，我们提倡一种新的措施修复性能称为修复传输带宽。修复带宽测量的是新节点替换故障节点时下载的平均数据包数量，而修复传输带宽测量的是每个故障节点上辅助节点传输的平均数据包数量。通过将存储系统建模为多播网络，并分析相应信息流图的最小割，对具有广播修复的无线分布式存储系统的存储容量进行了基础性研究。存储效率和修复传输带宽之间的基本权衡也得到功能修复。广播修复的性能进行了比较分析和数值与合作修复，有线分布式存储系统的多节点故障的基本修复方法。虽然合作修复是基于允许新来者交换数据包的想法，但广播修复是基于允许帮助者同时向所有新来者广播数据包的想法。我们发现，广播修复优于合作修复，提供了更好的存储效率和修复传输带宽之间的权衡。
2017-07-06 cs.IT math.IT
Beyond the Min-Cut Bound: Deterministic Network Coding for Asynchronous Multirate Broadcast
在一个单跳广播数据包擦除网络中，我们证明，它是可能的，以提供多速率的数据包传输以外的网络最小割。这是通过使用确定性的非基于块的网络编码方案来实现的，该方案允许我们避开用于确定网络容量的块编码模型所设置的一些限制。在我们概述的网络编码方案下，发送方能够以高于某些接收方的信道速率传输网络编码数据包，同时确保它们仍然经历非零的传输速率。有趣的是，在异步网络编码广播的这种一般形式中，接收器不需要获得到目前为止传输的所有数据包的知识。相反，来自接收器的关于分组擦除的因果反馈被发送器用于确定网络编码传输，该网络编码传输将允许至少一个但通常是多个接收器递送其下一个所需的分组。虽然确定性编码方案的分析通常是一个困难的问题，通过进行一些近似，我们能够获得易于处理的估计接收机的传输速率，这是相当匹配的模拟。使用这些估计，我们设计了一个公平的算法，分配发送方的资源，使所有接收器将经历公平的传输速率性能。
2014-01-02 cs.IT math.IT
On the Stability of Random Multiple Access with Stochastic Energy Harvesting
在本文中，我们考虑的节点具有能量收集能力和电池存储收集的能量的随机访问。如果电池不空，每个节点尝试传输队列中的行首数据包。分组和能量到达队列和电池都建模为离散时间随机过程。本文的主要贡献是精确表征的稳定区域的数据包队列的能量收集率时，一对节点随机访问一个公共信道具有多包接收（MPR）能力。具有MPR能力的信道是无线信道建模的一般形式，其允许同时发送的分组的概率接收。在本文中得到的结果是相当普遍的情况下，无限的能量传输的碰撞信道和MPR能力的信道可以从我们的特殊情况下得出。此外，我们研究了电池的有限性对可实现的稳定区域的影响。
2012-11-01 cs.IT math.IT
On the Packet Decoding Delay of Linear Network Coded Wireless Broadcast
我们应用线性网络编码（LNC）广播块的数据包从一个发送器到一组接收器通过有损无线信道，假设每个接收器已经拥有这些数据包的子集，并希望其余的。我们的目标是表征的平均数据包解码延迟（AVDD），这反映了如何尽快每个单独的数据包可以解码每个接收器平均，并尽量减少它，同时实现最佳的吞吐量。为此，我们首先推导出封闭形式的下界上的预期APDD的所有LNC技术下的随机数据包擦除。然后，我们证明，这些界限是NP难实现，因此，APDD最小化是一个NP难的问题。然后，我们研究了一些现有的LNC技术的性能，包括随机线性网络编码（RLNC）和即时解码网络编码（IDNC）。我们证明了所有吞吐量最优的LNC技术可以近似最小预期APDD的比例在4/3和2之间。特别地，RLNC的比率正好是2。然后，我们证明，所有的IDNC技术只是在吞吐量优化和{不能保证至少一个子集的接收器的APDD近似比}。最后，我们提出了超图线性网络编码（HLNC），一种新的吞吐量最佳和AVDD近似LNC技术的基础上接收器的数据包接收状态的超图模型。我们实现了它在不同的接收机反馈的可用性，并数值比较其性能与RLNC和启发式一般IDNC技术。结果表明，HLNC的APDD性能更好的所有测试系统设置下，即使接收机反馈只是间歇收集。
2018-02-08 cs.IT math.IT
All-to-all Broadcast for Vehicular Networks Based on Coded Slotted ALOHA
提出了一种基于编码时隙ALOHA（CSA）的车载网络周期性消息的非协调全对全广播协议。与经典CSA不同，每个用户在半双工模式下既充当发射机又充当接收机。在CSA中，每个用户将其数据包传输多次。半双工模式产生了一个有趣的设计权衡：用户重复其数据包的次数越多，该数据包被其他用户解码的概率就越高，但该用户解码来自其他用户的数据包的概率就越低。我们比较所提出的协议与载波侦听多路访问与碰撞避免，目前采用的多路访问协议的车辆网络。结果表明，所提出的协议大大增加了网络中的用户，可靠地相互通信的数量。我们还提供了分析工具来预测所提出的协议的性能。
2015-01-26 cs.IT math.IT
Broadcasting in Time-Division Duplexing: A Random Linear Network Coding Approach
本文研究了时分复用信道中的随机线性网络广播编码。我们假设一个包擦除信道的节点不能同时发送和接收信息。发送器在停止以等待接收器确认正确解码信息所需的自由度的数量（如果有的话）之前连续地发送编码数据分组。我们研究的平均时间完成传输的数据包块的所有接收器。我们还提出了一个边界上的停止等待确认，以完成传输的概率至少为$1-ε$，任何$ε>0$的数量。我们目前的分析和数值结果表明，我们的计划优于最优调度策略的广播，在平均完成时间。我们提供了一个简单的启发式计算的编码数据包的数量停止之前发送，达到接近最佳性能的搜索时间大大减少的优势。
2009-03-25 cs.IT math.IT
Optimal Energy Allocation for Kalman Filtering over Packet Dropping Links with Imperfect Acknowledgments and Energy Harvesting Constraints
针对线性随机动力系统的远程状态估计问题，提出了一种基于能量收集技术的传感器最优传输能量分配的设计方法。在这个框架中，传感器测量值作为系统状态的噪声版本通过分组丢弃通信信道发送到接收器。信道的丢包率既取决于传感器的传输能量，也取决于时变无线衰落信道增益。传感器可以访问能量收集源，与具有固定能量存储的传统电池相比，该能量收集源是一种持久但不可靠的能量源。接收机执行最佳状态估计与随机丢包，以最小化估计误差协方差的基础上接收到的测量。接收器还经由本身是分组丢弃的错误反馈通信信道向传感器发送分组接收应答。我们的目标是在能量收集传感器处设计最优传输能量分配，以最小化接收器的卡尔曼滤波器的预期估计误差协方差的迹线的有限时间范围总和或长期平均值（无限时间范围）。这些问题被制定为马尔可夫决策过程的不完美的状态信息。利用动态规划技术得到了最优输电能量分配策略。利用子模块度的概念，研究了最优传输能量策略的结构。次最优解也进行了讨论，这是远远低于最优解计算密集。数值模拟结果说明了能量分配算法的性能。
2014-02-26 cs.IT math.IT math.OC
Capacity and Stability Regions for Layered Packet Erasure Broadcast Channels with Feedback
本文重点研究了在发射端具有信道输出反馈（COF）的分层包擦除广播信道（LPE-BC）。LPE-BC是Tse和Yates最近提出的衰落高斯BC的高SNR近似，Tse和Yates在没有COF时表征了任何数量的用户和任何数量的层的容量区域。本文提供了一个比较概述这种信道模型沿以下路线：首先，内部和外部边界的容量区域（一组可实现的速率与积压的到来）：a）一个新的外部边界的基础上的想法的物理退化的广播信道，和b）内界的LPE-BC与COF的情况下，两个用户和任何数量的层。接下来，内界上的稳定区域（一组外源的到达率，其中数据包到达队列是稳定的），为同一模型的推导。容量区域内界概括了两用户擦除BC的过去结果，这是具有仅一层COF的LPE-BC的特殊情况。新颖性在于使用用户间和层间网络编码重传（对于仅由非预期用户接收的那些分组），其中每个随机线性组合可以涉及在任何层上最初发送的旨在用于任何用户的分组。对于$K = 2$用户和$Q \geq 1$层的情况下，内边界的容量区域和稳定区域相吻合，都战略性地采用新的重传协议。对于$Q = 2$层的情况下，通过Fourier-Motzkin消去法得到了稳定区域内界与容量外界重合的充分条件，从而表明在这些情况下容量区域与稳定区域重合.
2021-09-08 cs.IT math.IT
Probabilistic Handshake in All-to-all Broadcast Coded Slotted ALOHA
我们提出了一个概率握手机制的所有到所有的广播编码时隙ALOHA。我们考虑一个完全连接的网络，其中每个用户在半双工模式下同时充当发送器和接收器。用户尝试彼此交换消息并建立一对一的握手，在这个意义上，每个用户决定其数据包是否被其他用户成功接收：在执行解码后，每个用户估计解析的用户在哪些时隙中发送了他们的数据包，并在此基础上决定这些用户是否成功接收了其数据包。仿真结果表明，所提出的握手算法允许用户可靠地执行握手。本文还提供了一些分析界的性能所提出的算法是很好的协议与仿真结果。
2015-04-17 cs.IT math.IT
Low latency allcast over broadcast erasure channels
考虑通过不可靠的广播信道通信的n个节点。每个节点都有一个单独的数据包，需要与所有其他节点进行通信。时间是分时隙的，并且时隙足够长以供每个节点广播一个分组。每个广播到达节点的随机子集。目标是最小化直到所有节点都接收到所有分组的时间。我们研究了两种方案，（i）随机中继，和（ii）随机线性网络编码，并分析其性能的渐近制度，其中n趋于无穷大。还提出了广泛的n的模拟结果。
2021-07-22 cs.IT math.IT math.PR
The Effect of Introducing Redundancy in a Probabilistic Forwarding Protocol
本文研究了自组网中从源节点向每个节点广播信息的问题。泛洪作为一种广播机制，涉及每个节点将其接收到的任何数据包转发给所有邻居。这导致过度的传输，从而导致总体的高能量消耗。概率转发或流言涉及每个节点仅以特定概率$p$将接收到的分组转发到其所有邻居。在本文中，我们研究了引入冗余的效果，在编码数据包的形式，概率转发协议。具体地，我们假设源节点具有要广播的$k$数据分组，其被编码为$n \ge k$编码分组，使得这些编码分组中的任何$k$都足以恢复原始$k$数据分组。我们感兴趣的是确定“成功广播”的最小转发概率$p$，我们将其视为接收到$n$编码分组中的至少$k$的网络节点的预期分数接近1的事件。我们研究，通过模拟和分析的一些不同的网络拓扑结构（例如，树、网格、随机几何图形）、该最小转发概率以及相应地分组传输的预期总数如何随着所添加的冗余量而变化。我们的模拟结果表明，在网络拓扑结构是高度连接的，引入冗余的概率转发协议是有用的，因为它可以显着减少预期的总传输次数需要一个成功的广播。另一方面，对于树，我们的分析表明，所需的预期传输总数随着冗余度的增加而增加。
2019-01-10 cs.IT math.IT
Broadcasting with an Energy Harvesting Rechargeable Transmitter
在本文中，我们研究了在两个用户的加性高斯白噪声（AWGN）广播信道，发射机能够收获的能量从性质，使用可充电电池的传输完成时间最小化问题。收集的能量被建模为在传输过程中随机到达发射机。发送器有固定数量的数据包要传送到每个接收器。我们的目标是最小化两个用户的所有数据包被发送到各自目的地的时间。为此，我们优化的发射功率和传输速率为两个用户。我们首先分析了最优传输策略的结构特性。我们证明了最优总发射功率与最优单用户发射功率具有相同的结构。我们还证明了存在一个截止功率水平的较强的用户。如果最佳总发射功率低于该截止电平，则将所有发射功率分配给较强用户，而当最佳总发射功率大于该截止电平时，将高于该电平的所有发射功率分配给较弱用户。基于这些结构的最优策略的属性，我们提出了一个算法，产生全局最优的离线调度策略。我们的算法是基于减少两个用户的广播信道问题的想法尽可能多的单用户问题。
2010-10-14 cs.IT cs.NI math.IT
Decoding and File Transfer Delay Balancing in Network Coding Broadcast
网络编码是一种分组编码技术，其最近已被证明在广播和多播通信中改善网络性能（通过减少延迟和增加吞吐量）。这种改进的代价是在接收机端增加解码复杂度（以及因此延迟）。在将文件传送到更高层之前，接收方应该首先解码这些数据包。在我们的工作中，我们认为一个大文件的广播传输到N个无线用户。文件被分割成若干块（每个块包含K个数据包-编码窗口大小）。对每个块的数据包采用随机线性网络编码（RLNC）进行编码，得到最小编码窗口大小，使得文件传输完成时间在所定义的时延约束下有上界。
2016-03-24 cs.IT cs.NI math.IT
On the Coexistence of a Primary User with an Energy Harvesting Secondary User: A Case of Cognitive Cooperation
在本文中，我们考虑了一个认知场景中，能量收集次级用户（SU）与主用户（PU）共享频谱。辅助源在主源的静默期间帮助主源递送其未递送的分组。主源具有用于存储其数据分组的队列，而次源具有两个数据队列;一个队列用于存储其自己的分组，另一个队列用于存储被接受用于中继的未递送的主分组的部分。假设次级源是基于电池的节点，其从环境中收获能量包。除了其数据队列之外，SU还具有用于存储所收获的能量分组的能量队列。次级能量包用于初级包解码和数据包传输。更具体地，如果次级能量队列为空，则次级源既不能帮助初级源也不能传输来自数据队列的分组。能量排队被建模为具有马尔可夫到达和服务过程的离散时间排队。由于队列之间的相互作用，我们提供了所提出的系统的稳定区域的内部和外部边界。我们研究了能量到达率对稳定区域的影响。数值结果表明，合作的显着收益。
2014-07-28 cs.IT cs.NI math.IT
Broadcast Coded Slotted ALOHA: A Finite Frame Length Analysis
我们提出了一个不协调的媒体访问控制（MAC）协议，称为全对全广播编码时隙ALOHA（B-CSA）的可靠的全对全广播具有严格的延迟约束。在B-CSA中，每个用户在半双工模式下同时充当发射机和接收机。半双工模式会产生双重不等错误保护（DUEP）现象：用户重复其数据包的次数越多，该数据包被其他用户解码的概率就越高，但该用户解码来自其他用户的数据包的概率就越低。我们分析了有限帧长的数据包擦除信道上的B-CSA的性能。特别是，我们提供了一个一般性的分析停止集B-CSA和推导出一个解析近似的性能在错误地板（EF）区域，它捕获的DUEP功能的B-CSA。仿真结果表明，所提出的近似预测非常好的性能B-CSA在EF区域。最后，我们考虑应用B-CSA车辆通信，并比较其性能与载波侦听多址接入（CSMA），目前在车辆网络的MAC协议。结果表明，在相同的可靠性下，B-CSA比CSMA能够支持更多的用户。
2016-05-25 cs.IT math.IT
Delay Optimal Scheduling for Energy Harvesting Based Communications
近年来，绿色通信引起了越来越多的研究兴趣。源节点配备可充电电池，可以从周围环境中获取能量，并依靠这种免费的可再生能源来传输数据包。然而，由于来自收获的可用能量的不确定性，如果源总是等待收获的能量，则可能引起不可容忍的大延迟和分组丢失。为了克服这个问题，一个可靠的能源（RES）可以采取及时交付积压的数据包。在本文中，我们研究了由容量有限的电池和一个RES一起存储收集的能量的突发通信链路的延迟最优调度问题。所提出的调度方案优先使用收集的能量，并在必要时基于数据和能量共享过程诉诸RES，具有来自RES的平均功率约束。通过二维马尔可夫链建模和线性规划公式，我们导出最优的基于阈值的调度策略以及相应的传输参数。我们的研究包括三个示例性的情况下，捕捉数据包到达过程和能量收集能力之间的一些重要关系。我们的理论分析证实了仿真结果。
2013-08-23 cs.ET cs.IT math.IT
Probabilistic Forwarding of Coded Packets on Networks
我们考虑的情况下，通过无噪声通信链路连接的节点的网络广播信息。网络中的源节点有一些数据包要广播。它将这些数据分组编码成$n$编码分组，使得网络中接收到$n$编码分组中的任何$k$的任何节点将能够检索所有原始数据分组。源将$n$编码的分组发送到其单跳邻居。网络中的每一个其他节点都遵循概率转发协议，在该协议中，它以一定的概率$p$将先前未接收到的分组转发给其所有邻居。如果至少接收到$n$编码分组的$k$的节点的预期分数接近于$1$，则我们说来自源的信息经历“接近广播”。选择转发概率$p$，以便最小化近距离广播所需的传输的预期总数。我们研究如何，对于一个给定的$k$，这个最小的转发概率和相关的预期的数据包传输的总数随$n$。我们具体分析了两种网络拓扑结构：二叉树和正方形网格编码数据包的概率转发。对于树，我们的分析表明，对于固定的$k$，预期的传输总数随着$n$的增加而增加。另一方面，在网格上，明智地选择$n$可以显著减少近距离广播所需的预期传输总数。在其他的连通网络拓扑结构中也观察到类似于网格的行为，例如随机几何图和随机正则图
2020-02-11 cs.IT cs.SI math.IT
On Coding for Cooperative Data Exchange
我们考虑的问题，由一组位置接近的无线节点的数据交换。在这个问题中，每个节点持有一组数据包，并需要获得其他节点持有的所有数据包。每个节点可以经由容量为每个信道使用一个分组的无噪声广播信道来广播其拥有的分组（或其组合）。目标是最小化满足所有节点的需求所需的传输总数，假设它们可以相互协作并且完全知道其他节点可用的分组集。这个问题出现在几个实际的设置，如对等系统和无线数据广播。在本文中，我们建立了最佳传输次数的上限和下限，并提出了一个有效的算法，可证明的性能保证。我们的算法的有效性，建立通过数值模拟。
2010-02-07 cs.IT math.IT
Towards the Capacity Region of Multiplicative Linear Operator Broadcast Channels
最近的研究表明，采用随机线性网络编码的分组传输可以被看作是在线性算子信道（linear operator channel，QPSK）上的传输子空间。在本文中，我们提出了线性运营商广播信道（LOBC）的框架来模拟分组广播的LOC，我们做了初步的工作，容量区域的常维乘法LOBC（CMLOBC），广播擦除信道的推广。关于CMLOBC的两个基本问题是解决寻找退化的必要和充分条件，并决定是否分时足以实现在退化的情况下的容量区域的边界。
2011-05-14 cs.IT math.AG math.IT
Delay on broadcast erasure channels under random linear combinations
我们考虑一个发射机广播随机线性组合（在一个字段的大小$d$）形成从一个$c$分组块的$n$接收器的集合，其中发射机和每个接收器之间的信道是独立的擦除信道与接收概率$\mathbf{q} = (q_1,\ldots,q_n)$。我们建立了几个属性的随机延迟，直到所有的$n$接收器已经恢复了所有的$c$数据包，表示为$Y_{n:n}^{(c)}$。首先，我们提供了上下界，精确的表达式，并为$Y_{n:n}^{(c)}$的时刻递归。其次，我们研究了每包延迟$Y_{n:n}^{(c)}/c$作为$c$的函数，包括渐近延迟（作为$c \to \infty$），和单调性（在$c$）性能的每包延迟。第三，我们采用极值理论来研究作为$n$的函数的$Y_{n:n}^{(c)}$（作为$n \to \infty$）。一些结果是新的，一些结果是现有结果的扩展，和一些结果是证明已知的结果使用新的（概率）证明技术。
2017-01-01 cs.IT math.IT
Energy-efficient transmission for wireless energy harvesting nodes
能量收集作为对诸如传感器节点的电池供电设备充电的手段越来越重要。高效的传输策略必须开发无线能量收集节点（WEHN），同时考虑到节点中的能量和数据的可用性。我们考虑一个场景，其中数据和能量分组到达节点，其中分组的时刻和量是已知的（离线方法）。在本文中，最佳的数据传输策略，找到了一个有限的电池容量WEHN，必须满足一些服务质量（QoS）的约束，以及能源和数据的因果关系的约束。作为我们分析的结果，我们可以说，由于电池溢出而损失能量是低效的，除非没有更多的数据要传输，并且该问题可能没有可行的解决方案。最后，一个算法，计算的数据传输曲线最小化的总传输时间，满足上述约束已经开发。
2012-12-05 cs.IT math.IT
Decoding Delay Performance of Random Linear Network Coding for Broadcast
采用随机线性网络编码的系统的延迟分布的表征对于可靠地提供广播服务是重要的。以往的研究主要集中在大的有限域上的网络编码或开发马尔可夫链来模拟延迟分布，但没有考虑传输截止日期对延迟的影响。在这项工作中，我们考虑几代源数据包的编码和传输的擦除广播信道。与一代相关联的分组的传输被认为是受截止期限约束的，即，当预定截止期限到期时，发送器丢弃一代并且继续到下一代。每代所需的数据包传输的平均数量的封闭形式的表达式中获得的一代大小，字段大小，擦除概率和最后期限的选择。上界的平均解码延迟，这是严格的比以前的界限在文献中发现，也来自。分析表明，所提出的框架可以用来微调系统参数，并确定既不不足，也不过量的数据包发送的广播信道。
2017-02-10 cs.IT cs.NI math.IT
Version Age of Information Minimization over Fading Broadcast Channels
研究衰落广播信道下NOMA方案的最优调度以最小化用户平均VAoI，提出CO-SRP与CMDP解决方案，证明CO-SRP性能接近最优且在宽松功率约束下NOMA优于TDMA。
2024-02-12 cs.IT math.IT
Energy Management for Energy Harvesting Wireless Sensors with Adaptive Retransmission
本文分析了两个能量收集无线传感器节点之间的通信。节点采用自动重传请求和前向纠错机制进行差错控制。可用能量的随机性质和所收获能量的到达可能引起信号采样和解码操作的中断。我们提出了一种选择性的采样方案，其中发送的数据包的长度被采样取决于在接收器的可用能量。接收器在数据包的完整样本可用时执行解码。选择性采样信息比特被搭载在自动重复请求消息上以供发射机使用。这样，接收器节点更有效地管理其能量使用。此外，我们提出了部分可观测马尔可夫决策过程公式，它最大限度地减少了长期平均成对错误概率和优化发射功率。针对重传问题，提出了适合于选择性采样和信道状态信息的最优和次优功率分配策略。在电池容量有限和功率分配策略不变的情况下，推导了平均丢包率的解析表达式。数值仿真结果表明，与传统的方案相比，所提出的方案与功率分配策略的性能增益。
2017-10-25 cs.IT math.IT
Maximum Throughput of a Cooperative Energy Harvesting Cognitive Radio User
在本文中，我们研究的最大吞吐量的饱和可充电次用户（SU）共享频谱与主用户（PU）。SU以一定的收获率从环境中收获能量包（令牌）。假设所有的发射机都有数据缓冲器来存储输入的数据包。除了其自身的业务缓冲器之外，SU还具有用于存储用于中继的被准许的主分组的缓冲器;以及用于存储从环境中收获的能量令牌的缓冲器。我们提出了一个新的合作认知中继协议，允许SU中继一小部分未交付的主要数据包。我们考虑干扰信道模型（或多包接收（MPR）信道模型），并发传输可以生存的干扰，具有一定的概率，其特征在于补充的信道中断。该协议充分利用了主队列的突发性和接收端的MPR能力。此外，它在次级吞吐量最大化的目标下有效地消耗次级能量令牌。我们的数值结果显示了合作的好处，接收器的MPR能力，和二次能量队列到达率的系统性能从网络层的角度来看。
2014-07-08 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput-Optimal Broadcast in Wireless Networks with Dynamic Topology
我们考虑时变无线网络中的吞吐量最优广播问题，其底层拓扑结构被限制为有向无环图（DAG）。先前的广播算法沿着生成树路由分组。在具有时变连通性的大型网络中，这些树很难计算和维护。在本文中，我们提出了一个新的在线吞吐量最优广播算法，使分组的分组调度和路由决策，避免了需要维护任何全局拓扑结构，如生成树。我们的算法依赖于系统状态信息进行传输决策，因此，可以被认为是一个众所周知的背压算法，使点到点单播传输决策的基础上，不需要的知识，端到端的路径的长度信息的概括。在技术上，反压算法是通过随机稳定网络队列来实现的。然而，由于与广播相关的数据包重复，违反了工作守恒原则，排队过程很难在广播问题中定义。为了解决这个基本问题，我们确定了某些状态变量，其行为类似于广播设置中的虚拟队列。通过随机稳定这些虚拟队列，我们设计了一个吞吐量最优的广播策略。我们还得到了新的时变无线DAG的广播容量的特征，并推导出一个有效的算法来计算的容量准确地在一定的干扰模型的假设下，和多时间的近似算法计算的容量在较少的限制性假设。
2016-04-03 cs.DS cs.IT cs.NI
Secure Beamforming For MIMO Broadcasting With Wireless Information And Power Transfer
本文考虑了一种基本的MIMO信息-能量（I-E）广播系统，其中多天线发射机同时向多天线信息接收机和双功能多天线能量接收机发送信息和能量，该接收机也能够解码信息。由于无线介质的开放性质以及信息和能量传输的双重目的，安全的信息传输同时确保有效的能量收集是这种广播系统的关键问题。假设物理层安全技术应用到系统中，以确保从发送器到信息接收器的安全传输，我们研究波束成形设计，以最大限度地提高可实现的保密率受到总功率约束和能量收集约束。首先，基于半定松弛，我们提出了全局最优解的保密率最大化（SRM）问题在单流的情况下和一个特定的全流的情况下，其中的信道矩阵的Gram矩阵的差异是半正定的。然后，我们提出了一个简单的迭代算法称为不精确块坐标下降（IBCD）算法来解决一般情况下的任意数量的流的SRM问题。我们证明了IBCD算法可以单调收敛到SRM问题的Karush-Kuhn-Tucker（KKT）解。此外，我们将IBCD算法扩展到联合波束形成和人工噪声设计问题。最后，通过仿真验证了所提出的波束形成算法的性能。
2014-03-27 cs.IT math.IT
Optimal Cooperative Cognitive Relaying and Spectrum Access for an Energy Harvesting Cognitive Radio: Reinforcement Learning Approach
Qatar University（卡塔尔大学）；Nile University（尼罗河大学）
在本文中，我们考虑了认知环境下的合作通信的背景下，认知无线电（CR）用户被假定为网络的自组织中继。假设CR用户和PU是能量采集器。CR用户协作地中继主用户（PU）的一些未递送的分组。具体地，CR用户将未递送的主分组的一部分存储在中继队列（缓冲器）中。它使用时隙上的适当动作来管理未递送的主分组到其中继队列的流。此外，它具有在空闲时隙（PU的队列为空的时隙）选择用于信道接入的所用队列的决定。假设一个数据包传输消耗一个能量包。最优策略根据主用户和CR用户到达数据和能量队列的速率以及信道的连通性而变化。CR用户通过承担中继未递送的主分组的责任来为PU节省能量。随着时间的推移，它最佳地组织自己的能量包以最大化其收益。
2014-07-08 cs.IT cs.LG cs.NI
Grant-Free Opportunistic Uplink Transmission in Wireless-powered IoT: A Spatio-temporal Model
环境射频（RF）能量收集作为无线功率物联网（IoT）网络的使能器而被广泛推广。本文联合特征的能量收集和数据包传输的免授权的机会上行链路物联网网络通过收集下行链路能量。为了做到这一点，联合排队论和随机几何模型被用来开发一个时空分析模型。特别是，收获的能量和数据包传输成功概率的特点是使用随机几何工具。{此外，使用二维离散时间马尔可夫链（DTMC）对每个设备进行建模。这两个维度被用于联合地跟踪去往/来自电池的所收集/耗尽的能量以及分组随时间到达/离开设备缓冲器。因此，所采用的排队模型表示空间上相互作用的队列的设备。为此，网络性能进行评估，根据数据包吞吐量，平均延迟，和平均缓冲区大小。讨论了基站（BS）密集化的影响，并提供了几个设计见解。结果表明，上行链路功率控制和机会信道接入的参数应联合优化，以最大化平均网络分组吞吐量，从而最小化延迟。
2020-11-16 cs.IT math.IT
Throughput-Optimal Multi-hop Broadcast Algorithms
本文针对任意拓扑结构的多跳网络设计了吞吐量最优的动态广播算法。以前的大多数广播算法都是沿着以源节点为根的生成树路由数据包.对于大型动态网络，计算和维护一组生成树是没有效率的，因为网络拓扑可能频繁变化。在本文中，我们设计了一类动态算法，使包的包，包的路由决策，从而避免了需要维护任何全球的拓扑结构，如生成树。我们的算法可以方便地理解为一个不平凡的推广熟悉的背压算法，使单播数据包路由和路由的决定，根据报文长度信息，而不维护端到端的路径。然而，在广播问题中，很难定义排队结构，由于缺乏一个工作守恒原理，这是由数据包重复。我们设计并证明了一个基于虚拟队列的算法的最优性，其中虚拟队列是为顶点子集定义的。然后，我们提出了一种多类广播策略，它结合了上述调度算法与基于类的按顺序分组交付约束，从而显着降低了复杂性。最后，我们通过大量的数值模拟评估所提出的算法的性能。
2016-04-02 cs.DS cs.IT cs.NI
Reliable Broadcast to A User Group with Limited Source Transmissions
为了减少重传次数和节省源节点的功率，我们提出了一种两阶段编码方案，以实现可靠的广播从源到一组用户的源传输最少。在第一阶段，信息包被编码与批量稀疏（BATS）码，然后由源节点广播，直到文件可以合作解码的用户组。在第二阶段中，每个用户基于他们各自从第一阶段接收的分组向其对等方广播重新编码的分组，使得文件可以由每个单独的用户解码。分析了该方案的性能，推导了译码时刻的秩分布，并将其作为设计最优BATS码的输入。仿真结果表明，与传统的基于最优纠删码的单相广播相比，该方案可以减少总的重传次数。此外，由于大量的传输从源节点转移到用户，因此源节点处的功耗显著降低。
2015-06-25 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Adaptive Random Multiaccess in Energy Harvesting Wireless Sensor Networks
无线传感器可以集成可充电电池和能量收集（EH）设备，以实现长期自主运行，因此需要智能能源管理来限制能源中断的不利影响。这项工作考虑了EH无线传感器的网络，报告数据包的随机效用值的融合中心（FC）通过共享的无线信道。分散式接入方案的设计，其中每个节点执行一个本地的决定，以发送/丢弃一个数据包，基于估计的数据包的效用，它自己的能量水平，和的情况下的状态的EH过程中，与目标，以最大限度地提高平均长期聚合效用的数据包在FC接收。由于非凸结构的问题，一个近似的优化是通过诉诸一个数学技巧的基础上的多路访问方案的博弈论制定，其中的节点不表现出战略性，而是试图最大限度地提高\emph{common}网络效用相对于自己的政策。对称的纳什均衡（SNE）的特点，所有节点采用相同的政策，其唯一性被证明，它被证明是一个局部最大值的原问题。提出了一种计算SNE的算法，并提出了一种启发式方案，该方案对大容量电池是最优的。数值结果表明，SNE通常达到接近最优的性能，在3%的最优策略，在一小部分的复杂性，和两个操作制度的EH-网络进行了识别和分析：一个能量有限的情况下，能源是稀缺的，信道利用不足，和网络有限的情况下，能源是丰富的，共享的无线信道代表的系统的瓶颈。
2015-02-20 cs.IT math.IT
