Delay-Based Back-Pressure Scheduling in Multihop Wireless Networks
在多跳无线网络中，调度是一种关键且具有挑战性的资源分配机制。这是众所周知的调度方案，有利于具有较大队列长度的链路可以实现高吞吐量性能。然而，由于众所周知的最后一个分组问题，这些基于分组长度的方案可能潜在地遭受大的（甚至无限的）分组延迟，由此属于某些流的分组可能由于缺乏后续分组到达而被过度延迟。基于延迟的方案有可能通过基于分组遇到的延迟来调度链路来解决这个最后分组问题。然而，表征这些基于延迟的方案的吞吐量最优性在多跳无线网络中很大程度上是一个开放的问题（除了在有限的情况下，流量是单跳）。在本文中，我们研究基于延迟的调度方案，多跳流量的情况下，固定的路由。我们开发了一个调度方案的基础上，一个新的延迟度量，并表明，该方案实现了最佳的吞吐量性能。此外，我们进行模拟，以支持我们的分析结果，并表明，基于延迟的调度成功地消除了过多的数据包延迟，同时它实现了相同的吞吐量区域的基于长度的方案。
2012-11-07 cs.NI cs.PF
Joint Routing, Scheduling And Power Control For Multihop Wireless Networks With Multiple Antennas
研究了多天线多跳无线网络的联合路由、调度和功率控制问题。我们扩展的问题和（次优）启发式求解方法JRSP MHWN单天线。我们提出了一个迭代的计划来计算链路容量（可达速率）的干扰环境中的网络使用SINR模型。然后，我们提出了解决JRSP问题的算法。这完成了一个可行的系统模型MHWN时，节点有多个天线。我们表明，我们实现的增益，通过使用多个天线在网络中是线性的最佳性能以及启发式算法的性能。
2011-10-03 cs.NI stat.CO
A Distributed Algorithm for Quality-of-Service Provisioning in Multihop Networks
提出了一种多跳无线网络中联合功率控制、路由和调度的分布式算法。该算法还为不同的用户提供了服务质量（QoS）保证，即端到端平均延迟保证和硬截止期限保证。它是容易实现的，并通过给本地动态优先级需要QoS的流，优先级是在节点处的队列长度的函数。我们提供了理论界的算法的稳定性。我们还比较了该算法的性能与其他现有的算法通过广泛的模拟，并证明其有效性，在提供QoS的需求。
2016-12-26 cs.NI
Throughput Optimizing Localized Link Scheduling for Multihop Wireless Networks Under Physical Interference Model
我们研究了无线网络中吞吐量最优的局部链路调度。链路调度的大多数结果假设二进制干扰模型，简化了实际无线通信中的干扰约束。虽然物理干涉模型更精确地反映了物理现实，但在物理干涉模型下，问题变得更加困难。在物理干扰模型下的链路调度方面，现有的研究成果很少，而在更实际的分布式或局部化调度方面的研究成果更少。在本文中，我们解决了复杂的物理干扰约束所带来的本地化链路调度的挑战。通过合作的分区和移位策略到挑选和比较计划，我们提出了一类本地化的调度算法，可证明的吞吐量保证受到物理干扰的限制。线性功率设置中的算法是第一局部化算法，其实现了经受物理干扰约束的最优容量区域的至少恒定部分。该算法在均匀幂设置是第一个局部化算法的最优解的对数逼近比。我们广泛的仿真结果证明了我们的算法的正确性和性能效率。
2013-01-24 cs.DC cs.NI
Quality-of-Service in Multihop Wireless Networks: Diffusion Approximation
我们考虑一个多跳无线系统。存在多个源-目的地对。来自源的数据可能必须通过多个节点。我们得到了一个信道调度策略，可以保证端到端的平均延迟为不同的业务流。我们表明，该政策的网络的稳定性收敛到一个流体的限制。这是难以获得的平稳分布的网络。因此，我们也提供了一个扩散近似下，这个计划在繁忙的交通。我们证明了网络标度过程的平稳分布收敛于布朗极限的平稳分布。这在理论上证明了系统的性能。我们提供模拟来验证我们的说法。
2018-11-26 cs.NI
Radio Resource Management for V2V Multihop Communication Considering Adjacent Channel Interference
本文研究了支持多跳通信的V2 V多播联合调度和功率控制问题。同时考虑了同频干扰和邻频干扰的影响。首先，我们以最大化网络中车辆的吞吐量和连通性为目标来解决问题。然后扩展相同的问题公式，以包括最小化延迟和信息的平均年龄（AoI）的目标，这是最新收到的消息的年龄。为了考虑公平性，我们还展示了最大化最坏情况下的吞吐量和连接性的问题公式。所有的问题都制定为混合布尔线性规划问题，它允许计算的最优解。此外，我们认为在所有的问题配方的链路故障的错误概率，并容纳满足一定的吞吐量/连接/延迟/AoI的概率要求。为了支持大规模的V2 V网络，提出了一种计算复杂度随网络规模而变化的分簇算法。针对调度器端信道信息为零的情况，提出了一种多跳分布式调度方案。
2019-08-12 cs.NI eess.SP
A Packet Scheduling Strategy in Sensor Networks with SGMH Protocol
传感器网络中的数据通信可能具有时间约束，如端到端截止日期。如果不满足最后期限，则在硬实时的系统中可能发生灾难，或者在软实时的系统中可能发生性能恶化。在实时的传感器网络中，由于对最坏情况时延的严格要求，通过重传恢复数据的次数应最小化。本文提出了在无线传感器网络节点级应用停走多跳协议（SGMH）进行调度，从而满足硬实时的路由要求。SGMH是一种分布式多跳分组传递算法。每个信道上的总可用带宽的分数被分配给几个流量类别，通过这些流量类别，从源到目的地遍历每个跳所花费的时间被限制。它是基于时间框架（TFR）的概念。在传感器网络中，数据包可以具有不同的延迟保证。可以为不同的业务类别分配多个帧大小。
2011-07-11 cs.NI
A Synchronous, Reservation Based Medium Access Control Protocol for Multihop Wireless Networks
我们描述了一个新的同步和分布式介质访问控制（MAC）协议的多跳无线网络，提供带宽保证单播连接。我们的MAC协议是基于时隙时分多址（TDMA）的架构，与多迷你时隙信令阶段调度数据传输时隙在下面的数据阶段。在帧的开始处解决争用允许带宽的有效利用。我们的协议基本上结合了TDMA架构的优点与IEEE 802.11 MAC协议的分布式预留机制，从而即使在高负载下也能很好地执行。我们在每个数据槽之前实现双向握手，以避免死锁，这是困扰802.11的现象。通过理论分析，我们得出了我们的MAC协议实现的系统吞吐量。我们实现了我们的MAC协议到ns-2模拟器，并通过大量的仿真证明其巨大的优越性，IEEE 802.11和同步MAC协议CATA。
2022-11-15 cs.NI
Trust-Aware Network Utility Optimization in Multihop Wireless Networks with Delay Constraints
许多资源分配问题可以用效用函数的约束最大化来表示。网络效用最大化（NUM）应用优化技术通过对偶或原始对偶方法实现分解。利用该框架可以对联合信源速率控制、路由和调度设计等重要问题进行优化。在这项工作中，我们引入了一个重要的网络安全概念，“信任”，到NUM制定和我们集成节点的信任值的优化框架。这些信任值基于网络实体之间的交互历史和基于社区的监视。我们的目标是避免路由数据包通过路径与恶意节点的比例很大。我们还为每个流量添加了端到端的延迟约束。引入延迟约束来捕获施加到每个业务流的服务质量（QoS）要求。
2016-05-09 cs.NI
Multi-Source Coflow Scheduling in Collaborative Edge Computing with Multihop Network
针对协作边缘计算中多源协同流调度问题，提出SCASA启发式算法，联合优化源选择和流顺序，最小化CCT总和，模拟实验显示较基准减少高达83%。
2024-05-29 cs.DC cs.NI
Near-Optimal Packet Scheduling in Multihop Networks with End-to-End Deadline Constraints
本文研究多跳网络中带端到端截止时间约束的数据包调度问题，证明在随机流量和适当最小链路容量条件下可设计近最优的(1-ε)-近似算法，并通过真实网络轨迹仿真验证其优于最坏情况算法。
2023-10-29 cs.NI math.OC
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
Biased Backpressure Routing for Multihop Wireless Networks with Heterogeneous Interfaces
DEVCOM Army Research Laboratory（美国陆军研发司令部陆军研究实验室）；Rice University（莱斯大学）
针对异构接口多跳无线网络，提出统一框架将接口分配转化为虚拟路由，联合求解路由与调度，采用多层SP-BP方案，在吞吐量、延迟和投递率上优于基线。
2026-09-09 cs.NI cs.SY eess.SP
Approximate Aggregate Utility Maximization in Multi-Hop Wireless Networks using Distributed Greedy Scheduling
在本文中，我们研究了贪婪调度在多跳无线网络中的性能，其中的目标是聚合效用最大化。按照标准的方法，我们考虑原来的优化问题的对偶。对偶可以最佳地解决，只有在网络中的最大独立集的知识。但极大独立集的计算是NP-难的。基于此，我们提出了一个分布式的贪婪启发式算法来解决链路调度问题。我们详细评估了分布式贪婪启发式算法对聚合效用最大化的影响，对于任意图的情况。我们提供了一些见解的因素影响总效用最大化的网络，通过提供相同的界限。我们给出了模拟结果的近似聚合效用最大化下实现分布式实施的贪婪启发式，并发现他们接近最大聚合效用使用最优调度。
2016-12-03 cs.NI
Pseudo-scheduling: A New Approach to the Broadcast Scheduling Problem
广播调度问题询问在共享介质上操作的广播收发器的多跳网络如何可以以在整个网络上进行通信的方式共享介质。这可以通过距离2着色（L（1，1）-标记，严格调度）自然地建模为图着色问题。这种着色很难计算，并且可能需要在图度中二次的颜色数量。本文介绍了伪调度，距离-2染色的松弛。给出并证明了计算颜色在图的度上为线性的伪调度的集中式和分散式算法。
2012-10-11 cs.DS cs.NI math.CO
Utility Maximization for Multihop Wireless Networks Employing BATS Codes
BATS（Batched Sparse）码是一类高效的随机线性网络编码变体，主要用于单通信流的多跳无线网络。对复杂的多流网络通信，我们制定了一个网络效用最大化（NUM）的问题，共同优化的BATS代码参数的所有流和网络调度。NUM问题采用了一个批量丢包模型，可以从网络本地统计数据中获得，而无需对丢包模式进行任何约束。此外，NUM问题允许针对流中的不同批次传输不同数量的重新编码的分组，这被称为自适应重新编码。由于可能的非凹目标和BATS代码相关的变量，现有的流优化问题的算法不能直接应用于解决我们的NUM问题。我们引入了一个两步算法来解决我们的NUM问题，其中第一步解决了非自适应编码方案的问题，第二步优化自适应编码的逐跳从上游到下游的每个流。我们进行了各种数值评估和模拟，以验证算法的有效性和效率。
2021-09-15 cs.IT cs.NI math.IT
Information Freshness in Multi-Hop Wireless Networks
我们认为，在多跳无线网络中的信息年龄最小化的问题，并提出三类政策来解决这个问题-平稳随机，年龄差异，和年龄债务。对于每个源-目的地对之间的固定路由的单播设置，我们首先开发了一个程序，以找到年龄最优的平稳随机策略。这些政策很容易实现，并允许我们获得平均AoI的封闭形式的表达式。接下来，对于相同的单播设置，我们开发了一类启发式策略，称为年龄差异，基于这样的想法，如果相邻节点试图减少他们的年龄差异，那么所有节点都将有更新。这种方法在实践中是有用的，因为它只依赖于节点之间的本地年龄差异来做出调度决策。最后，我们提出了一类称为年龄债务的策略，它可以处理1）非线性AoI成本函数; 2）单播，多播和广播流; 3）事先没有为每个流指定固定路由。在这里，我们将AoI优化问题转化为等价的网络稳定性问题，并使用李雅普诺夫漂移找到调度和路由方案，稳定网络。我们还提供了数值结果比较我们提出的类的政策与最知名的调度和路由方案在文献中提供了各种各样的网络设置。
2021-11-17 cs.NI
A Load Balancing Algorithm for Resource Allocation in IEEE 802.15.4e Networks
最近成立的IETF 6TiSCH工作组将IEEE 802.15.4e时隙信道跳变的高可靠性和低能耗与IPv6相结合，用于工业物联网。我们提出了一种分布式链路调度算法，称为本地投票，6TiSCH网络，适应网络条件的时间表。该算法试图通过信元重新分配来均衡链路负载（定义为队列长度与分配信元数的比值）。本地投票计算要由6TiSCH操作子层（6top）添加或释放的小区的数量。与文献中的代表性算法相比，本地投票同时提供高可靠性和低端到端延迟，同时消耗更少的能量。它的性能进行了检查，并在6TiSCH模拟器中的飞行算法进行比较，通过建模的工业环境与50个传感器。
2018-01-24 cs.NI
The Carrier Pigeon Internet Protocol: An Algorithmic (and Lighthearted) Perspective
TU Berlin（柏林工业大学）；Technion（以色列理工学院）
本文研究了利用信鸽作为网络链路层介质的算法设计，提出了一种在多跳情况下实现信鸽数量最小化的近似算法，探讨了信鸽通信的带宽优势及其在网络设计中的启发性意义。
2026-05-10 cs.NI
Exploiting the Past to Reduce Delay in CSMA Scheduling: A High-order Markov Chain Approach
最近几个基于Glauber动力学模型的CSMA算法已被提出用于多跳无线调度，作为可行的解决方案，以实现吞吐量最优，但实现简单。然而，它们的延迟性能仍然不能令人满意，这主要是由于底层马尔可夫链的性质，它对链路状态如何随时间演变施加了基本约束。在本文中，我们提出了一种新的方法，以更好的路由和延迟性能，基于我们的观察，该算法不需要是马尔可夫的，只要它可以实现在一个分布式的方式，实现相同的吞吐量最优，同时提供更好的延迟性能一般的网络拓扑结构。我们的方法取决于利用过去的状态信息观察到的本地链路，然后构建一个高阶马尔可夫链的可行的链路时间表的演变。我们表明，在理论和仿真，我们提出的算法，命名为延迟CSMA，增加了几乎没有额外的开销到现有的基于CSMA的算法，实现了吞吐量最优的链路权重作为本地队列长度的函数通常的选择下，也提供了更好的延迟性能，有效地“去相关”的链路状态过程（从而消除链路饥饿）在任何任意的网络拓扑结构。从我们广泛的模拟中，我们观察到，在我们的算法下的延迟往往可以减少20倍，在广泛的情况下，相比标准的基于Glauber动力学的CSMA算法。
2013-07-31 cs.NI cs.PF
Switched networks with maximum weight policies: Fluid approximation and multiplicative state space collapse
我们考虑一个排队网络，其中有限制的队列可以同时提供服务，这样的网络可以用来模拟输入排队交换机和无线网络。这种网络的调度策略指定在任何时间点服务哪些队列。我们考虑一个家庭的调度政策，有关的最大权重的政策Tassiulas和Ephremides [IEEE Trans.自动。Control 37（1992）1936- 1948]，用于单跳和多跳网络。我们指定了一个流体模型，并表明，流体规模的性能过程可以近似流体模型的解决方案。我们研究了临界负载下流体模型解的行为，并将不变状态表征为解决某个网络范围最优化问题的状态。我们利用流体模型的结果证明了乘性状态空间坍缩。我们的研究结果的一个显着特点是，他们不假设完整的资源池。
2012-03-06 cs.NI math.PR
Throughput Optimal Decentralized Scheduling of Multi-Hop Networks with End-to-End Deadline Constraints: II Wireless Networks with Interference
研究多跳无线网络中端到端截止期限约束下的去中心化调度问题，提出基于位置和年龄的路由调度策略以最大化吞吐量，强调其与传统稳定性的关键差异。
2017-09-12 cs.LG cs.NE cs.NI
Multiflow Transmission in Delay Constrained Cooperative Wireless Networks
研究了多流多跳协作无线网络中的能量有效传输问题。虽然合作的方法的性能增益是众所周知的，这些计划的组合性质，使得它很难设计有效的多项式时间联合路由，调度和功率控制算法。当网络中有不止一个流时，这变得更加如此。在文献中，许多作者已经证明，合作网络中的多流问题是一个NP-难问题。在本文中，我们制定的问题，作为一个组合优化问题，一般设置的$k$ -流，并正式证明，该问题不仅是NP-难的，但它是$o(n^{1/7-ε})$ inapproxmiable。据我们所知 *，这些结果提供了第一个这样的inapproxmiability证明在多流合作无线网络的背景下。我们进一步证明了在k = 1的特殊情况下，解是一条简单路径，并设计了一个多项式时间算法，用于联合优化路由，调度和功率控制。然后，我们使用该算法建立分析的上限和下限的最佳性能的一般情况下，$k$流。此外，我们提出了一个多项式时间的启发式计算的解决方案，一般情况下，并评估这种启发式在不同的信道条件下的性能，并对分析的上限和下限。
2012-02-27 cs.CC cs.NI
Distributed Algorithm for Dynamic Data-Gathering in Sensor Network
在WSN中，每个传感器负责感测环境条件并将其发送到一个或多个基站。电池供电的传感器受到传输这些感测数据所花费的能量的严重限制。然而，在中间传感器处的数据聚合（包括去除冗余数据）和聚合数据的转发降低了无线传感器网络中的总体能量消耗。通常，数据收集是指从各种传感器到一个或多个基站（BS）的感测数据的周期性收集的过程。能量有效的数据收集调度是提高无线传感器网络生命周期的关键。在本文中，我们提出了一种分布式算法来计算数据收集的时间表，旨在提高生命周期的无线传感器网络通过适当地选择能源效率的数据流路径从各种传感器的基站。对于一个多跳无线传感器网络与$n$传感器，该算法首先计算的时间步长$O(n^2)$的时间表，然后这个时间表定期更新的基础上的剩余能量和从BS收到的反馈。系统执行大约$\log(\mathcal{L})$时间表更新，其中$\mathcal{L}$是以数据收集轮数表示的系统的预期寿命。此外，每个更新过程都使用现有的活动计划（数据流路径）-因此仅消耗单个数据收集轮活动的一小部分。因此，这样的算法可以精确地结合由于更新和相关活动而导致的能量消耗。此外，我们的算法不假设任何全局知识的拓扑结构或各种传感器的位置。通过仿真研究，我们发现，我们提出的算法实现了显着更高的网络寿命相比，现有的数据流调度的基础上最小生成树（MST），最短路径树（SPT），加权根树（WRT）。
2013-10-15 cs.DC cs.NI
