TreeExplorer: a coding algorithm for rooted trees with application to wireless and ad hoc routing
ad hoc和无线路由协议中的路由表可以用有根树表示。路由协议中对这些树的通信和存储的不断需求要求高效的根树编码算法。这种效率是根据平均代码长度定义的，并且通过将平均代码长度与源的熵进行比较来测量算法的最优性。在这项工作中，TreeExplorer被介绍为一个易于实现的和近最佳的算法编码有根树结构。该方法利用树的叶子数作为选择最佳编码方法的指标。我们展示了如何TreeExplorer可以改善现有的路由协议的ad hoc和无线系统，这通常需要一个显着的通信开销。
2022-07-12 cs.IT cs.NI math.IT
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
Informed Network Coding for Minimum Decoding Delay
网络编码是无线网络中一种高效的数据分发机制。由于网络编码信息只能在递送足够数量的编码分组之后才能被恢复，因此所产生的解码延迟对于诸如实时媒体流传输之类的延迟敏感应用而言可能成为问题。出于这一观察，我们考虑了几种算法，最大限度地减少解码延迟，并通过仿真分析其性能。这些算法的不同之处在于所需的关于邻居缓冲区状态的信息以及使用这些信息来决定通过编码操作组合哪些分组的方式。我们的研究结果表明，一个贪心算法，其编码最大化的节点数，在编码的数据包是立即解码显着优于现有的网络编码协议。
2008-09-12 cs.IT math.IT
Coding Improves the Optimal Delay-Throughput Trade-offs in Mobile Ad-Hoc Networks: Two-Dimensional I.I.D. Mobility Models
在本文中，我们研究了移动ad-hoc网络的延迟吞吐量权衡下的二维的【形】i.i.d.。流动性模型。我们考虑两个移动性时间尺度：（i）快速移动性，其中节点移动性与数据传输处于相同的时间尺度;（ii）缓慢移动性，其中假设节点移动性发生在比数据传输慢得多的时间尺度。给定延迟约束$D,$，主要结果如下：（1）对于二维的【形】独立同分布在具有快速移动台的移动性模型中，每个源-目的地（S-D）对的最大吞吐量被示出为$O(\sqrt{D/n}),$，其中$n$是移动台的数量。(2)对于二维的【形】i.i.d.在慢移动台的移动模型中，每个S-D对的最大吞吐量为$O(\sqrt[3]{D/n}).$。（3）针对每种情况，我们提出了一种联合编码调度算法，以实现最优的延迟-吞吐量折衷。
2007-05-02 cs.IT cs.NI math.IT
Doped Fountain Coding for Minimum Delay Data Collection in Circular Networks
本文研究了分散的，喷泉和网络编码的基础上，以促进数据汇集的环形无线传感器网络，这依赖于数据存储的随机多样性的策略。目标是允许在随机位置和随机时间访问网络的数据收集器减少延迟收集。数据分发是由一组中继，形成一个循环路由交换源数据包。在路由的中继的传输范围内的存储节点使用随机分散策略线性地组合和存储偷听的中继传输。智能数据收集器首先从其附近的存储节点的子集收集编码分组的最小集合，这可能足以恢复原始分组，并且通过使用消息传递解码器，尝试从该集合恢复所有原始源分组。每当解码器停止时，重新开始解码的源分组从其原始源节点被轮询/掺杂。解码/掺杂过程的基于随机游走的分析通过对所需掺杂分组的数量的预测来消除收集延迟分析。当与理想孤子码度分布一起使用时，掺杂分组的数量可以令人惊讶地小，因此，当源节点的密度足够大时，掺杂策略可以具有最小的收集延迟。此外，我们证明了网络编码使传播更有效的代价是一个更大的收集延迟。毫不奇怪，相对于模型是随机几何图的网络，环形网络允许明显更易于（分析和其他方面）处理的策略。
2010-01-21 cs.IT math.IT
Revisiting XOR-based Network Coding for Energy Efficient Broadcasting in Mobile Ad Hoc Networks
在无线多跳网络中，网络编码通常用于提高全网广播的能量效率。在这项工作中，我们专注于XOR为基础的广播在移动ad hoc网络中的多个来源。我们观察到，共同的方法，这是受益于XOR网络编码与基于CDS的广播算法的协同作用，遭受性能故障。在深入研究这种协同作用的细节之后，我们将这种行为归因于底层广播算法的一个重要机制，称为“终止准则”。为了解决这个问题，我们提出了一个终止准则，是完全兼容的XOR编码。除此之外，我们重新审视XOR编码的内部原理。我们首先增强XOR编码与底层广播算法的协同作用，允许每个机制受益于其他可用的信息。通过这种方式，我们设法提高基于CDS的算法的修剪效率，而在同一时间，我们提出了一种方法，用于检测编码的机会，具有最小的存储和处理要求相比，目前的方法。然后，第一次，我们使用XOR编码作为一种机制，不仅提高能源效率，但也为减少端到端的延迟。我们验证了我们所提出的算法的有效性，通过广泛的模拟不同的场景。
2016-08-04 cs.IT cs.NI math.IT
Data Dissemination using Instantly Decodable Binary Codes in Fog-Radio Access Networks
考虑设备到设备（D2D）雾无线电接入网络，其中需要一组设备来存储一组文件。每个设备连接到云数据中心的子集，因此拥有数据的子集。本文研究了在减少通信总时间的同时在设备之间传播所有文件的问题，即，完成时间，使用即时可解码网络编码（IDNC）。虽然以前的研究在D2D系统中使用IDNC假设一个完全连接的通信网络，本文解决了更现实的情况下，设备只能在其传输范围内的目标设备的部分连接的网络。本文首先建立了选择传输设备和文件组合的最优联合优化模型，并说明了其求解的困难性。通过推导部分连通网络中各量之间的关系，利用著名的解码延迟方法来近似完成时间。本文介绍了合作图，并证明了放松的问题是等价于一个最大重量团的问题，在新设计的图，其中的权重是通过解决一个类似的问题上的本地IDNC图。大量的模拟表明，该解决方案提供了显着的性能增强，优于以前提出的基于IDN的计划。
2017-02-05 cs.IT math.IT
Transmission Capacity of Ad Hoc Networks with Spatial Diversity
本文推导出了中断概率和传输容量的adhoc无线网络的节点采用多天线分集技术，为一般类的信号分布。该分析允许系统性能被量化为衰落或非衰落环境。给出了具有路径损耗指数$α>2$的整个平面上的干扰受限均匀随机网络的传输容量，其中节点用途：（1）通过$M$扇区化天线的静态波束形成，对于该静态波束形成，如果天线没有旁瓣，则传输容量的增加被示出为$Θ(M^2)$，但是在非零旁瓣电平的情况下传输容量的增加较小;（2）动态特征波束形成（最大比率传输/组合），其中增加被示为$Θ(M^{\frac{2}α})$ ;（3）各种发射天线选择和接收天线选择组合方案，其给出可观但迅速减小的增益;以及（4）正交空时块编码，由于信道硬化，对于该正交空时块编码只有小的增益，等效于用于增加$m$的Nakagami- $m$衰落。它的结论是，在ad hoc网络中，静态和动态波束形成执行最好的，选择合并执行良好，但与快速递减的回报与增加天线，空时分组编码只提供边际收益。
2008-08-11 cs.IT math.IT
Adaptive Coding and Modulation Aided Mobile Relaying for Millimeter-Wave Flying Ad-Hoc Networks
针对地面站覆盖受限的毫米波无人机集群网络，提出ε-MOGA辅助的移动中继与自适应编码调制方案，显著提升端到端数据交付量。
2023-07-13 cs.IT math.IT
Capacity Scaling of SDMA in Wireless Ad Hoc Networks
我们考虑一个ad hoc网络中，每个多天线发送器发送独立的流到多个接收器中的泊松字段的接收器。针对空分多址（SDMA）的基本限制，给出了中断概率和传输容量的缩放定律。我们首先表明，超线性容量缩放的接收/发射天线的数量可以实现使用脏纸编码。然而，如果采用线性预编码，则多流、多天线通信的潜在益处迅速下降，从而在单天线接收器的情况下导致次线性容量增长。一个关键的发现是，接收天线阵列处理在SDMA ad hoc网络中是至关重要的，作为一种手段，以消除增加的残留干扰，并通过分集提高信号功率。
2009-01-16 cs.IT math.IT
On the Capacity Improvement of Multicast Traffic with Network Coding
在本文中，我们研究的贡献，网络编码（NC）在提高随机无线ad hoc网络的多播容量时，节点被赋予多包传输（MPT）和多包接收（MPR）的能力。我们表明，每个会话的吞吐量容量为$Θ(nT^{3}(n))$，其中$n$是节点的总数和T（n）是通信范围，可以实现作为一个紧密的约束时，每个会话包含一个恒定数量的汇。令人惊讶的是，当节点仅具有MPR和MPT能力时，可以实现相同的订单容量。这一结果证明，在网络中使用MPR和MPT时，NC不会对无线ad hoc网络的组播业务的有序容量做出贡献。这一结果与一般认为NC提高了组播的有序容量形成了鲜明的对比。此外，如果选择通信范围以保证网络中的连通性，即，$T(n)\ge Θ(\sqrt{\log n/n})$，则MPR和MPT的组合实现了$Θ(\frac{\log^{3/2} n}{\sqrt{n}})$的吞吐量容量，与具有相同数量目的地的点对点多播容量相比，其提供了$Θ(\log^2 n)$的订单容量增益。
2008-09-21 cs.IT math.IT
Multiple Key-cast over Networks
由Langberg和Effros [ITW 2022]引入的无噪声网络上的多播密钥传播问题，在这里称为“密钥投射”问题，捕获了在给定网络上向一组终端传播共享秘密随机密钥的任务。与传统的通信不同，其中消息必须从源传递到目的地（一个或多个）不变，键投射更灵活，因为键投射不需要在目的地节点处进行源重构。例如，分布式密钥可以是源本身可能不可恢复的源的混合。手头的工作考虑单源、多播网络编码设置中的密钥分发，即，“多键投射”问题。这里，不同的密钥将同时从单个源节点发送到多个终端集合，每个多播集合一个共享随机密钥。方案包括安全设置，其中只有源和预定目的地获得关于给定密钥的信息;和非安全设置，其中唯一的要求是一个密钥的知识不会泄露关于另一个密钥的信息。在这两种情况下，我们提出了组合条件的密钥分发和设计相应的多个密钥投方案。此外，我们还比较了有无信源重构限制下的多密钥投射率，前者对应于传统的通信形式，当信源重构放松时，密钥投射在速率上具有严格的优势。
2023-02-07 cs.IT math.IT
Robust Network Coding in the Presence of Untrusted Nodes
虽然网络编码可以是网络中信息传播的有效手段，但它非常容易受到“污染攻击”，因为即使是单个错误数据包的注入也有可能破坏给定目的地接收的每个数据包。即使在应用了适当的错误控制编码时，在许多有趣的实际情况下，对手也可以压倒代码的纠错能力。为了限制潜在对手的力量，引入了广播变换，其中节点被限制为每一代只有一个（广播）传输。在这种广播变换下，网络的多播容量从源和宿之间的边缘不相交路径的数量改变（通常减少）为内部不相交路径的数量。利用这一事实，我们提出了一个家庭的网络，其容量在很大程度上不受广播转型。这导致即使在存在对手的情况下，这样的网络也可以实现显著的传输速率。
2010-04-26 cs.IT cs.NI math.IT
One Packet Suffices - Highly Efficient Packetized Network Coding With Finite Memory
随机线性网络编码（RLNC）已经成为一个强大的工具，鲁棒的高吞吐量组播。投影分析-最近推出的技术-表明，分布式分组化RLNC协议实现（顺序）最佳和完美的流水线信息传播在许多设置。在RNLC的原始方法中，中间结点将所有可用信息编码在一起。这需要中间结点保持相当多的数据可用于编码。此外，它导致编码复杂度随着该数据的大小线性增长。虽然这已经被识别为一个问题，但组合排队理论和网络编码的方法迄今为止还没有提供中间节点处的网络编码的存储器需求的简洁表示。本文显示了令人惊讶的结果，在所有设置与连续的数据流，网络编码继续执行最佳，即使每个节点只有一个数据包被保存在活动内存中，并用于计算。这导致了一个非常简单的RLNC协议变体，大大降低了对计算和内存资源的要求。通过扩展的投影分析，我们表明，在所有的设置中，RLNC协议被证明是最佳的有限内存的变体同样表现良好。与原始投影分析相同，我们的技术适用于各种网络模型，包括高度动态的拓扑结构，这些拓扑结构可以随时以对抗的方式完全改变。
2011-02-15 cs.DS cs.IT math.IT
Multiple-Objective Packet Routing Optimization for Aeronautical ad-hoc Networks
在云之上提供因特网服务越来越受到关注，并且在这种情况下，航空{ \it{ad-hoc} }联网（AANET）构成了有前景的解决方案。然而，在大型ad hoc网络中的分组路由优化是相当具有挑战性的。本文提出了一种离散的$ε$多目标遗传算法在一个实施例中，可以使用用于联合地优化端到端延迟、端到端频谱效率（SE）和路径到期时间（PET）的$ε$（$ε$ -DMOGA），该路径到期时间指定在不重新优化路径的情况下可以依赖路由路径多长时间。利用专门为航空通信设计的基于距离的自适应编码和调制（ACM）方案来量化每个链路的可实现SE。此外，在每个节点的路由延迟也被纳入到多目标优化度量。我们的$ε$ -DMOGA辅助多目标路由优化验证了真实的历史飞行数据收集在澳大利亚领空的两个选定的代表日期。
2022-08-26 cs.IT math.IT
Coding Improves the Throughput-Delay Trade-off in Mobile Wireless Networks
我们研究了大规模无线自组织网络的吞吐量延迟性能权衡。已经表明，如果允许节点移动并且采用2跳中继方案，则每个源-目的地对的吞吐量可以从Theta（1/sqrt（n log n））提高到Theta（1）。这种吞吐量的提高所付出的代价是很大的延迟。实际上，在随机游走移动性模型下，2跳中继方案的延迟缩放是Theta（n log n）。在本文中，我们采用编码技术，以提高移动无线网络的吞吐量延迟权衡。对于随机移动模型，我们通过使用Reed-Solomon码将延迟从Theta（nlog n）改进为Theta（n）。我们的方法保持了移动性所获得的多样性，同时减少了延迟。
2009-08-28 cs.IT math.IT
Network Coding with Two-Way Relaying: Achievable Rate Regions and Diversity-Multiplexing Tradeoffs
本文讨论了在无线自组网中通过双向中继的多跳网络编码进行信息交换的基本特性。首先分析了时分多跳（TDMH）、MAC层网络编码（MLNC）和PHY层网络编码（PLNC）实现的端到端速率区域。结果表明，MLNC并不总是比TDMH获得更好的速率，TDMH和MLNC之间的分时能够实现更大的速率区域，PLNC主导TDMH和MLNC实现的速率区域。MLNC和PLNC的机会调度算法，然后提出了稳定的双向中继系统的泊松到达时，速率对是在MLNC和PLNC的香农速率区域。为了理解多跳网络编码的双向传输限制，还分析了在有或没有特定业务模式的情况下的和速率优化以及多个中继节点上的双向传输的端到端分集复用折衷（DMT）。
2009-02-13 cs.IT math.IT
On the Index Coding Problem and its Relation to Network Coding and Matroid Theory
\emph{index coding}问题由于其理论意义和在无线ad-hoc网络中的应用，近年来引起了研究界的极大关注。索引编码问题的一个实例包括持有一组信息消息$X=\{x_1,...,x_k\}$的发送方和一组接收方$R$。每个接收方$ρ=(x,H)\in R$需要获得消息$x\in X$，并且具有包括$X$的子集$H$的在先\emph{side information}。发送方使用无噪声通信信道将$X$中的消息编码广播到所有客户端。目的是找到一种编码方案，该编码方案最小化满足接收机对\emph{zero error}的需求所需的传输次数。本文分析了指数编码问题、更一般的网络编码问题和求拟阵的线性表示问题之间的关系。特别是，我们表明，任何实例的网络编码和拟阵表示问题可以有效地减少到一个实例的索引编码问题。我们的减少意味着网络编码和拟阵表示问题的许多重要属性结转到索引编码问题。具体来说，我们表明，\emph{vector linear codes}优于标量线性码和矢量线性码是不够的，以实现最佳的传输次数。
2008-10-01 cs.IT math.IT
Physical Layer Network Coding
与有线网络相比，无线网络的主要区别特征是其广播性质，其中由节点发送的信号可以到达若干其他节点，并且节点可以同时从若干其他节点接收信号。在当今的大多数无线网络中，该特征更多地被视为引起干扰的滋扰（例如，IEEE 802.11）。本文表明，网络编码的概念可以应用在物理层，把无线自组织网络的广播属性到一个容量提升的优势。具体来说，我们提出了一个物理层网络编码（PNC）计划，以协调节点之间的传输。与直接的网络编码（在数字比特流被接收后对它们执行编码算法）相比，PNC利用同时到达的电磁波（EM）的加性进行等效编码操作。在多跳网络中，与传统传输和直接网络编码相比，PNC可以分别实现100%和50%的吞吐量增加。更具体地，PNC的信息理论容量几乎是传统传输在实际感兴趣的SNR区域（高于0dB）中的两倍。我们相信这是第一篇在物理层冒险研究基于EM波的网络编码的论文，并展示了其提高网络容量的潜力。
2007-04-19 cs.IT math.IT
On the Tradeoffs of Implementing Randomized Network Coding in Multicast Networks
随机网络编码（RNC）大大降低了在大规模异构网络中实现网络编码的复杂性。本文探讨了两个权衡在应用RNC：第一个研究RNC的性能如何变化与节点的随机化能力。具体而言，有限的随机网络编码（L-RNC）方案-其中中间结点执行随机编码的基础上，只有有限数量的随机系数-提出了其性能界限进行了分析。这样的L-RNC方法适用于节点具有有限的计算/存储容量或者具有关于下游边缘连接性的模糊性（例如，如在adhoc传感器网络中）。这里研究的第二个权衡检查了广义RNC的可靠性和容量增益之间的关系，即，RNC的中断概率与源节点处的传输速率的关系。这种权衡表明，显着减少中断概率是可能的，当源故意发送，仅略低于网络容量。该方法为在有限域大小固定的情况下提高RNC的可行概率提供了一种有效的手段。
2009-02-18 cs.IT math.IT
Optimal Delay-Throughput Trade-offs in Mobile Ad-Hoc Networks: Hybrid Random Walk and One-Dimensional Mobility Models
在[23]中已经建立了二维i.i.d移动性模型的最佳延迟-吞吐量权衡，其中我们表明，当所需的延迟保证足够大时，可以使用无速率码实现最佳权衡。在本文中，我们将结果推广到其他的迁移模型，包括二维混合随机游动模型，一维独立同分布模型。迁移模型和一维混合随机游走模型。我们同时考虑了快速移动和慢速移动，并在一定条件下建立了最佳的延迟吞吐量权衡。联合编码调度算法也提出了实现最佳的权衡。
2007-05-02 cs.IT cs.NI math.IT
Index Coded - NOMA in Vehicular Ad Hoc Networks
车载自组织网络中对多媒体业务的需求日益增长，导致了高频谱利用率和网络拥塞。非正交多址（NOMA）是一种很有前途的无线通信技术，可以有效地解决频谱效率问题。索引编码（IC）是一种提高频谱利用率的有效方法，其中发送方的目标是以最少的传输次数满足多个接收方的需求。通过结合这两种方法，在这项工作中，我们提出了一种新的技术，称为索引编码NOMA（IC-NOMA），我们应用NOMA技术的索引编码的数据，以减少传输的数量进一步。这项工作表明，IC-NOMA系统需要一个特定的设计索引码，以获得NOMA的优势。我们已经做了可行性分析所提出的方法在一个一般的情况下，并提出了一个索引码的设计，集成IC在NOMA的最佳效率。通过详细的分析研究，它被验证，所提出的传输系统提供了改进的频谱效率和功率节省相比，传统的IC系统。
2021-10-21 cs.IT math.IT
Analysis and Optimization of a Frequency-Hopping Ad Hoc Network in Rayleigh Fading
本文提出了一种新的方法来优化存在瑞利衰落的跳频ad hoc网络。假设系统使用容量接近码（例如，Turbo或LDPC）和非相干二进制连续相位频移键控（CPFSK）调制。以传输容量为性能指标，对跳频信道数、CPFSK调制指数和码率进行联合优化。网络中的移动台被假定为均匀地位于有限区域内。给出了具有物理干扰信道的网络的中断概率的闭式表达式。中断概率首先被发现条件上的移动台的位置，然后平均的移动台的空间分布。传输容量是空间频谱效率的度量，从中断概率获得。考虑到CPFSK调制和容量逼近编码的约束，对传输容量进行了修正。提出了两种最大化输电容量的优化方法。第一种是蛮力法，第二种是梯度搜索算法。从优化获得的结果棚新的洞察到跳频信道的数量，调制指数，和纠错码的速率之间的基本权衡。
2012-07-14 cs.IT math.IT
Pricing Innovation Under Latency Constraints: A Mean-Field Analysis of Coded Payload Delivery
Optimum；Gauntlet
本文研究了在参与者奖励依赖于重建负载所需时间的低延迟负载交付场景中的定价机制，通过均场方法推导出价格-速率界限，并分析了不同传输模式下的经济价值转化。
2026-04-28 cs.IT math.IT
Coding, Scheduling, and Cooperation in Wireless Sensor Networks
我们考虑一个单跳数据收集传感器集群组成的一组传感器，需要定期向基站发送数据。我们希望最大化这个网络的生命周期。尽管我们的问题的设置非常简单，但事实证明，解决方案远非容易。复杂性源于几个竞争的系统级机会，以减少无线电传输中消耗的能量。首先，传感器数据在空间和时间上是相关的。分布式信源编码的最新进展使我们能够利用这些相关性来减少传输比特的数量，同时节省能源。第二，信道编码可用于通过增加传输时间来减少传输能量，这也是众所周知的。最后，传感器节点是合作的，不像在一个ad hoc网络中的节点，往往被建模为竞争，使我们能够充分利用前两个机会的目的，最大限度地提高集群寿命。在本文中，我们提出的问题，最大化的生命周期的最大-最小优化问题的约束下，成功的数据汇集和有限的能源供应在每个节点。通过引入瞬时解码的概念，我们能够将这个优化问题简化为一个联合调度和时间分配问题。我们表明，即使我们充分的简化，问题仍然是NP难的。我们为各种场景提供了一些算法，算法和洞察力。我们的主要贡献是说明联合信源-信道编码和调度所带来的挑战和收益。
2007-01-08 cs.IT math.IT
Joint Network Coding for Interfering Wireless Multicast Networks
干扰是无线网络容量限制的关键因素之一。ad-hoc无线网络的多播容量随着固定区域内发送和/或接收节点数量的增加而降低。数字网络编码（DNC）已被证明可以提高无干扰无线网络的多播容量。然而，最近提出的物理层网络编码（PNC）和模拟网络编码（ANC）已经表明，当冲突分组中的一个是先验已知的时，可以从两个分组的冲突中解码未知分组。利用这样的冲突解码方案，在本文中，我们提出了一个基于联合网络编码的合作重传（JNC-CR）计划，其中我们表明，ANC连同DNC可以提供一个更高的重传增益比通过ANC，DNC或自动重传请求（ARQ）为基础的重传。该方案可以应用于两个相互干扰的无线多播组。由于无线传输的广播性质，不同多播组的接收机可以机会性地监听并缓存来自干扰发射机的分组。这些缓存的数据包，以及接收器从其发送器接收的数据包，然后可以用于解码JNC数据包。通过仿真，我们验证了JNC具有更高的重传增益性能与最佳的DNC方案。
2011-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis and Optimization of Caching and Multicasting for Multi-Quality Videos in Large-Scale Wireless Networks
视频的有效传播是移动电信运营商的重要问题。在本文中，为了促进大规模的视频传播，我们研究了联合缓存和多播的多质量视频编码使用两种视频编码技术，即可伸缩视频编码（SVC），HEVC或H. 264在动态自适应流HTTP（DASH）分别，在大规模的无线网络。首先，对于每种类型的视频，我们提出了一个随机的缓存和组播方案，仔细反映了基于SVC的视频或基于DASH的视频描述层之间的关系。然后，对于每种类型的视频，我们推导出易于处理的表达式，成功的传输概率在一般和高用户密度区域，分别利用随机几何工具。分析结果表明，在高用户密度区域，当缓存概率增加时，具有一定质量的视频的成功传输概率相对于缓存概率的边际增加减小。接下来，对于每种类型的视频，我们考虑在高用户密度区域中的成功传输概率的最大化，这是一个具有非常大数量的优化变量的凸问题。我们提出了一个两阶段的优化方法，以获得一个低复杂度的近最优解，通过解决一个松弛凸问题和相关的包装问题。优化结果揭示了基于SVC的视频的层的缓存增益或基于DASH的视频的描述对其缓存概率的影响。最后，我们表明，所提出的解决方案，基于SVC和DASH的视频实现了显着的性能增益超过基线计划在一般和高用户密度区域，并展示了各自的操作区域，使用基于真实视频序列的数值结果。
2019-02-03 cs.IT math.IT
Gossiping with Multiple Messages
本文研究了多条信息在大型网络中的传播，其中用户以随机不协调的方式相互联系，用户每单位时间上传一条信息。潜在的动机是设计和分析的片选择协议的对等网络传播的文件分成几块。我们首先研究单边协议，其中片选择是基于发射机或接收机的状态。我们表明，任何这样的协议只依赖于推，或者只拉，是低效的，在传播所有的作品给所有用户。我们提出了一个混合单边片选择协议- INTERLEAVE -并表明，通过使用推和拉，它传播$k$片从一个单一的来源，$n$用户在$10(k+\log n)$的时间，同时遵守的约束，每个用户可以上传最多一块在一个单位的时间内，大$n$的概率很高。在这种情况下，最佳的、不切实际的集中式协议将花费$k+\log_2 n$时间。此外，如果源实现前向擦除编码，并且用户推送最新发布的编码片段（但不拉取），则有效的传播也是可能的。我们还研究双边协议，其中片选择是基于发射机和接收机的状态。我们表明，它是可能的传播$n$件$n$用户在$n+O(\log n)$的时间，从初始状态，每个用户有一个独特的一块。
2006-12-22 cs.IT cs.NI math.IT
Symmetric bilinear forms over finite fields with applications to coding theory
设$q$是奇素数幂，$X(m,q)$是$\mathbb{F}_q$上$m$维向量空间上的对称双线性型集.由一般线性群的作用引起的$X(m,q)$的划分产生了一个可交换的平移结合方案。我们给出了明确的表达式，该计划的特征值的线性组合的广义Krawtchouk多项式。然后，我们研究$d$ -码在这个计划中，即子集$X(m,q)$ $Y$的属性，对于所有不同的$A,B\in Y$，$A-B$的秩至少是$d$。我们证明了一个$d$ -码的大小的界限，并表明，在一定的条件下，一个$d$ -码的内部分布是由它的参数。给出了$d$ -码的构造，它们在作为$X(m,q)$子群的$d$ -码中是最优的.最后，对$X(m,q)$的每个子集$Y$，我们将$\mathbb{F}_q$上的两个经典码联系起来，证明了它们的汉明距离枚举数可以用$Y$的内部分布来表示.作为一个例子，我们得到的距离枚举的某些循环码，其中许多特殊的情况下，以前已经获得了使用长特设计算。
2014-10-27 cs.IT math.CO math.IT
Reliable Quantum Communications based on Asymmetry in Distillation and Coding
本文研究延迟-可靠性约束下的量子协议设计，提出结合间接传输（隐形传态与提纯）和直接传输（量子纠错）的混合方案，利用提纯产生的非对称性设计非对称量子纠错码，相比传统QEC在单链路和量子网络场景下提升了性能并缩减了码字尺寸。
2024-06-03 cs.IT math.IT quant-ph
Approximate Decoding Approaches for Network Coded Correlated Data
本文考虑了一个框架，其中来自相关源的数据传输的网络编码的帮助下，在ad-hoc网络拓扑结构。相关数据在传感器处独立编码，并且在中间结点处采用网络编码以提高数据传递性能。在这样的设置中，我们专注于在解码器的重建源的问题时，完美的解码是不可能的，由于损失或带宽瓶颈。我们首先表明，源数据的相似性，可以在解码器允许解码的基础上，一种新的和简单的近似解码方案。我们分析了网络编码参数，特别是有限编码域的大小对解码性能的影响。我们进一步确定的最佳字段大小，最大化的预期解码性能之间的权衡信息损失所招致的限制的源数据的分辨率和重建的数据中的错误概率。此外，我们表明，当源模型的准确性增加时，即使使用简单的近似解码技术，近似解码的性能也会提高。我们提供说明性的例子，我们的算法，可以部署在传感器网络和分布式成像应用程序的可能性。在这两种情况下，实验结果证实了我们的分析的有效性，并证明了我们的低复杂性解决方案的相关数据源的交付的好处。
2011-12-19 cs.IT cs.NI math.IT
