Throughput-Optimal Broadcast in Wireless Networks with Point-to-Multipoint Transmissions
我们认为，在无线网络中的点到多点的无线广播信道的有效的数据包传播的问题。我们提出了一个动态的策略，它实现了网络的广播容量。该策略首先将原始多跳网络转化为一个优先级松弛的虚拟单跳网络，然后为松弛的网络找到一个最优的广播策略。由此产生的政策是吞吐量最优的原始无线网络使用的样本路径参数。我们还证明了NP-完全的有限时域广播问题，这是在多项式时间可解性的点对点通道的问题相比。说明性的仿真结果表明，所提出的广播策略在实现低延迟的全广播容量的有效性。
2017-02-17 cs.IT cs.NI math.IT
In Order Packet Delivery in Instantly Decodable Network Coded Systems over Wireless Broadcast
在本文中，我们研究了在无线广播网络的即时解码网络编码系统中的按顺序分组传输。我们感兴趣的应用程序，其中成功交付的数据包取决于正确接收这个数据包和所有它的前面的数据包。我们制定的问题，最小化未交付的数据包的数量，所有接收器在所有的传输，直到完成作为一个随机最短路径（SSP）的问题。虽然使用SSP找到最佳的数据包选择策略是计算复杂的，它使我们能够系统地利用问题的结构，并制定有效的数据包选择策略，可以减少所有接收器的未交付数据包的数量，直到完成的指导方针。根据这些准则，我们设计了一个简单的启发式数据包选择算法。仿真结果表明，我们提出的算法提供了更快的数据包传输到接收器相比，现有的算法在文献中。
2014-09-23 cs.NI
Benefits of Coding on Age of Information in Broadcast Networks
研究了两用户反馈广播网络中的信息年龄问题，给出了用户期望加权和信息年龄的上下界。特别是，一类简单的编码动作被认为是在这一类，随机和确定性的政策。明确的条件下，发现对称依赖信道编码的随机化政策严格优于相应的未编码的政策。对于确定性策略，数值上显示了类似的行为。
2019-04-22 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Optimization of Throughput and Packet Drop Rate for Delay Sensitive Applications in TDD Satellite Network Coded Systems
在本文中，我们认为吞吐量和丢包率（PDR）优化的问题作为两个性能指标的延迟敏感的应用程序在网络编码时分双工（TDD）卫星系统与大往返时间（RTT）。我们采用随机线性网络编码（RLNC）在两种不同的情况下，反馈和反馈，我们的目标是共同优化系统中的用户的平均吞吐量和PDR。为此，我们提出了一个系统的框架，并开始制定和优化这些性能指标的单用户的情况下。这个框架使我们能够分析比较不同的系统参数和设置下的性能指标。通过比较RLNC方案下的反馈和反馈的情况下，不同的RTT，我们表明，无反馈的方案优于有反馈的方案在TDD系统与大RTT。然后，我们将无反馈RLNC方案的研究扩展到多用户广播的情况。在这里，我们考虑了一些不同的广播场景，并优化系统参数，以实现最佳的整体性能。此外，复杂的相互作用的平均吞吐量和PDR的不同用户与不同的数据包擦除条件在每个考虑的广播方案进行了讨论。
2013-04-03 cs.IT cs.NI math.IT
Fundamental Limits of Distributed Caching in D2D Wireless Networks
我们考虑无线设备到设备（D2D）网络，其中通信被限制为单跳，用户从可能的文件的有限库做出任意请求，并且用户设备以来自库中的文件的分组的线性组合的形式缓存信息（编码缓存）。我们认为在缓存和交付阶段的编码，实现“编码多播增益”，和空间重用，由于本地短程D2D通信的综合效果。有些违反直觉，我们表明，编码的多播增益和空间复用增益不累积，在吞吐量的缩放定律。特别地，在我们先前关于未编码随机缓存的工作中示出的空间重用增益和本文中示出的编码多播增益产生相同的缩放定律行为，但是通过使用编码缓存和D2D空间重用两者不能实现进一步的缩放定律增益。
2013-04-22 cs.IT cs.NI math.IT
Physical-Layer Schemes for Wireless Coded Caching
我们调查的潜力，在无线网络中应用编码缓存范式。为了做到这一点，我们调查的物理层计划从多天线发射机的下行链路传输到几个缓存启用用户。作为基线方案，我们考虑采用编码缓存的最大-最小公平多播，这是远远不是最佳的高信噪比值。我们提出的第一个方案，这是接近最佳的自由度，是多服务器编码缓存高斯信道的自然扩展。正如我们所证明的，其有限的SNR性能是不令人满意的，因此，我们提出了一种新的方案，其中的消息的线性组合是在有限域域中实现的，和单次预编码的MISO下行链路是在复数域中实现的。虽然这种修改导致相同的接近最佳的自由度性能，我们表明，这导致显着的性能改善在有限的SNR。最后，我们将我们的计划扩展到以前考虑的高速缓存启用干扰信道，而且，我们提供了遍历速率分析我们的计划。我们的研究结果传达了一个重要的信息，即虽然直接将网络编码思想转化为无线网络的方案可能在高SNR值下工作良好，但需要考虑仔细修改以获得可接受的有限SNR性能。
2018-01-29 cs.IT cs.NI math.IT
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
Wireless MIMO Switching with Zero-forcing Relaying and Network-coded Relaying
具有多个天线的无线中继被称为多输入多输出（MIMO）交换机，如果它使用“预编码和转发”将其输入链路映射到其输出链路。也就是说，MIMO开关使用用于在下行链路中传输的某个矩阵来预编码上行链路中的接收信号向量。本文研究了具有完整信道状态信息的$K$站点和MIMO交换机的场景。MIMO交换机处的预编码器是迫零矩阵或网络编码矩阵。利用迫零预编码器，每个目的站仅接收其具有增强的噪声但没有干扰的期望信号。利用网络编码的预编码器，每个站不仅接收其期望的信号和噪声，而且可能还接收自干扰，其可以被完美地消除。预编码器的设计优化接收信号的信噪比在目的地进行了研究。对于迫零中继，在两个用户的情况下，在封闭的形式解决了这个问题，而在更多的用户的情况下，提出了有效的算法，并示出接近可以实现广泛的随机搜索。对于网络编码中继，我们提出了有效的迭代算法，可以进一步提高吞吐量。
2012-06-17 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
Scheduling Policies for Minimizing Age of Information in Broadcast Wireless Networks
我们考虑一个无线广播网络，其中一个基站通过不可靠的信道向多个客户端发送时间敏感信息。信息年龄（AoI），即自最近交付的数据包生成以来经过的时间量，捕获信息的新鲜度。我们制定了一个离散时间的决策问题，找到一个传输调度策略，最大限度地减少了预期的加权和AOI的客户端在网络中。我们首先表明，在对称网络中的贪婪的政策，传输数据包的最高当前年龄，是最佳的。对于一般的网络，我们开发了三个低复杂度的调度政策：随机化的政策，最大权重的政策和惠特尔的指数政策，并获得性能保证的网络配置的函数。据我们所知，这是第一个工作，以获得性能保证的调度策略，试图尽量减少在无线网络中的AOI不可靠的信道。数值结果表明，最大权重和惠特尔指数策略优于其他调度策略在每一个模拟的配置，并达到接近最优的性能。
2018-01-05 cs.IT cs.NI math.IT
Comparison of different Broadcast Schemes for Multi-Hop Wireless Sensor Networks
在本文中，我们提出了不同的广播方案的多跳传感器网络的数学模型的基础上的性能。在不久的将来，许多应用将要求传感器网络具有多播（广播）通信功能。此广播特征不使用虚拟载波感测，而是依赖于物理载波感测来减少冲突。在本文中，我们分析了不同的广播方案的多跳无线传感器网络，并计算了可达到的吞吐量。
2010-08-17 cs.NI
Adaptive Multi-Receiver Coded Slotted ALOHA for Indoor Optical Wireless Communications
针对室内光无线通信（OWC）大规模物联网（IoT）场景，设计了一种新型的高吞吐量随机接入方案。由于物联网设备和OWC接入点（AP）的密度很大，我们将所提出的方案基于多接收机编码时隙ALOHA。在这种情况下，AP处的冲突由集中式干扰消除解码器解决，该解码器可以利用空间和时间分集。通过应用对每个OWC AP视场（FOV）的自适应控制，所提出的系统能够动态地适应于不同的IoT设备激活速率，以便维持高的总吞吐量。使用说明性的仿真结果，我们证明了所提出的方法的设计方法和性能的可能性。
2020-04-17 cs.IT cs.NI eess.SP
Scheduling to Minimize Age of Synchronization in Wireless Broadcast Networks with Random Updates
在这项工作中，一个无线广播网络与基站（BS）发送随机的时间-敏感信息更新到多个用户的干扰约束。从网络用户的角度来看，采用同步年龄（AoS），即自存储在网络用户处的信息变得去同步化以来所经过的时间量来测量数据新鲜度。与目前应用较为广泛的信息时代（AoI）指标相比，AoS反映了随机变化内容的新鲜度。将AoS最小化调度问题转化为离散时间马尔可夫决策过程，通过结构化有限状态策略迭代逼近最优解。为了进一步降低计算复杂性，提出了一种基于不安分多臂强盗（RMAB）的索引启发式调度策略。仿真结果表明，该索引策略可以实现兼容的性能与MDP和接近的AoS下界。此外，理论分析和仿真揭示了AoS和AoI之间的差异。AoI最小化调度策略不能保证良好的AoS性能。
2020-03-05 cs.IT cs.NI math.IT
Network-Coded Macrocell Offloading in Femtocaching-Assisted Cellular Networks
毫微微缓存的想法被提出作为一种解决方案，以补偿弱回程容量，通过部署具有高存储容量的覆盖有限的节点称为毫微微缓存（FC）。本文研究了基于毫微微缓存的蜂窝网络中的宏小区卸载问题。目标是最小化宏小区基站（MBS）的传输数量，假定所有请求应该同时被服务以满足客户端的体验质量（QoE）。我们首先制定这个MBS卸载问题作为一个网络编码图的优化问题，并表明它是NP-难的。因此，我们提出了一个ONC广播卸载方案，利用广播和机会网络编码（ONC），以尽量减少所需的MBS传输的数量。我们利用一个随机图模型来近似所提出的ONC广播方案的性能，在所得到的平均传输次数的MBS。此外，尽管为每种情况找到最优解的复杂性，我们证明了这种ONC广播方案是渐近最优的，即，对于大量的请求，ONC广播方案实现了与最优解决方案相似的宏小区卸载性能。为了实现ONC广播方案，我们设计了一种启发式方法，采用双冲突图或在FC广播，使得剩余的请求可以使用最小数量的MBS传输。仿真结果表明，与传统的分离图方案相比，双图方案提高了MBS卸载。此外，简单的启发式提出实现ONC广播方案实现了非常接近的性能的最佳ONC广播方案。
2016-06-18 cs.NI
Broadcast Strategies with Probabilistic Delivery Guarantee in Multi-Channel Multi-Interface Wireless Mesh Networks
多信道多接口无线Mesh网络允许在正交信道上分散负载以提高网络容量。虽然广播对于许多第3层协议是至关重要的，但是利用多个信道的建议主要集中在单播传输上。在本文中，我们提出了广播算法，适合任何信道和接口分配策略。它们保证广播数据包以最小的概率传递到所有邻居。我们的模拟结果表明，所提出的算法有效地限制了开销。
2011-05-13 cs.NI
Improvised Broadcast Algorithm for Wireless Networks
广播问题是无线网络中的一个重要问题，特别是在动态无线网络中.在动态无线网络中，由于广播期间出现的几个问题，节点密度和移动性很高。面临的两个主要问题是，即广播风暴问题和断网问题。在一个高密度的网络中，如果信息在一个循环中被淹没，它可能导致广播风暴。广播风暴最终可能会使整个网络崩溃并导致信息丢失。节点的移动性可能导致网络断开问题。如果发送和接收信息的两个节点以不同的速度移动，则一旦接收器移出通信范围，就可能导致它们之间的断开。在本文中，我们试图解决这两个问题的基础上，我们提出的算法。
2015-10-27 cs.NI
Wireless Broadcast with short labelling
在本文中，我们研究了无线网络中的广播问题时，广播的标签计划的帮助。我们关注广播的两种变体：无确认广播（即在广播结束时不通知广播的发起者）和有确认广播。我们的贡献是三方面的。首先，我们改进了最近的标签为基础的广播方案与确认设计为任意networks.Second，我们提出了标签最优广播算法在水平可分离网络（一类网络发出的最近的研究在无线体域网）的内存复杂度。在这类网络中，我们提出了一个无广告的广播策略，使用1位标签和广播确认使用2位标签。在水平可分网络类中，我们的算法在2D轮内完成，其中D是广播发起者的偏心率。有趣的是，广播的时间复杂度的情况下，水平可分离的网络不依赖于网络的大小，而是在发起者偏心，这使得这类图有趣的进一步调查。最后，我们研究了判定一个图是水平可分图的困难性。我们的研究表明，即使检查一个分离是一个水平分离可以在多项式时间，确定一个图具有水平可分属性是NP-完全的。这一结果开辟了有趣的独立研究方向。
2020-01-29 cs.NI
Throughput Bound of XOR Coded Wireless Multicasting to Three Clients
众所周知，在$GF(2)$上构造码字以最小化单跳无线多播的传输次数是NP完全问题。当有限字段大小$q$大于或等于客户端数量$q\geq n$时，可以在多项式时间内为所有$n$客户端构造线性独立码字，称为最大距离可分离（MDS）码。在本文中，我们量化的确切的最小传输次数为多播网络使用纠删码时，$q=2$和$n=3$，使$q<n$。我们首先表明，使用马尔可夫链模型来获得这样的网络的传输的最小数量是有限的输入数据包的数量非常少。然后，我们使用组合的方法来推导出一个上界的确切的最小传输次数。我们的研究结果表明，使用XOR编码和MDS编码的预期传输次数之间的差异是可以忽略不计的$n=3$。
2015-12-16 cs.IT cs.NI math.IT
Beamforming in Wireless Coded-Caching Systems
Ericsson AB（爱立信公司）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Ericsson Research（爱立信研究院）
本文研究集成波束赋形与编码缓存的无线传输网络架构，提出基于遗传算法的波束优化方案，有效提升多播机会、抑制干扰并显著降低峰值回程流量。
2023-09-11 cs.IT cs.LG cs.NI
Towards Optimal Broadcast in Wireless Networks
广播是网络中的一项基本操作，特别是在无线移动自组网（MANET）中.例如，当目的地节点的位置不确定时，或者为了服务发现，所有按需MANET路由协议都使用某种形式的广播。作为网络协议的基本操作，高效广播的重要性早已被网络社区所认识。许多论文提出了越来越有效的广播实施，而其他研究提出了广播性能的界限。在这项工作中，我们提出了一种新的方法来有效的广播网络中的动态拓扑结构，如MANET，我们引入了一个新的广播算法，这样的网络环境。我们评估我们的算法，表明其性能非常接近相应的理论性能界限，即使在存在数据包丢失，例如，MAC层冲突。此外，我们比较了该算法的性能与其他最近提出的计划，包括在各种流动性设置。
2013-01-29 cs.NI
The Gain of Energy Accumulation in Multi-hop Wireless Network Broadcast
广播是一种基本的网络操作，广泛用于无线网络中传播消息。当网络中的设备受到能量约束时，广播的能量效率尤其重要。为了提高广播效率，文献中采取了不同的方法。这些方法之一是利用能量累积来广播。通过模拟，文献中已经表明，具有能量积累的广播可以导致能量节省。然而，这种节省的量仅针对线性多跳无线网络进行了分析。在这项工作中，我们将这种分析扩展到二维（2D）多跳网络。二维网络的节约分析比线性网络的节约分析更具挑战性。这是因为，与线性网络不同，在2D网络中，找到具有或不具有能量积累的最小能量广播都是NP难问题。然而，使用一种新的方法，我们证明了这种节省是恒定的路径损耗指数α严格大于2时。此外，我们证明了当alpha=2时，节省是theta（log n），其中n表示网络中的节点数。
2019-07-11 cs.NI
Popularity based Bandwidth Allocation for Video Broadcast/Multicast over Wireless Networks
最近，无线网络上的视频广播/多播在无线通信领域引起了极大的兴趣。然而，无线资源对于以最佳质量同时广播/多播许多视频会话具有限制。因此，在通过无线网络进行视频传输时，最大限度地利用有限的带宽是非常重要的。当系统带宽不足以分配所需的带宽为所有的活动的广播/组播视频会话，而不是分配相等的带宽给他们中的每一个，我们提出的方案分配带宽每个视频会话的基础上流行的视频节目。使用数学和仿真分析，我们表明，该方案的平均用户满意度最大化。仿真结果还表明，大量的用户可以接收到显着改善的视频质量。为了提高大量订户的视频质量，唯一的折衷是极少数订户接收略微降级的视频质量。
2018-10-05 cs.NI
Wireless Broadcast with Network Coding in Mobile Ad-Hoc Networks: DRAGONCAST
网络编码是最近提出的一种传输数据的方法，它已被证明具有改善无线网络性能的潜力。我们研究网络编码的一个特定的情况下，多播，广播，从一个源到网络的所有节点。我们使用网络编码作为一个损失容忍，节能，广播方法。我们的重点是移动网络。我们的贡献是建议的DRAGONCAST，协议执行网络编码在这样一个动态发展的环境。它基于三个构建块：允许网络编码的实时解码的方法，调整网络编码传输速率的方法，以及确保广播终止的方法。通过模拟实验探索了该方法的性能和行为，它们说明了该协议的优异性能。
2008-07-02 cs.NI
Network Coding-Aware Queue Management for TCP Flows over Coded Wireless Networks
我们感兴趣的单播流量在无线网络，采用建设性的会话间网络编码，包括单跳和多跳方案。在这种设置中，TCP流由于其突发行为以及由于TCP对底层网络编码不可知的事实而没有充分利用网络编码机会。为了提高TCP流在编码无线网络上的性能，我们采取了以下步骤。首先，我们制定了网络效用最大化的问题，我们提出了一个分布式的解决方案。其次，模仿的最优解的结构，我们提出了一个“网络编码感知”队列管理方案（NCAQM）在中间结点，我们不做任何改变TCP或MAC协议（802.11）。我们证明，通过模拟，NCAQM显着提高TCP性能相比，TCP在基线计划。
2010-10-03 cs.NI
Scheduling Algorithms for Minimizing Age of Information in Wireless Broadcast Networks with Random Arrivals: The No-Buffer Case
信息年龄是一个新的网络性能指标，它可以捕捉最终用户的信息新鲜度。本文从调度的角度研究了信息时代。为此，我们考虑一个无线广播网络，其中一个基站（BS）是更新许多用户的随机信息到达下的传输容量约束。对于离线的情况下，到达统计是已知的BS，我们开发了一个结构MDP调度算法和索引调度算法，利用马尔可夫决策过程（MDP）技术和惠特尔的方法不安分的土匪。通过探索最优的结构结果，我们不仅降低了基于MDP算法的计算复杂性，而且简化了推导一个封闭形式的Whittle指数。此外，对于在线的情况下，我们开发了一个基于MDP的在线调度算法和一个基于索引的在线调度算法。结构化MDP调度算法和基于MDP的在线调度算法都渐近地最小化平均年龄，而索引调度算法在所有用户的信息到达率相同时最小化平均年龄。最后，通过大量的数值研究，算法进行了验证。
2018-09-17 cs.IT cs.NI math.IT
Broadcast Strategies and Performance Evaluation of IEEE 802.15.4 in Wireless Body Area Networks WBAN
传感器和超低功耗无线通信的快速发展使得新一代无线传感器网络成为可能：无线体域网（WBAN）。据我们所知，目前的文件是第一个解决广播WBAN。我们首先分析了几个广播策略的启发，从该地区的延迟容忍网络（DTN）。建议的策略进行评估，通过OMNET++模拟器，我们丰富了现实的人体流动性模型和通道模型发出的生物医学和健康信息学的最新研究。与普遍的期望相反，我们的研究结果表明，现有的研究在DTN不能转置没有显着的修改WBAN领域。也就是说，DTN的现有广播策略在人体移动性方面表现不佳。然而，我们广泛的模拟提供了宝贵的见解和方向，设计有效的广播WBAN。此外，我们提出了一种新的广播策略，在端到端延迟，网络覆盖和能量消耗方面优于现有的。此外，我们进行了调查的独立利益相关的能力，所有的研究策略，以确保总订单交付属性时，强调与各种数据包速率。这些研究开辟了新的和具有挑战性的研究方向。
2016-12-06 cs.NI cs.PF
Learning Selective Merge Policies for Deadline-Constrained Coded Caching via Deep Reinforcement Learning
Amirhossein Yousefiramandi（阿米尔霍塞因·尤塞菲拉曼迪）
针对截止时间约束的编码缓存问题，提出基于深度强化学习的选择性合并策略，通过近端策略优化训练策略网络，在广播包过期率和效率上优于SACM++。
2026-05-22 cs.AI cs.IT cs.NI
Age of Broadcast and Collection in Spatially Distributed Wireless Networks
我们考虑一个无线网络与基站广播和收集时间敏感的数据，并从空间分布的节点在无线干扰的存在。信息年龄（AoI）是指自最近一次发送的数据包生成以来所经过的时间，用于捕获信息的新鲜度。在广播和收集的上下文中，我们将广播年龄（AoB）定义为直到所有节点接收到新更新所经过的时间量，并且将收集年龄（AoC）定义为直到基站从所有节点接收到更新所经过的时间量。我们量化了两种情况下的平均广播和收集年龄：1）实例相关，其中所有节点和节点的位置是已知的，2）实例无关，其中它们是未知的，但随机定位，预期年龄的特征在于相对于节点位置。在实例独立的情况下，我们表明，AOB和AOC规模超指数相对于周围的基站的区域的半径。仿真结果突出了预期的AoB和AoC是如何受到网络参数，如网络密度，介质访问概率，和覆盖区域的大小的影响。
2022-12-09 cs.NI
Markovian model for Broadcast in Wireless Body Area Networks
无线体域网最近成为一个广阔的研究领域。该领域中的大量研究致力于各种通信协议的评估，广播或会聚广播，对抗人体移动性。大多数情况下，这种评估是通过模拟完成的，在许多情况下，只有合成数据用于人体移动性。在本文中，我们提出了第一次在无线体域网的马尔可夫分析模型，专门为WBAN网络。该模型的主要目的是评估在基于扩散的广播协议的情况下多跳传输相对于各种性能参数（例如，覆盖概率、平均覆盖次数、命中概率或平均覆盖时间）。我们通过将其结果与模拟结果进行比较来验证我们的模型，并显示其准确性。最后，但并非最不重要的是，我们展示了我们的模型可以用来分析评估传输功率和冗余之间的权衡，当同一消息广播几次，以增加广播的可靠性，同时保持低传输功率。
2019-06-12 cs.NI cs.PF
A Probabilistic Algorithm for Reducing Broadcast Redundancy in Ad Hoc Wireless Networks
在有线网络中，数据包只可以传输到指定的目的地，不需要广播。而在adhoc无线网络中，由于广播的作用，一个节点发送的数据包可以到达所有的邻居。这种广播引入了相同消息的不必要的重传。因此，传输（转发节点）的总数通常用作广播的成本标准。寻找最小转发节点数的问题是NP完全的。在本文中，目标是减少转发节点的数量，从而减少冗余传输。为此，分析了一些近似方法，特别是利用2跳邻域信息的优势剪枝和全优势剪枝方法，并提出了一种新的近似方法：基于概率的算法，以最小化转发节点数为目标。应用该算法的仿真结果表明，与显性剪枝和总显性剪枝算法相比，性能有所提高。
2013-04-08 cs.DS cs.NI
DQSB: A Reliable Broadcast Protocol Based on Distributed Quasi-Synchronized Mechanism for Low Duty-Cycled Wireless Sensor Networks
在负载循环的无线传感器网络中，部署的传感器节点通常会根据睡眠调度方法进入睡眠状态以提高能量效率。任何睡眠调度方案及其支持协议都确保数据始终可以从源路由到接收器。本文研究了随机休眠调度机制中的多跳广播和路由问题，提出了一种新的协议DQSB，通过准同步机制实现可靠广播和更少延迟的路由。DQSB既不假设时间同步，要求所有相邻节点在同一时间唤醒，也不假设占空比的意识，这使得它很难在异步无线传感器网络中使用。此外，用于从信宿到其他节点的广播的准同步机制的益处在于，由于没有休眠等待时间或休眠等待时间更少，所以用于反向数据汇集到信宿的延迟更少的路由路径。仿真结果表明，DQSB协议在广播次数性能上优于现有协议，并且即使在不可靠链路的情况下也能保持相对容忍的广播延迟性能。在本文中，建议的DQSB协议，可以被认为是广播时间和广播延迟之间的权衡。我们还探讨了假设中参数的影响以及获得支持DQSB的适当值的方法。
2012-07-11 cs.DC cs.NI
Decentralized Learning over Wireless Networks: The Effect of Broadcast with Random Access
Linköping University（林雪平大学）
本文研究无线网络中广播传输与概率随机接入对去中心化随机梯度下降（D-SGD）收敛性能的影响，证明优化接入概率以最大化成功链路期望数能有效加速系统收敛。
2023-07-07 cs.LG cs.NI cs.SY
Quality-Aware Coding and Relaying for 60 GHz Real-Time Wireless Video Broadcasting
高清视频的无线流传输是60 GHz链路的一个有前途的应用，因为多千兆位/秒数据率是可能的。特别地，我们考虑一个体育场广播系统，其中来自多个摄像机的视频信号被传输到一个中央位置。由于在这种设置中遇到的长距离60 GHz辐射的高路径损耗，需要使用继电器。本文设计了一种质量感知的编码和中继算法，以最大限度地提高整体视频质量。我们考虑源可以将其数据流分成并行流，这些并行流可以通过不同的中继传输到目的地。为此，我们推导出相关的公式，并重新制定它作为凸规划，它可以保证最优解。
2013-04-19 cs.NI
Quality-Aware Popularity Based Bandwidth Allocation for Scalable Video Broadcast over Wireless Access Networks
在无线接入网络上进行视频广播/组播是无线通信领域的一个研究热点。随着各种无线网络技术的快速发展，现在可以通过无线网络提供高质量的视频传输。高质量的视频流需要更高的带宽。因此，在通过无线网络进行视频传输时，最大限度地利用有限的带宽是非常重要的。因此，当许多广播视频会话是活动的时，可以基于视频会话（节目）的流行度来分配每个视频会话的带宽。而不是分配相等的带宽给他们中的每一个，我们提出的方案分配带宽每个广播视频会话的基础上流行的视频节目。当系统带宽不足以为所有活动视频会话分配所需的带宽时，我们提出的方案有效地在所有可伸缩活动视频会话之间分配总系统带宽，以这样一种方式将更高的带宽分配给更高的流行度。通过数学和仿真分析，我们证明了该方案最大化了平均用户满意度，并实现了最佳的带宽利用率。仿真结果表明，大量的用户可以接收到显着改善的视频质量。为了提高大量订户的视频质量，唯一的折衷是极少数订户接收略微降级的视频质量。
2015-10-14 cs.MM cs.NI
Wireless Edge Content Broadcast via Integrated Terrestrial and Non-terrestrial Networks
本文提出利用非地面网络（NTN）优化无线边缘内容放置，基于流行度和传输适宜性动态选择内容，并考虑LEO卫星轨道运动，显著提升放置速度并优于地面网络方案。
2024-11-05 cs.IT cs.NI cs.SY
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
Minimum Latency Broadcast Scheduling in Single-Radio Multi-Channel Wireless Ad-Hoc Networks
研究了单无线电多信道无线自组织网络中的最小延迟广播调度问题。具有这种能力的节点具有其固定的接收信道，但是可以切换其传输信道以与其邻居通信。单无线电和多信道模型阻止了用于单信道网络的现有算法实现良好的性能。首先，一次传输到达所有相邻节点的常见假设自然不成立。第二，多信道维度提供了并行调度广播传输的新机会。我们证明了SR-MC广域网中的MLBS问题是NP难的，并提出了一个基准算法：基本传输调度（BTS），其近似比为4k + 12。这里k是SR-MC WAN中正交信道的数量。然后，我们提出了一个增强的传输调度（ETS）算法，提高近似比k + 23。仿真结果表明，ETS取得了更好的性能比BTS，ETS的性能接近下限。
2013-04-19 cs.NI
On the performance evaluation of wireless networks with broadcast and interference-limited channels
在这份报告中，我们提出了一个多目标（MO）的性能评估框架，无线ad hoc网络的标准，如容量，鲁棒性，能量和延迟同时优化。在这样的框架内，我们可以确定帕累托最优性能界限和提供这些界限的网络参数。这种方法的独创性在于它考虑了传输的固有广播特性，并对干扰分布进行了精细建模。在该模型中，当存在多个流（源-目的地传输）时，可以优化网络性能。我们的方法的一个好处是复杂性不会随着流的数量而增加。本文的另一个主要贡献是新的分析制定的性能指标。它依赖于由干扰受限和广播无线信道施加的约束的矩阵表示。由于该矩阵与马尔可夫转移矩阵的相似性，我们可以利用马尔可夫链理论的经典结果来推导相对于容量、鲁棒性、能量和延迟的稳态性能指标。这些新指标的另一个非常有趣的特征是，与它们相关的帕累托最优解提供了容量、鲁棒性、能量和延迟的严格约束。
2010-09-15 cs.NI
Performance Analysis of Traditional and Network Coded Transmission in Infrastructure-less Multi-hop Wireless Networks
本文在MATLAB中建模并比较无基础设施多跳无线网络中传统传输与网络编码传输在单流和双流场景下的性能，证明网络编码传输在相同干扰下吞吐量更高，并分析了跳数对容量和时延的影响。
2024-11-21 cs.NI eess.SP
A Greedy link scheduler for Wireless Networks having Gaussian Broadcast and Multiple Access Channels
信息论广播信道（BC）和多址接入信道（MAC）分别使单个节点能够同时向多个节点发送数据，并且使多个节点能够同时向单个节点发送数据。在本文中，我们解决的问题，在多跳无线网络中包含BC和MAC能力的节点的链路调度。我们首先提出了一个干扰模型，扩展协议干扰模型，最初设计的点到点信道，包括BC和MAC的可能性。针对最优链路调度算法的高复杂度，本文提出了一种多用户贪婪最大权值算法，用于包含BC和MAC的多跳无线网络中的链路调度。给定一个网络图，我们开发了新的本地池条件，并表明，我们的算法的性能可以充分利用相关的参数，多用户本地池因子的特点。我们提供了一些网络图的例子，我们应用本地池条件，并推导出多用户本地池因子。我们证明了我们的算法在树型网络中的最优性，并表明，利用BC和MAC大大提高了多跳无线网络的吞吐量性能。
2011-08-31 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
Cost Sharing Games for Energy-Efficient Multi-Hop Broadcast in Wireless Networks
研究了具有一个源节点和多个接收节点的无线网络中的多跳广播。从源到接收器的消息流可以被建模为树图，称为广播树。寻找最小功率广播树（MPBT）问题是NP完全问题。与大多数现有的集中式方法不同，我们提出了一个分散的算法，基于非合作成本分摊游戏。在这个游戏中，每个接收节点，作为玩家，选择网络的另一个节点作为其各自的发送节点来接收消息。因此，基于施加在接收节点所选择的发送节点上的功率，将成本分配给接收节点。在我们的模型中，发送节点处所需的总功率包括（i）发送功率和（ii）通信硬件模块所需的电路功率。我们开发我们的算法使用边际贡献（MC）的成本分摊计划，并表明，最佳的广播树总是一个纳什均衡（NE）的游戏。仿真结果表明，我们提出的算法优于传统的MPBT问题的算法。此外，我们表明，电路功率，这通常是被忽略的现有算法，显着影响网络的能量效率。
2020-01-17 cs.GT cs.NI
A Non-Monetary Protocol for Peer-to-Peer Content Distribution in Wireless Broadcast Networks with Network Coding
本文研究了无线对等网络中所有节点都是自私和非合作的情况下的内容分发问题。我们提出了一个模型，该模型同时考虑了无线信道的广播性质和节点的激励，每个节点的目标是增加自己的下载速率，并通过内容分发过程中减少其上传速率。然后，我们提出了一个协议，这些自私的节点交换内容。我们的协议是分布式的，不需要金钱、名誉等的交换，因此可以容易地实现而无需额外的基础设施。此外，我们表明，我们的协议可以很容易地修改，采用网络编码。研究了协议的性能。当系统中只有两个文件时，我们得到了纳什均衡的封闭表达式。无政府状态的代价，无论是从每个节点的角度来看，整个系统的角度来看，也有特点。此外，我们提出了一个分布式的机制，每个节点调整其策略只基于本地信息，并表明该机制收敛到一个纳什均衡。我们还介绍了一种方法来计算系统的纳什均衡，将网络编码时，有两个以上的文件。
2012-12-09 cs.NI
Throughput-Optimal Broadcast on Directed Acyclic Graphs
我们研究的问题，广播数据包在无线网络中。在每个时隙，网络控制器激活非干扰链路并以公共速率将数据包转发到所有节点;最大速率称为无线网络的广播容量。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）。该算法利用了局部报文长度信息，不使用生成树等全局拓扑结构，采用了分组按序分发的思想。虽然按顺序的数据包传输约束导致循环图中的吞吐量下降，但我们证明了它在DAG中是吞吐量最优的，可以用来简化最优算法的设计和分析。我们的仿真结果表明，该算法具有优越的延迟性能相比，基于树的方法。
2014-11-22 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
Heuristics for Network Coding in Wireless Networks
多播是新兴的多跳无线架构（如无线网状网络）的核心挑战，因为其在带宽方面的巨大成本。在这份报告中，我们研究了一个特定的情况下，多播：广播，发送数据从一个源到所有节点，在一个多跳无线网络。我们关注的广播是基于网络编码，降低成本的一个有前途的途径，我们以前的工作表明，网络编码与简单的算法的性能是渐近最优的：每个传输是有益的，几乎每个接收器。这适用于该计划的同质和大型网络。但是对于小的、稀疏的或非均匀的网络，需要一些额外的算法。本报告提出了这样的额外的新的算法（选择率）与网络编码广播。我们的拓扑分析只打算使用简单的局部拓扑信息。我们详细介绍了该算法的逻辑，并结合实验结果说明了该算法的行为，展示了其优异的性能。
2007-07-04 cs.NI
Joint Coding and Scheduling Optimization for Distributed Learning over Wireless Edge Networks
与理论上的分布式学习（DL）不同，无线边缘网络上的DL面临无线连接和边缘节点的固有动态/不确定性，使得DL在高度动态的无线边缘网络（例如，使用mmW接口）。本文通过利用编码计算和深度决斗神经网络架构的最新进展来解决这些问题。通过引入编码结构/冗余，可以完成分布式学习任务，而无需等待离散节点。与仅优化代码结构的传统编码计算不同，无线边缘上的编码分布式学习还需要优化具有异构连接、计算能力和离散效应的无线边缘节点的选择/调度。然而，即使忽略上述动态/不确定性，所得到的编码和调度的联合优化，以最大限度地减少分布式学习时间原来是NP-难的。为了解决这个问题，并考虑到无线连接和边缘节点的动态性和不确定性，我们将该问题重新表述为马尔可夫决策过程，然后设计了一种新的深度强化学习算法，该算法采用深度决斗神经网络架构，在没有关于无线环境和边缘节点的显式信息的情况下，为不同的学习任务找到联合最优编码方案和最佳边缘节点集合。离散参数仿真结果表明，与其他DL方法相比，该框架将无线边缘计算中的平均学习延迟降低了66%。本文中的联合优化框架也适用于任何具有异构和不确定计算节点的分布式学习方案。
2021-03-09 cs.AI cs.NI
3D Wireless: Modeling Wireless Performance by Combining Spatial and Temporal Behaviors
性能表征是无线网络中用于实时的路由、无线网络仿真等的基本问题。有四种基本的无线操作需要建模，即，单播、任播、广播和多播。正如在许多最近的作品中所观察到的，分组接收的时间和空间分布可以对涉及多个链路（任播/广播/多播）的无线性能产生显著影响。然而，现有的性能模型和仿真忽略了这两个无线行为，导致偏颇的性能估计和仿真结果。在本文中，我们首先明确识别无线性能建模所需的“三维”信息，即，分组接收速率（PRR）、PRR空间分布和时间分布。然后，我们提出了一个综合的建模方法，考虑三维无线信息（称为3DW模型）。通过基于3DW的网络仿真和基于3DW的实时的路由协议两个实例，说明了3DW模型的通用性和广泛应用。已经进行了广泛的模拟和测试台实验。结果表明，3DW模型实现了更准确的性能估计的任播和广播/组播。基于3DW的仿真可以有效地保留输入经验轨迹的端到端性能度量。基于3DW的路由可以选择更有效的路由，实现更好的传输效率。
2015-06-03 cs.NI
Extending Reference Broadcast Infrastructure Synchronization Protocol in IEEE 802.11 as Enabler for the IIoT
实现工业物联网，越来越多的移动用例将出现在工业领域，这需要新颖的概念和平滑的集成到传统部署中。由于精确的时间同步对于无线设备来说特别具有挑战性，因此我们提出了一种在IEEE 802.11无线局域网中扩展参考广播基础设施同步协议的简单但准确的同步概念，以及IEEE 802.1AS的适当集成，IEEE 802.1AS是IEEE时间敏感网络标准的一部分。此外，该概念的评估与测试平台使用商业现成的硬件和一个现实的离散自动化demonstratorequipped主要与工业组件。通过使用上述用于无线通信的设备，该概念可以直接应用于现有的工业解决方案中，从而验证了所提出的结果。结果表明，实现的同步性适用于广泛的强制性移动用例，这是最重要的一个功能齐全的工业物联网。
2021-06-07 cs.NI
