Content Delivery Latency of Caching Strategies for Information-Centric IoT
网内缓存是以信息为中心的网络（ICN）的一个核心方面。它可以在整个网络上快速分发内容，减轻内容制作者的压力，减少内容交付延迟。ICN已经成为物联网（IoT）中使用的一个有前途的候选者。然而，物联网设备在严格的限制下运行，最明显的是有限的内存。这意味着节点不能不加区别地缓存所有内容;相反，需要一种缓存策略来决定缓存哪些内容。此外，物联网空间中的许多应用程序对时间敏感;因此，需要找到一种缓存策略，以最大限度地减少内容请求和交付之间的延迟。在本文中，我们评估了一些ICN缓存策略，在物理测试床中使用物联网设备减少延迟和跳数。我们发现，网络的拓扑结构，从而用于生成转发信息的路由算法，有一个给定的缓存策略的性能上的显着影响。据我们所知，这是第一项关注ICN-IoT缓存中延迟效应的研究，同时使用真实的物联网硬件，也是第一项明确讨论路由算法，网络拓扑和缓存效应之间联系的研究。
2019-05-03 cs.NI
Quid pro Quo in Streaming Services: Algorithms for Cooperative Recommendations
推荐由流服务的内容提供方（CP）采用，以便提高用户参与度和他们的收入。最近的工作表明，向缓存的项目轻推推荐可以降低缓存网络中的运营成本，例如，未来无线网络中的内容分发网络（CDN）或边缘缓存提供商。然而，缓存友好的推荐可能会偏离用户的口味，并可能影响CP的收入。受现实世界的商业模式，这项工作确定了不一致的CP和缓存网络提供商的财务目标，并提出了一个网络经济框架的建议。我们提出了一个合作机制，利用纳什讨价还价的解决方案，允许两个实体共同设计的推荐政策。我们考虑不同的问题的情况下，这些实体愿意分享他们的成本和收入模式的程度不同，并提出了两个合作的政策，CCR和DCR，使他们能够在一个集中或分布式的方式作出决定。在这两种情况下，我们的解决方案保证达到公平和帕累托最优分配的合作收益。此外，我们讨论了我们的框架对缓存决策的扩展。大量的数值实验表明，在现实的情况下，政策导致显着的收益为两个实体。
2023-01-29 cs.NI
Efficient Cache Availability Management in Information-Centric Networks
网内缓存是以信息为中心的网络（ICN）的基本操作之一。当前大多数ICN提案所采取的默认缓存策略是沿--default--path缓存，这使得流行对象在网络上被冗余缓存，导致可用缓存空间的利用率较低。另一方面，网络范围的高速缓存空间的有效利用需要在高速缓存路由器之间可能的合作，而不使用过多的信令负担。虽然大多数缓存优化工作都在努力改善延迟和整体流量效率，但我们在这项工作中采取了不同的方法，提高了缓存空间的存储效率，以便最大限度地利用它。在这项工作中，我们讨论了ICN缓存问题，并提出了一种新的分布式架构，有效地利用网络范围内的缓存存储空间的基础上分布式缓存。该建议通过受控的流量重定向和选择性缓存来实现缓存保留效率。我们利用ICN机制和路由协议消息进行决策，从而减少了整体信令需求。我们的建议实现了几乎9倍的高速缓存存储效率的增加，并在服务器负载减少约20%的增长相比，在当代ICN的建议中使用的经典缓存方法。
2015-02-07 cs.NI
Q-caching: an integrated reinforcement-learning approach for caching and routing in information-centric networks
诸如视频流的内容递送是最流行的互联网应用之一。虽然非常流行，但此类应用程序的持续增长带来了新的性能和可扩展性挑战。以信息为中心的网络以内容为中心，并提出了新的解决方案，这些挑战，但也提出了新的问题，缓存和路由之间的接口。在本文中，建立在Q-路由，我们提出了一种缓存策略，即Q-缓存，它利用信息，已经收集的路由算法。Q-caching促进了网络中的内容多样性，减少了托管人的负载和客户端的平均下载时间。在程式化的拓扑结构，我们表明，Q-缓存对国家的最先进的算法的收益是显着的。然后，我们考虑的RNP拓扑结构，并表明，Q-缓存的性能是更灵活的，而与现有的算法相比，具有竞争力。
2015-12-28 cs.NI
Individual Preference Aware Caching Policy Design in Wireless D2D Networks
高速缓存辅助的无线设备到设备（D2 D）网络允许显著的吞吐量增加，这取决于文件的流行度分布的集中度。许多研究假设所有用户都有相同的偏好分布;然而，这在实践中可能不是真的。这项工作调查是否以及如何个人喜好的信息可以有利于缓存辅助D2 D网络。我们研究了一个集群网络，并得出一个网络效用，同时考虑到用户分布和信道衰落的影响到分析。我们还制定了一个效用最大化的问题，设计缓存策略。这个最大化问题可以应用于优化几个重要的量，包括吞吐量，能源效率（EE），成本和命中率，并解决不同的权衡问题。在用户协调的假设下，给出了一种求解该问题的一般方法，并证明了该方法在一个较弱的假设下能够得到稳定点。使用模拟的实际设置，我们表明，性能可以显着提高与适当利用个人喜好。我们还表明，不同类型的权衡存在于不同的性能指标，它们可以通过缓存策略和合作距离设计进行管理。
2020-05-15 cs.NI
Cooperative Caching and Transmission Design in Cluster-Centric Small Cell Networks
小小区网络（SCN）中的无线内容缓存最近被认为是减少新兴异构蜂窝网络（HetNet）中的回程的业务和能量消耗的有效方式。在本文中，我们考虑了一个以集群为中心的SCN与合作的缓存和传输策略相结合的设计。小型基站（SBS）被分组为不相交的集群，其中集群内的缓存空间被用作一个实体。我们提出了一种组合缓存方案，其中保留一部分可用缓存空间用于缓存每个SBS中最受欢迎的内容，而剩余空间用于协作缓存不同SBS中不太受欢迎的内容的不同分区，作为增加本地内容的一种手段。内容多样性。根据所请求内容的可用性和放置，使用具有联合传输（JT）或并行传输（PT）的协作多点（CoMP）技术来向所服务的用户递送内容。使用泊松点过程（PPP）的SBS的位置分布和一个六边形网格模型的集群，我们提供了成功的内容交付的概率为位于集群中心的用户的传输方案的分析结果。我们的分析表明，传输分集和内容多样性在我们的组合缓存传输设计之间的固有权衡。我们还研究了两个目标函数的最优缓存空间分配：最大化的缓存服务性能和能源效率。仿真结果表明，该方案通过利用缓存级和信号级的合作，并适应网络环境和用户的QoS要求，实现了性能增益。
2016-01-03 cs.NI
Social-aware Cooperative Caching in Fog Radio Access Networks
研究了雾天无线接入网中的协作缓存问题，以联合优化传输时延和能耗。利用雾接入点（F-AP）之间潜在的社会关系，提出了一种基于享乐联盟博弈（HCG）的分簇方案，以提高潜在的合作增益.然后，考虑到优化问题是非确定性多项式难（NP-hard）问题，提出了一种基于改进萤火虫算法（FA）的协同缓存方案，该方案利用基于局部内容流行度的变异策略避免早熟收敛.仿真结果表明，我们提出的方案可以有效地减少内容传输延迟和能量消耗相比，基线。
2022-06-28 cs.NI eess.SP
Jointly Optimal Routing and Caching with Bounded Link Capacities
我们研究了一个缓存网络，其中中间结点配备有缓存可以服务于请求。我们建模的问题，共同优化缓存和路由决策与链路容量约束在任意网络拓扑结构。该问题可以表示为多个连续递减-收益（DR）超模约束下的连续DR子模最大化问题，并且是NP-困难的。我们提出了一个多时间交替原始-对偶启发式算法，其中原始步骤产生的解决方案的$1-\frac{1}{e}$近似因子的最佳。通过大量的实验，我们证明了我们提出的算法显着优于竞争对手。
2023-02-06 cs.NI
Performance Evaluation of Caching Policies in NDN - an ICN Architecture
信息中心网络（ICN）提倡访问内容的哲学，而不依赖于其位置。由于ICN中的这种位置独立性，可以使路由器能够缓存内容以在本地服务于对相同内容的未来请求。在文献中已经提出了几种ICN架构以及用于在路由器上进行缓存和缓存替换的各种缓存算法。本文的目的是批判性地评估各种缓存策略使用命名数据网络（NDN），ICN架构在文献中提出的。我们在两种网络模型中比较了先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）和通用缓存（UC）等不同缓存策略的性能; Watts-Strogatz（WS）模型（适用于密集短链路网络，如传感器网络）和Sprint拓扑（更适合于大型互联网服务提供商（ISP）网络）使用ndnSIM，一个基于ns 3的离散事件模拟器，用于NDN架构。我们的研究结果表明，UC优于其他缓存策略，如LRU和FIFO，使UC传感器网络和ISP网络的一个更好的选择。
2016-12-01 cs.NI
Jointly Optimal Routing and Caching for Arbitrary Network Topologies
我们研究了一个对ICN至关重要的问题，即通过联合优化任意网络拓扑结构的缓存和路由决策来最大限度地降低路由成本。我们考虑源路由和逐跳路由设置。这两个离线问题都是NP难的。然而，我们发现，存在多项式时间的近似算法生产的解决方案，从最佳的一个常数近似。我们还生产分布式，自适应算法具有相同的近似保证。我们模拟我们的自适应算法在广泛的不同的拓扑结构。与现有技术相比，我们的算法降低了几个数量级的路由成本，包括在固定路由下优化缓存的算法。
2017-08-20 cs.NI
Modeling, Analysis, and Optimization of Caching in Multi-Antenna Small-Cell Networks
在传统的高速缓存使能的小小区网络（SCN）中，由于内容中心基站关联，用户可能遭受强干扰。这可能会降低多个小型基站（SBS）之间的协作内容缓存（包括概率缓存和编码缓存）的优势。在这项工作中，我们通过在每个SBS部署多个天线进行干扰管理来解决这个问题。考虑两种类型的波束成形。一个是匹配滤波器（MF），以加强有效的信道增益的期望信号，另一个是迫零（ZF），以消除在选定的SBS合作组内的干扰。我们将这两种波束形成技术应用于概率缓存和编码缓存，并使用随机几何进行性能分析。我们得到精确的和近似的紧凑的积分表达式的系统性能测量的平均分数卸载流量（AFOT）和平均遍历频谱效率（AESE）。基于这些表达式，我们然后优化AFOT或AESE最大化的缓存参数。对于概率缓存，最佳的缓存解决方案。对于编码缓存，提出了一种有效的基于贪婪的算法。数值结果表明，多天线可以提高概率缓存和编码缓存的优势，传统的最流行的缓存与波束形成的适当使用。
2019-08-19 cs.IT cs.NI math.IT
You Really Need A Good Ruler to Measure Caching Performance in Information-Centric Networks
以信息为中心的网络是在互联网上分发内容的一个有趣的新范例。它们带来了许多研究挑战，例如按名称寻址内容，保护内容以及内容的广泛缓存。缓存在研究界引起了很多关注，但很多工作都受到了对衡量缓存性能的不同指标的理解不足的影响。在本文中，我们不仅提出了一个全面的概述不同的缓存度量，已提出的信息为中心的网络，但也提出了耦合因子作为一个新的度量，以捕捉内容流行度和网络拓扑之间的关系。正如我们所示，许多常用的指标有几个故障模式，在很大程度上被忽略的文献。我们确定这些问题，并提出补救措施和新的指标，以解决这些故障。我们的工作强调了以信息为中心的缓存和“传统”缓存网络之间的根本差异，并且我们证明了系统了解以信息为中心的缓存的指标的必要性。我们还讨论了如何实验工作时，应该做评估网络的缓存。
2016-08-07 cs.NI
Capacity-Aware Edge Caching in Fog Computing Networks
研究了雾计算网络中的边缘缓存问题，提出了一种容量感知的边缘缓存框架，该框架综合考虑了雾缓存容量的有限性和基站的连通性。通过允许雾节点和云数据中心之间的合作，平均下载时间（ADT）最小化问题被公式化为多类处理器排队过程。我们证明了制定的问题的凸性，并提出了一种基于交替方向乘法（ADMM）的算法，可以实现最小ADT和收敛速度比现有的算法。仿真结果表明，雾缓存容量和BS的连接能力的分配需要根据网络状态进行平衡。虽然通过利用所有可用的雾缓存容量来最大化边缘缓存命中率（ECHR）在BS连接能力充足时是有帮助的，但是优选的是，当BS连接能力不足时，保持较低的ECHR并向云分配更多的流量。
2020-02-06 cs.NI eess.SP
Responsive Content-Centric Delivery in Large Urban Communication Networks: A LinkNYC Use-Case
智能城市等大型城市通信网络是一个由设备和服务组成的生态系统，它们相互协作，解决多种问题，使最终用户、城市和环境受益匪浅。LinkNYC是一个首创的城市通信网络，旨在用提供免费公共Wi-Fi的亭式结构取代纽约市（NYC）五个行政区的所有付费电话。我们将这些网络与称为cloudlet的独立边缘云设备进行整合，并引入地理分布的内容交付cloudlet（CDC）来将流行的互联网内容存储在更靠近最终用户的地方;这在具有多样化和动态内容兴趣的环境中至关重要。提出了一个以内容为中心的交付框架，利用纽约市的人口密度和基于兴趣的网络缓存的CDC。分析表明，虽然采用多个CDC显着提高了整体网络性能，先进的缓存策略时，需要考虑增加的内容异构性。因此，我们建议流行驱动（pLFU）和基于合作（sLFU）的缓存政策在个别CDC帐户随着时间的推移用户和内容的动态。城市人口密度、多个CDC布局和更智能的缓存技术的融合有助于利用以内容为中心的城市通信网络的最终优势，并显著提高整体网络性能和响应能力。我们提出的解决方案使用LinkNYC作为用例进行验证。
2018-05-31 cs.NI
Adaptive Caching Networks with Optimality Guarantees
我们研究的问题，最佳的内容放置在一个网络的缓存，一个问题自然出现在几个网络应用程序，包括ICN，CDN和P2P系统。给定内容请求速率和所遵循的路径的需求，我们希望确定使预期缓存增益最大化的内容放置，即，由于中间缓存而减少了路由成本。这个问题的离线版本是NP难的，并且一般来说，需求和拓扑可能是先验未知的。因此，需要一种分布式的、自适应的、恒定近似的内容放置算法。我们表明，路径复制，一个简单的算法经常在文献中遇到的，可以任意次优结合传统的驱逐政策，如LRU，LFU，或FIFO。我们提出了一个分布式的，自适应的算法，执行随机梯度上升的预期缓存增益的凹松弛，并构造一个概率内容放置在1-1/e的因素，从最佳的，在预期中。出于我们的分析，我们还提出了一种新的贪婪驱逐政策与路径复制，并通过数值评估表明，这两种算法显着优于传统的驱逐政策在广泛的网络拓扑结构的路径复制。
2016-04-11 cs.NI
Backhaul-Aware Caching Placement for Wireless Networks
随着移动应用的容量需求不断增加，回程网络正在成为下一代无线网络中支持高质量体验（QoE）的瓶颈。在基站（BS）处的内容缓存是减轻回程负担和减少用户感知延迟的有前途的方法。在本文中，我们考虑一个无线缓存网络，所有的BS连接到一个中央控制器通过回程链路。在这样的网络中，如果数据被预先缓存，则用户可以从候选BS获得所需的数据。否则，需要首先从中央控制器向本地BS检索用户数据，这在回程上引入了额外的延迟。为了减少下载延迟，需要优化缓存放置策略。我们制定这样一个设计问题，最小化的平均下载延迟超过用户请求，受到每个BS的缓存容量约束。与现有的工作不同，我们的模型考虑了基站在无线接入中的合作，并充分了解回程链路上的传播延迟。设计问题是一个混合整数规划问题，是非常复杂的，因此我们放松的问题，并提出了一个低复杂度的算法。仿真结果表明，该算法可以有效地确定接近最优的缓存放置，并提供显着的性能增益比传统的缓存放置策略。
2015-09-02 cs.IT cs.NI math.IT
NACS: non-overlapping AP's caching scheme to reduce handoff in 802.11 wireless LAN
随着基于IEEE 802.11的无线网络的升级，IP语音和类似的应用也在无线网络上使用。近来，无线LAN系统被广泛地部署用于公共因特网服务。在公共无线局域网系统中，可靠的用户认证和移动性支持是不可或缺的问题。当移动终端移出一个接入点（AP）的范围并试图连接到新的AP时，它执行切换。同时，PNC和SNC被提出来在邻居图的帮助下将MN上下文传播到无线网络上的整个相邻AP。在本文中，我们提出了一个非重叠的AP的缓存方案（NACS），它传播的移动节点上下文的那些AP的不与当前AP重叠。为了捕获无线网络中的非重叠AP的拓扑，在每个AP处生成非重叠图（NOG）。仿真结果表明，NACS降低了在无线网络中将MN上下文传播到相邻AP的信令成本。
2011-12-20 cs.NI
Enabling Information Centric Networks through Opportunistic Search, Routing and Caching
内容分发网络在当今的互联网中无处不在。内容分发网络的示例包括对等网络（P2P）、内容分发网络（CDN）和信息中心网络（ICN）。在本文中，我们提出了一个新的系统设计信息中心网络，利用机会搜索，路由和缓存。我们的系统设计是基于一个分层的分层结构。使用随机遍历来查找每个层内的内容，并且跨层的网关用于将请求定向到位于顶层的服务器，如果在较低层中没有找到内容副本，则访问顶层的服务器。然后，我们提出了一个模型来分析系统考虑。该模型产生的指标，如平均时间找到一个内容和托管人所经历的网络拓扑结构的函数的负载。使用该模型，我们确定这两个指标之间的权衡，并数值显示如何找到随机游走的最佳生存时间。
2013-10-30 cs.NI
On the Delay Scaling Laws of Cache Networks
Internet正变得越来越面向内容，其中面向内容的Internet架构中的主要组件之一是网络缓存。尽管在当前和未来的互联网架构中网络缓存的广泛使用激增，但由于各种组件之间复杂的相互作用，因此分析棘手，因此对一般缓存网络的性能分析仍然非常有限。我们研究的缓存网络的渐近延迟性能，特别是，侧重于异构内容的流行程度和节点的几何“重要性”的缓存策略的影响。我们的理论研究结果提供了有用的工程意义，如何时以及如何各种因素对缓存性能的影响，我们提供了广泛的模拟结果在真实的互联网拓扑结构。
2013-10-04 cs.NI
Joint Data Compression and Caching: Approaching Optimality with Guarantees
我们考虑的问题，最佳压缩和缓存数据在通信网络。给定在边缘节点和路由路径处生成的数据，我们的目标是确定最佳的数据压缩比率和整个网络的缓存决策，以最小化平均延迟，这可以被证明相当于在能量消耗约束下最大化压缩和缓存增益。我们表明，这个问题是NP-困难的一般和硬度是由缓存决策子问题，而压缩子问题是多项式时间可解的。然后，我们提出了一个近似算法，实现了$(1-1/e)$近似解决方案的最佳强多项式时间。我们表明，我们提出的算法实现了近最佳的性能，在综合为基础的评价。在本文中，我们考虑一个树结构的网络作为一个说明性的例子，但我们的结果很容易扩展到一般的网络拓扑结构，在更复杂的符号为代价。
2018-01-24 cs.NI cs.PF
Reversing The Meaning of Node Connectivity for Content Placement in Networks of Caches
在内容缓存中，将最受欢迎的内容放置在连接最好的节点上是一种广泛接受的启发式方法。另一种常见的启发式算法有些矛盾，因为它将最受欢迎的内容放在边缘，放在离用户最近的缓存节点上。我们认为，这两种策略都不适合在网络中缓存内容，并提出了一个简单的替代方案，将最流行的内容在最不连接的节点。也就是说，我们首先在网络拓扑中具有最低图中心性的节点处填充内容。在这里，我们提供了一个分析研究，这一政策在一些简单的拓扑结构是易于处理的，即定期网格和树木。我们的数学结果表明，在典型条件下，将流行内容放置在连接最少的节点上的性能优于上述替代方案。
2019-11-12 cs.NI
Topology Discovery Using Path Interference
我们考虑的问题，推断的拓扑结构的网络使用的测量在终端节点，没有合作的内部节点。为此，我们提供了一个简单的方法来获得路径干扰，确定是否在网络中的两条路径相互交叉。利用这些信息，我们制定了一个整数规划的拓扑推理问题，并开发多项式时间算法来解决它的最佳网络与树和环拓扑结构。最后，我们使用这些算法开发的洞察力，以开发一个启发式识别一般的拓扑结构。仿真结果表明，我们的启发式优于最近提出的算法，使用距离测量拓扑发现。
2019-03-17 cs.NI
Gibbsian On-Line Distributed Content Caching Strategy for Cellular Networks
我们开发吉布斯采样为基础的技术，学习在蜂窝网络中的最佳内容放置。基站的集合分散在空间上，每个基站具有小区（可能与其他小区重叠）。移动用户根据某种流行度分布请求从有限的内容集合中下载。每个基站每次只能存储内容的严格子集;如果请求的内容在任何服务基站都不可用，则必须从回程下载。因此，出现了最优内容放置的问题，其可以最小化来自回程的下载速率，或者等效地最大化缓存命中率。使用类似的想法，吉布斯采样，我们提出了简单的顺序内容更新规则，决定是否存储在一个基站的内容在相邻基站的知识的基础上。更新规则被证明是渐近收敛到最佳的内容放置的所有节点。接下来，我们扩展的算法，以解决的情况下，内容流行度和小区拓扑结构最初是未知的，但估计新的请求到达基站。最后，在缓存命中率的改善表现出数值。
2017-11-06 cs.NI
Joint Distributed Link Scheduling and Power Allocation for Content Delivery in Wireless Caching Networks
在无线缓存网络中，内容分发方法的设计必须考虑随机用户请求、缓存状态、网络拓扑和干扰管理。在本文中，我们建立了一个无线缓存网络中的内容传输的一般框架，没有严格的假设，限制网络结构，传输链路和干扰模型。基于该框架，我们提出了一个动态的和分布式的链路调度和功率分配方案的内容分发，是由置信传播（BP）算法的辅助。该方案考虑了内容请求用户和潜在缓存节点，实现了无线缓存网络的三个关键目的：1）限制用户请求满足的延迟; 2）保持缓存节点的功率效率; 3）管理用户间的干扰。此外，我们解决了BP算法在我们的网络模型中的固有问题，提出了一个匹配算法的一对一链路调度。仿真结果表明，该方案提供了几乎相同的延迟性能的最佳方案，通过一个穷举搜索的代价是一个小的额外的功耗，并不需要在一个大规模的D2 D网络的聚类方法和正交资源。
2019-11-29 cs.NI cs.SY eess.SY
LOAM: Low-latency Communication, Caching, and Computation Placement in Data-Intensive Computing Networks
针对分散计算网络中资源分配未综合考虑拓扑、弹性资源、计算复用及非线性拥塞目标的问题，提出低延迟联合通信、缓存与计算部署框架LOAM，通过离线和在线算法解决NP-hard成本最小化问题，性能优于多个基线。
2024-03-23 cs.DC cs.NI
Taking A Free Ride for Routing Topology Inference in Peer-to-Peer Networks
对等（P2P）网络中，如果节点提供底层网络层路由拓扑结构，可以提高其性能。推断从一台终端主机到一组其他主机的网络层路由拓扑和链路性能的任务被称为网络断层扫描，它通常需要主机发送探测消息。我们设计了一种被动的网络断层扫描方法，不需要任何探测消息，并采取免费乘坐的数据流在P2P网络。它基于端到端时延相关估计（DCE）来推断路由拓扑，而不需要中间路由器的任何同步或合作。我们在真实的互联网环境中实现并测试了我们的方法，并取得了92%的准确率在拓扑恢复。我们还在OMNet++中进行了大量的仿真，以评估其在大规模网络上的性能，表明其拓扑恢复准确率约为95%。
2014-03-29 cs.NI
Fine-Grained AI Model Caching and Downloading With Coordinated Multipoint Broadcasting in Multi-Cell Edge Networks
State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources, School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University（替代电力系统与可再生能源电源国家重点实验室，电气与电子工程学院，华北电力大学）；China Satellite Network Group Shanghai Research Institute（中国卫星网络集团上海研究院）
针对6G边缘网络中AI模型体积大导致的缓存与传输难题，提出利用参数复用的细粒度缓存结合CoMP广播的系统，并设计带数据增强的分布式多智能体学习框架优化延迟，经理论与仿真验证收敛性能优异。
2025-10-06 cs.AI cs.LG cs.NI
MAC Centered Cooperation - Synergistic Design of Network Coding, Multi-Packet Reception, and Improved Fairness to Increase Network Throughput
我们设计了一个跨层的方法，以帮助开发一个合作的解决方案，使用多包接收（MPR），网络编码（NC），和介质访问（MAC）。我们构建了IEEE 802.11 MAC协议的行为模型，并将其应用于关键的小规范拓扑组件和它们的较大的对应物。从这个模型得到的结果与可用的实验结果与保真度相匹配。使用这个模型，我们表明，公平分配的IEEE 802.11 MAC可以显着阻碍性能，因此，我们设计了一个新的MAC，不仅大大提高了吞吐量，但提供公平的信息流，而不是节点。我们表明，NC，MPR，和我们的新MAC之间的合作实现了超加性增益高达6.3倍的路由与标准IEEE 802.11 MAC。此外，我们扩展的模型来分析我们的MAC的渐近和吞吐量行为的节点数量的增加或MPR能力仅限于一个单一的节点。最后，我们表明，虽然网络性能降低了大量的不对称或有限的MPR实施到一个中心节点，有一些重要的实际情况下，即使在这些条件下，MPR，NC，以及它们的组合提供显着的收益。
2011-07-19 cs.NI
Cooperative Edge Caching in User-Centric Clustered Mobile Networks
通过将文件主动存储在基站（BS），移动边缘缓存可以实现直接内容交付，而无需远程文件获取，这可以减少端到端延迟，同时减轻回程压力。为了在实践中有效地利用有限的缓存大小，可以利用合作缓存来利用缓存的多样性，通过允许用户在新兴的以用户为中心的网络架构下由多个基站服务。本文探讨了延迟最优的合作边缘缓存在大规模的以用户为中心的移动网络，其中的内容放置和集群大小的基础上优化的随机信息的网络拓扑结构，流量分布，信道质量，和文件的流行度。具体地，提出了一种基于最优带宽分配的贪婪内容放置算法，该算法能够以线性计算复杂性实现（1-1/e）最优性。此外，还研究了以用户为中心的最优簇大小，并给出了一个约束最大簇大小的条件，该条件反映了缓存分集和频谱效率之间的权衡。进行了大量的模拟分析验证和性能评估。数值结果表明，所提出的贪婪内容放置算法可以减少平均文件传输延迟高达50%的非合作和命中率最大计划相比。在此基础上，考虑不同系统参数的影响，讨论了最优聚类问题.
2017-10-24 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperative Edge Caching with Large Language Model in Wireless Networks
Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences（中国科学院自动化研究所）；Leicester International Institute, Dalian University of Technology（大连理工大学莱斯特国际学院）；School of Management, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学管理学院）；School of Computer and Communication Engineering, University of Science and Technology Beijing（北京科技大学计算机与通信工程学院）
本文提出基于大语言模型的集中式多基站缓存替换控制器，通过确定性文本到动作循环实现协同缓存替换，优于传统方法，在缓存容量、库大小、流行度偏斜和用户密度等方面表现出鲁棒性。
2026-04-02 cs.NI
On Edge Caching in the Presence of Malicious Users
在本文中，我们调查的问题，最佳的缓存放置在异构网络中的恶意移动用户的存在，其中小小区基站配备缓存，以减少整体回程负载。特别地，恶意用户旨在最大化回程处的文件拥塞，即，以最大化平均回程速率。对于该对抗模型，我们推导出异构网络可实现的平均回程速率。此外，我们从博弈论的角度研究了系统性能，自然地考虑了宏小区基站和恶意用户之间的零和Stackelberg游戏。然后，我们彻底调查的系统性能存在的对手，我们分析的系统参数，如网络拓扑结构和小小区基站的能力，在Stackelberg均衡的边缘缓存的整体性能的影响。我们的研究结果突出了恶意用户对网络整体缓存性能的影响，并进一步表明了在小小区基站上放置具有对抗意识的内容的重要性。
2016-05-24 cs.IT cs.NI math.IT
On Scalability of Wireless Networks: A Practical Primer for Large Scale Cooperation
一个直观的概述了各种类型的无线网络的可扩展性。简单的解析- tic参数在这里证明了其他作品中提出的缩放定律，以及以前没有考虑在文献中的条件。单播和组播消息，拓扑结构，层次结构，和可靠性协议的影响进行了讨论。我们展示了两个关键因素，瓶颈和擦除，通常可以支配网络的扩展行为。描述了吞吐量或延迟随发送节点数、接收节点数和文件大小的缩放。
2014-02-07 cs.IT cs.NI math.IT
Compressed Control of Complex Wireless Networks
未来的无线网络被设想为集成多跳、多运营商、多技术（m3）组件，以便以订户可接受的价格满足不断增长的业务需求。这种网络的性能取决于定义业务统计、网络拓扑/技术、信道特性和多运营商合作的商业模型的众多参数。到目前为止，这些方面的大部分已在文献中单独讨论。由于上述参数是相互依赖的，并且同时存在于网络中，因此对于给定的信道和业务统计，需要技术和商业模型参数的联合优化。在本文中，我们提出了这样的复杂无线网络的联合模型，并引入参数聚类的优化来解决问题，在一个易于处理的方式为大量的参数。通过参数聚类，我们压缩了优化向量，大大简化了系统实现，因此该算法被称为无线网络的压缩控制。介绍了两种不同的参数压缩技术，主要是参数吸收和参数聚合。以这种方式获得的数值结果表明，明确的最大网络效用作为网络拓扑参数的函数。结果表明，对于一个特定的网络流量卸载，多个运营商之间的合作决策将显着影响的流量动态。对于典型的示例场景，对于不同的交通模式，最佳卸载价格按系数3变化，这证明在决策过程中使用动态策略是合理的。此外，如果通过多运营商合作提高用户可用性，则网络容量可以增加高达50%，网络吞吐量可以增加30- 40%。
2016-12-15 cs.NI
B.O.D.Y.: Beyond-Overlay Deterministic topologY -- A Layer-2 Declarative Ground Truth for AIOps Pipelines under Fragmented Administrative Boundaries
Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）；GTECCOM；MídiaCom Laboratory（MídiaCom实验室）
提出B.O.D.Y.方法，通过多模态数据融合管道解决跨校区异构网络中的拓扑漂移和未管理物理段问题，为AIOps提供确定性的物理层地面真相。
2026-05-23 cs.NI
Analysis of Static Cellular Cooperation between Mutually Nearest Neighboring Nodes
蜂窝网络中的协作是一种很有前途的提高系统性能的方案。现有的工作认为，用户动态地选择站合作，为他/她的服务，但这种假设往往有实际的局限性。相反，协作组可以是预定义的和静态的，节点由固定的基础设施连接。为了分析这样一个潜在的网络，我们提出了一个分组方法的基础上节点的接近度。通过相互最近邻关系，我们允许形成单个和成对的节点。给定一个初始拓扑的车站，两个新的点过程的定义，一个为单打和一对。我们推导出这些过程的结构特征，并分析所产生的干扰场。当节点位置服从泊松点过程时，单节点和双节点的位置过程都不是泊松过程。然而，原始模型的性能可以通过两个购买力平价的叠加来近似。这允许导出覆盖概率的精确表达式。数值计算表明，从不同的信号合作，可以达到15%的覆盖增益相比，标准的非合作覆盖。分析是一般的，可以应用到任何类型的合作对发送节点。
2016-11-08 cs.IT cs.NI math.IT
A Distributed Satisfactory Content Delivery Scheme for QoS Provisioning in Delay Tolerant Networks
本文研究容迟网络中的内容转发问题。我们首先制定的内容交付互动作为一个非合作的满意度游戏。一方面，源节点寻求确保高于某个给定阈值的递送概率。另一方面，中继节点寻求最大化自己的收益。源节点向中继提供奖励（虚拟币），中继缓存并将文件转发到最终目的地。每个中继都面临着接受/拒绝缓存源文件的困境。协作由于缓存、携带和转发源文件而产生能量成本。然而，当中继站接受合作时，如果它成功地成为第一个将内容转发到目的地的中继站，则它可以接收一些奖励。否则，中继可能会收到一些惩罚的形式，一个恒定的遗憾，后一个参数的引入，使合作的激励。接下来，我们引入满意均衡（SE）的概念作为诱导博弈的解决方案。现在，源节点只对达到大于某个给定阈值的文件传递概率感兴趣，而中继节点则理性地行为以最大化其各自的收益。完整的刻画SE的纯和混合策略。此外，我们提出了两个学习算法，让球员（源/中继）达到SE策略。最后，进行了广泛的数值研究和一些学习模拟，以说明相互作用的节点的行为。
2016-08-18 cs.GT cs.NI
An Optimal Game Theoretical Framework for Mobility Aware Routing in Mobile Ad hoc Networks
在自组织的移动自组织网络中，节点属于不同的权威机构，自私行为是普遍存在的。由于节点之间的合作对于路由协议是必不可少的，因此已经提出了各种方法来激励自私节点之间的合作。为了提供足够的激励，这些方法中的大多数都向节点支付超过其实际参与成本的溢价。然而，它们导致相当大的超额付款。此外，为了简单起见，现有方法忽略了节点的移动性。然而，由于移动的性质，这种假设似乎是不切实际的。在本文中，我们提出了一个最佳的博弈理论框架，以确保适当的合作，移动感知路由的移动自组网。所提出的方法是基于多维最优拍卖，使我们能够考虑路径持续时间，除了路线成本。路径持续时间是最能反映节点移动性引起的拓扑变化的度量，在移动感知路由协议中得到广泛应用。此外，所提出的机制是最佳的，因为它最大限度地减少了总的预期付款。我们提供理论分析来支持我们的主张。此外，模拟结果显示，与最流行的现有方法相比，支付方面有显着改善。
2014-07-28 cs.GT cs.NI
Topology Inference with Multivariate Cumulants: The Möbius Inference Algorithm
关于通信网络的监视、管理和设计的许多任务依赖于路由拓扑的知识。然而，拓扑映射的标准方法（即，使用跟踪路由的主动探测）依赖于来自日益不合作的路由器的合作，从而导致信息丢失。网络断层扫描，它使用跨监控路径的附加链路度量（如延迟或日志数据包丢失率）的端到端测量，是一种可能的补救措施。网络断层扫描不需要路由器与traceroute探针合作，并且它已经被用来推断多播树的结构。本文更进一步。我们提供了一个层析成像的方法来推断底层路由拓扑的任意一组监控路径使用的联合分布的端到端的测量，而不作任何假设的路由行为。我们的方法，称为莫比乌斯推理算法（MIA），使用此分布的累积量来量化监测路径之间的高阶相互作用，并应用莫比乌斯反演来“解开”这些相互作用。除了MIA，我们还提供了一个更实用的变体，称为稀疏莫比乌斯推理，它使用各种稀疏矩阵来减少需要估计的累积量的数量和阶数。我们展示了我们的方法的可行性，使用合成的案例研究，基于现实世界的ISP拓扑结构。
2021-06-18 cs.NI eess.SP stat.AP
