An Approach for Controlling Faults in Wireless Sensor Networks Using Clustering
无线传感器网络由于能量、带宽和计算复杂性的限制，其容错控制是一个具有挑战性的问题。这些资源严重受限的节点在面临众多威胁的同时，负责数据汇集、数据处理、定位、时间同步聚合和数据转发等任务。控制和容忍这些威胁的有效方法之一是通过集群。提出了一种基于分簇和簇头选择的无线传感器网络故障控制新方法--高效故障控制机制。仿真结果表明，有效的故障控制机制具有更好的性能比国家的最先进的方法。
2014-07-07 cs.NI
Wireless Power Charging Control in Multiuser Broadband Networks
无线功率传输（WPT）技术的最新进展提供了一种具有成本效益的解决方案，可以在不中断使用的情况下对无线设备进行远程充电。在本文中，我们提出了一种有效的无线充电控制方法，利用频率分集在多用户宽带无线网络，以减少能源中断，并保持系统运行在一个有效的和可持续的状态。特别是，我们首先分析了充电控制方法的工作寿命的WPT使能的宽带系统的影响。在此基础上，提出了一种多准则的充电控制策略，该策略通过联合考虑无线设备的信道状态信息（CSI）和电池状态信息（BSI）来优化频率上的发射功率分配。在实际应用中，该方案通过一种新的有限CSI估计机制来实现，该机制嵌入了部分BSI，从而显著降低了CSI和BSI反馈的能量成本。仿真结果表明，在严格的发射功率约束下，该方法可以显著提高网络的生存时间。反过来，它也消耗较低的发射功率，以实现接近永久的网络操作比其他单一的基于标准的收费控制方法。
2015-03-25 cs.NI
Throughput Optimal Distributed Control of Stochastic Wireless Networks
Tassiulas和Ephremides的最大差异积压（MDB）控制策略已被证明是自适应地最大化具有随机流量到达和等待的多跳无线网络的稳定吞吐量。然而，MDB策略在具有相互干扰链路的无线网络中的实际实施需要分布式优化算法的开发。在基于CDMA的多跳无线网络的背景下，我们开发了一套基于节点的缩放梯度投影功率控制算法，它解决了MDB的优化问题，以分布式的方式使用低通信开销。由于这些算法需要时间来收敛到最优的邻域，因此只能随着时间的推移迭代地找到由MDB策略确定的最优速率。为此，我们表明，迭代MDB策略的收敛时间保持吞吐量最优。
2006-09-18 cs.NI
Demo Abstract: Fast Feedback Control and Coordination with Mode Changes for Wireless Cyber-Physical Systems
本摘要描述了反馈控制的首次公开演示，以及在动态多跳低功耗无线网络上的多个物理系统的协调，更新间隔为数十毫秒。我们的运行系统可以在不同的应用程序任务集之间动态地改变（例如，感测、致动、控制）在空间上分布的嵌入式设备上执行，而即使在那些所谓的模式变化中，闭环稳定性也是可证明的。此外，设备的任何子集都可以自由移动，只要无线网络保持连接，就不会影响闭环稳定性和控制性能。
2019-06-13 cs.NI
Performance evaluation of different optimization techniques for coverage and connectivity control in backbone based wireless networks
在本文中，性能评估的牛顿-拉夫森和共轭梯度方法进行了研究，比较最陡下降方法的覆盖和连接控制在骨干无线网络。为了设计这样的无线网络，主要的挑战是确保网络需求，例如网络覆盖和连接。为了优化覆盖和连通性，骨干节点将通过使用基于上述方法的移动性控制来重新定位。从而使网络自组织，自主地实现能量最小化配置。此外，通过使用MATLAB R2010 a进行仿真，基于优化的成本、迭代次数和经过的时间（即执行算法所花费的总时间）对方法进行比较。
2015-06-14 cs.NI
Flow Control and Scheduling for Shared FIFO Queues over Wireless Networks
我们研究了无线网络中先进先出（FIFO）队列的性能。我们的特点的稳定区域的一般情况下，任意数量的FIFO队列，这是由一个无线介质，由任意数量的流共享。一般情况下，该系统的稳定区域是非凸的。因此，我们开发了一个凸的内界的稳定区域，这是可证明的紧在某些情况下。内界的凸性允许我们开发一个资源分配方案; dFC。基于dFC的结构，我们提出了一种随机流控制和调度算法：qFC。我们表明，qFC达到凸内界的最佳工作点。仿真结果表明，我们的算法显着提高了无线网络的吞吐量与FIFO队列，相比，著名的基于队列的流量控制和最大权重调度。
2016-01-27 cs.NI
Utilizing Mobile Nodes for Congestion Control in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中的拥塞控制和拥塞避免是近十年来引起广泛关注的研究课题。除了速率和资源控制之外，移动节点的利用也被建议作为控制拥塞的一种方式。在这项工作中，我们提出了一个移动拥塞控制（MobileCC）算法有两个变化，以协助现有的拥塞控制算法在面对拥塞的无线传感器网络。第一种变化采用移动节点，创建本地重要的替代路径，导致汇。第二种变化采用移动节点，创建完全独立的（不相交的）路径的汇。仿真结果表明，这两种变化可以显着有助于缓解拥塞的无线传感器网络。
2019-03-21 cs.NI
Controller selection in a Wireless Mesh SDN under network partitioning and merging scenarios
在本文中，我们考虑一个无线网状网络（WMN）集成SDN原则。根据我们在以前的工作中介绍的wmSDN（无线网状SDN）架构，无线网状路由器（WMR）是支持OpenFlow的交换机，可以由SDN控制器控制。我们考虑的问题，控制器选择的情况下，间歇性的连接。我们假设，随着时间的推移，单个WMN可以分裂成两个或更多个分区，并且单独的分区可以合并成一个更大的分区。我们假设一组SDN控制器可以潜在地控制WMR。在给定的时间，只有一个控制器应该是WMR的主控制器，并且根据某些度量，它应该是最合适的一个。我们认为，最先进的解决方案，分布式控制器之间的“主选举”是不适合在网状网络环境中，因为它们很容易受到不一致。我们设想了一个“主选择”的方法，这是在每个WMR的控制下，并保证在给定的时间只有一个控制器将是一个WMR的主人。我们设计了一个特定的主机选择程序，该程序在WMR中执行的控制逻辑方面非常简单。我们已经实现了所提出的解决方案，并将其部署在网络仿真器（CORE）和两个物理无线测试平台（NITOS和wiLab.t）的组合。
2014-06-10 cs.NI
Load Repartition for Congestion Control in Multimedia Wireless Sensor Networks with Multipath Routing
无线传感器网络在我们日常生活中至关重要的几个应用中具有巨大的潜力。视频传感器能够改善这些应用中的许多应用，其中需要适应无线传感器网络和视频传输特定特性的新方法。这项工作的目的是提供必要的带宽，以减轻拥塞问题的视频流。在本文中，我们研究了各种负载再分配策略的拥塞控制机制上的多路径路由功能。为了深入了解我们的建议的性能进行模拟。
2008-10-07 cs.NI
A Control and Management Network for Wireless ATM Systems
本文描述了一个移动无线异步传输模式（ATM）网络的控制和管理网络（orderwire）的设计。这种移动无线ATM网络是快速部署无线电网络（RDRN）的一部分。指令线系统由覆盖在移动无线ATM网络上的分组无线电网络组成，该网络中的每个网络单元使用全球定位系统（GPS）信息来控制提供空间复用的波束形成天线子系统。本文还提出了一种新的虚拟网络配置（VNC）算法预测网络配置。讨论了一种基于VNC的移动ATM专用网-网接口（PNNI）。最后，作为系统实现的前奏，讨论了订单线系统的MATRIX仿真结果。
1999-04-22 cs.NI
Medium Access Control for Wireless Sensor Networks based on Impulse Radio Ultra Wideband
本文详细描述了基于脉冲无线电超宽带（IR-UWB）物理层（PHY）的无线传感器网络分布式介质访问控制（MAC）协议的性能评估。两个主要类别的媒体访问控制协议已被认为是：时隙和非时隙的可靠性。可靠性基于自动重传请求（ARQ）。性能评估是使用一个完整的无线传感器网络（WSN）的全球移动信息系统模拟器（GloMoSim）上建立的模拟器。首先从时隙大小、重传时延和重传次数等方面讨论了IR-UWB的最佳工作参数，然后从可靠性、时延和功率效率等方面比较了IR-UWB与其他传输技术的性能。
2010-02-02 cs.NI
Efficient and Secure Routing Protocol for Wireless Sensor Networks through Optimal Power Control and Optimal Handoff-Based Recovery Mechanism
无线传感器网络（WSN）技术的进步已经提供了具有感测各种类型的物理和环境条件、数据处理和无线通信的能力的小型和低成本传感器的可用性。在无线传感器网络中，传感器节点的传输距离有限，其处理和存储能力以及能量资源也有限。改进的三重仲裁系统（MTUS）在无线传感器网络中已经证明了其更好的性能。在本文中，我们扩展了MTUS，将最佳的信号噪声比（SNR）为基础的功率控制机制和最佳的自恢复功能，形成一个有效的和安全的无线传感器网络路由。使用Glomosim-2.03仿真器进行的广泛调查研究表明，具有最佳功率控制机制的高效安全路由协议（ESRP）和基于自恢复的自恢复可以显着降低功耗。
2015-12-24 cs.NI
Node-Based Optimal Power Control, Routing, and Congestion Control in Wireless Networks
我们提出了一个统一的分析框架内，无线网络的功率控制，速率分配，路由，和拥塞控制可以在一个连贯和综合的方式进行优化。我们考虑一个多商品流模型的干扰限制的物理层计划中，功率控制和路由变量的选择，以尽量减少凸链路成本的总和，例如，排队延迟。分布式网络的算法，其中联合功率控制和路由进行逐节点的基础上。我们表明，通过适当选择参数，这些算法可以以有限的成本从任何初始点迭代收敛到全局最优解。接下来，我们研究了更精确的链路容量模型的算法的改进，并将结果扩展到无线网络中，其中物理层可达速率区域由任意凸集给出，并且链路成本是严格拟凸的。最后，我们证明，拥塞控制可以无缝地纳入我们的框架，使算法开发的功率控制和路由可以自然地扩展到优化用户输入速率。
2007-09-18 cs.NI
Wireless Sensor/Actuator Network Design for Mobile Control Applications
无线传感器/执行器网络（WSANs）是新兴的新一代传感器网络。作为控制应用的骨干，WSAN将实现前所未有的分布式和移动控制。然而，无线通信的不可靠性和控制应用的实时性要求提出了巨大的挑战，WSAN的设计。针对移动控制应用中WSAN的可靠性问题，提出了一种应用级WSAN设计方法。该解决方案是通用的，因为它独立于底层平台、环境、控制系统模型和控制器设计。为了捕捉链路质量特性的丢包率，实验进行了一个真正的WSAN系统。从实验观察，提出了一种简单而有效的方法来处理不可预测的数据包丢失的执行器节点。基于轨迹的仿真结果表明了该方法的有效性。
2008-06-10 cs.NI
The Wireless Control Plane: An Overview and Directions for Future Research
软件定义网络（SDN）已成功部署在复杂数据中心的管理中，最近已被纳入无数的5G网络中，以智能管理各种异构无线设备、软件系统和无线接入技术。因此，SDN控制平面需要直接或间接地与无线数据平面进行无线通信。无线SDN控制平面（WCP）中的不确定性使其设计具有挑战性。两种WCP方案（直接WCP，D-WCP和间接WCP，I-WCP）都已被纳入最近的5G网络;然而，缺少对其设计原则和设计限制的讨论。本文介绍了WCP设计（I-WCP和D-WCP）的概述，并通过回顾其在最近5G网络中的部署来讨论其复杂性。此外，为了便于合成一个强大的WCP，本文提出了一个通用的WCP框架，使用深度强化学习（DRL）的原则，并提出了未来的研究路线图。
2018-10-08 cs.NI
Flow-Level Stability of Wireless Networks: Separation of Congestion Control and Packet Scheduling
现在公知的是，如果使用基于阿尔法公平拥塞控制和背压的调度和路由，则具有文件到达和离开的无线网络是稳定的。在本文中，我们研究是否？阿尔法公平拥塞控制对于流级稳定性是必要的。我们表明，即使是非常简单的拥塞控制机制，如一个固定的窗口大小的计划，限制了允许进入流的入口队列的数据包的最大数量，可以确保稳定性。我们的研究结果的一个关键因素是使用的队列长度作为链接权重的多项式之间的差异。这个结果让人想起CSMA算法的结果，但原因完全不同。
2012-09-25 cs.NI
Joint Scheduling and Transmission Power Control in Wireless Ad Hoc Networks
在本文中，我们研究了如何确定并发传输和每个链路的传输功率水平，以最大限度地提高频谱效率和最小化的能量消耗在无线自组织网络。当节点密度趋于无穷大且网络面积无界时，确定了最优的联合传输分组调度和功率控制策略。基于渐近分析，我们确定的无线网络的基本容量限制，受能量消耗约束。我们提出了一个调度和传输功率控制机制，以接近最佳的解决方案，以最大限度地提高频谱和能源效率在一个实际的网络。基于我们在[1]中提出的MAC框架，提出了所提出的调度和传输功率控制方案的分布式实现。仿真结果表明，该方案实现了40%以上的吞吐量比现有的计划。此外，使用所提出的方案的能量消耗是使用现有的节能MAC协议消耗的能量的约20%。
2017-06-18 cs.NI
Density Controlled Divide-and-Rule Scheme for Energy Efficient Routing in Wireless Sensor Networks
分簇路由技术是无线传感器网络中最常用的路由技术。由于无线传感器网络应用需求的变化，有效的能量利用路由协议仍然是一个潜在的研究领域。在这项研究工作中，我们介绍了一种新的节能集群路由技术。在这种技术中，我们试图克服的问题，覆盖孔和能量孔。在我们的技术中，我们通过引入密度控制的均匀分布的节点和固定的最佳数量的簇头（CH）在每一轮控制这些问题。最后通过MATLAB仿真实验结果验证了该方法的有效性。
2013-03-26 cs.NI
QoS Provision for Controlling Energy Consumption in Ad-hoc Wireless Sensor Networks
自组织无线传感器网络是一种节点相互连接的体系结构，每个节点都具有其主要的传感器、计算和通信能力。无线自组织传感器网络能量受限导致网络寿命较短，拓扑效率较低。本文提出了一种基于服务质量的节能控制方法，其主要目的是通过寻找满足服务质量要求的最优路由来降低节点的能量消耗，并利用服务质量技术来寻找节点数据包传输和能量消耗的最优方法。
2019-12-10 cs.NI
Wireless Full-duplex Medium Access Control for Enhancing Energy Efficiency
近年来已经见证了电池供电的移动设备的激增，例如，智能手机、平板电脑、传感器和膝上型电脑，这导致对具有高能效的高容量无线通信的显著需求。在提供效率的技术中有全双工无线通信。全双工无线通过利用有限的频率资源同时发送上行链路和下行链路数据来增强容量。以往对全双工无线的研究主要集中在网络容量的加倍，而在本文中，我们讨论全双工无线也可以提供更高的能源效率。我们提出了低功率通信的无线全双工（LPFD），专注于全双工通信持续时间成为一半的半双工通信持续时间的事实。在LPFD中，通过使用无线通信终端中提供的收发器被关断的睡眠状态，无线通信终端的功耗被降低，并且无线全双工中的能量效率被提高。仿真结果表明，通过LPFD实现的能量效率高达约17.3倍，高于现有的全双工媒体接入协议实现的能量效率。此外，它比使用半双工通信的省电模式的能量效率高约27.5倍。
2017-03-31 cs.NI
Multi-hop Energy-efficient Control for Heterogeneous Wireless Sensor Networks Using Fuzzy Logic
无线传感器网络（WSN）由于传感器节点内部电池容量有限，存在严重的能量约束。这些限制刺激了旨在增加这些网络的稳定期和寿命的节能策略的发展。在本文中，我们提出了一个集中式的控制，以选出更合适的簇头，假设三个层次的异构性和多跳簇头之间的通信。集中式控制采用k-means算法负责簇的划分，采用模糊逻辑选举簇头并选择最佳通信路由。研究结果表明，该方法可以增加无线传感器网络的稳定期和生命周期。
2014-01-21 cs.NI
UniFlex: Accelerating Networking Research and Experimentation through Software-Defined Wireless Networking
用于计算机网络的经典控制和管理平面正在解决单个无线网络设备内的协议层的单个参数。我们认为，这是不够的，在增加部署的高度可重新配置的系统，以及异构的无线系统共存于同一个无线电频谱，需要协调，甚至协调的多个参数在不同的协议层（跨层）在多个网络设备（跨节点）的适应阶段。我们提出了UniFlex，一个框架，使统一和灵活的无线电和网络控制。它提供了一个API，可以在多个网络节点上实现协调的跨层控制和管理操作。控制器逻辑可以以集中式或分布式方式实现。这允许将时间敏感的控制功能放置在受控设备附近（即，本地控制应用程序），将更多资源消耗的网络应用程序卸载到计算服务器，并使它们一起工作以控制整个网络。UniFlex框架是原型实现的，并作为开源提供给研究社区。我们在一些用例中评估了该框架，证明了它的可用性。
2016-11-10 cs.NI
Optimal Control of Wireless Computing Networks
增强信息（AgI）服务允许用户消费由处理源信息以创建实时增强价值的服务功能链的执行产生的信息。应用包括遥感数据的实时分析、实时计算机视觉、个性化视频流和增强现实等。我们考虑的问题，AgI服务的最佳分布在无线计算网络中，其中节点都配备了通信和计算资源。我们的无线计算网络容量区域的特点和设计一个联合流调度和资源分配算法，稳定底层排队系统，同时实现网络成本任意接近最小值，在网络延迟的权衡。我们的解决方案捕获AgI服务的独特链接和流量缩放方面，同时利用无线信道上的广播方法编码方案的使用。
2017-10-27 cs.NI
A Hop-by-hop Cross-layer Congestion Control Scheme for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中的拥塞可能导致数据包丢失、吞吐量降低和能量浪费。针对这一问题，提出了一种基于竞争的MAC协议的逐跳跨层拥塞控制方案（HCCC）。HCCC根据MAC层的信道信息，包括缓存占用率和本地节点的拥塞程度，动态调整MAC层的信道接入优先级和节点的数据传输速率，以解决拥塞问题。已经进行了模拟比较HCCC对密切相关的现有计划。结果表明，HCCC在丢包率、吞吐量和能量效率方面具有相当大的优势。
2011-12-31 cs.NI
Distributed Association Control and Relaying in MillimeterWave Wireless Access Networks
在毫米波无线网络中，快速变化的无线信道需要快速和动态的资源分配机制。这个挑战由此通过分布式方法来解决，该分布式方法最优地解决了联合客户端关联和中继的基本资源分配问题。该问题被视为一个多任务优化问题，通过一系列的变换，建立了一种新的求解方法，从而得到一个易于处理的最小费用流问题。该方法允许设计分布式拍卖解决方案的算法，其中客户端和中继异步动作。新算法的计算复杂性远优于集中式通用求解器。结果表明，该算法总是收敛到一个解决方案，最大限度地提高总的网络吞吐量在所需的范围内。理论和数值计算结果表明，许多有用的性能相比，标准的方法和潜在的应用，即将毫米波无线接入网络。
2013-07-29 cs.NI
Congestion Control Protocol for Wireless Sensor Networks Handling Prioritized Heterogeneous Traffic
异构的应用程序可以同化在同一个无线传感器网络的帮助下，现代的微尘，有多个传感器板上的一个无线电板。从这种类型的微尘产生的不同类型的数据可能有不同的传输特性的优先级，传输速率，所需的带宽，可容忍的数据包丢失，延迟需求等考虑到传感器网络组成的多用途节点，在本文中，我们提出了优先级异构的面向拥塞控制协议（PHTCCP），确保有效的速率控制优先级异构流量。我们的协议使用队列内和队列间的优先级，以确保可行的异构数据的传输速率。它还通过使用动态传输速率调整来保证有效的链路利用率。详细的分析和仿真结果，以及我们的协议的描述，以证明其有效性，在处理优先级的异构流量在无线传感器网络。
2008-12-12 cs.NI
Clustering Based Topology Control Protocol for Data Delivery in Wireless Sensor Networks
由于传感器节点能量有限且不可再生，直接影响网络的寿命，因此如何优化传感器节点的能量一直是无线传感器网络研究的热点。现有的技术用于优化能量消耗是基于利用节点冗余，自适应无线电传输功率和拓扑控制。拓扑控制协议对网络的生命周期、可用能量和连通性有着重要的影响。在本文中，我们将传感器节点分为强节点和弱节点的基础上，他们的剩余能量以及操作寿命，并提出了一个基于分簇的拓扑控制协议（CTCP），延长网络的生命周期，同时保持最小的连接。在Java-Simulator（J-Sim）中进行的大量仿真表明，该协议在网络生命周期、平均延迟和能量利用率等性能指标上均优于现有协议。
2013-01-23 cs.NI
A Non-Cooperative Game Theoretical Approach For Power Control In Virtual MIMO Wireless Sensor Network
在无线传感器网络中，节点的寿命依赖于电池供电，因此电源管理是其中一个重要的问题。以高功率传输会降低节点和网络的寿命。功率管理的一种有效方式是控制节点发送的功率。针对虚拟多输入多输出无线传感器网络（VMIMO-WSN）的通信结构，提出了基于博弈论的传感器节点功率控制方法。博弈论的使用已经激增，在无线传感器网络中有着广泛的应用。从博弈论的方法可以用来优化节点级以及网络范围内的性能。这里的博弈被归类为不完全信息博弈，其中节点没有关于其他节点所采取的策略的完整信息。针对虚拟多输入多输出无线传感器网络结构，利用纳什均衡来确定节点的最优发射功率，以最大化节点的效用.结果表明，考虑VMIMO-WSN架构的博弈论方法实现了最佳的效用，消耗更少的功率。
2010-07-29 cs.NI
An Algorithm to Improve Performance over Multihop Wireless Mesh Network
传输控制协议（TCP）是互联网中使用的主要可靠传输协议。如何提高TCP在多跳环境下的性能是无线Mesh网络的研究热点之一。无线网状网络具有大的往返时间变化，并且这些变化取决于跳数。在无线mesh网络中，当拥塞丢失和无线丢失同时存在时，丢弃的数据包数量会增加，对TCP及其拥塞控制机制产生不利影响，导致吞吐量降低。在这里，我们设计了一个新的TCP方案的多跳无线网状网络，通过修改发送端的拥塞控制功能的TCP NewReno，这是朝着提高TCP的性能调整。仿真结果表明，在多跳无线mesh网络中，TCP SAC比TCP NewReno、Reno、Sack和Vegas具有更高的性能。
2013-05-10 cs.NI
Coordination-based Medium Access Control with Space-reservation for Wireless Ad Hoc Networks
移动设备中的高效无线电频谱利用和低能耗对于开发下一代无线网络至关重要。本文提出了一种新的媒体访问控制（MAC）机制，以提高频谱效率，降低能量消耗的无线自组织网络。分布在网络区域中的一组协调器节点基于来自源节点的传输请求，周期性地为网络中的所有数据传输/接收调度无竞争时隙。相邻的协调器交换调度信息以有效地增加空间频谱重用并避免传输冲突。此外，所提出的MAC方案允许节点在其不发送/接收分组时将其无线电接口置于睡眠方式，以便减少能量消耗。仿真结果表明，该方案实现了显着更高的吞吐量，并具有显着降低能耗相比，现有的计划。
2015-10-19 cs.NI
Design and Implementation of a Wireless Sensor and Actuator Network for Energy Measurement and Control at Home
本文介绍了一种无线传感器和执行器网络的设计，实现和测试，用于监测家用电器的能源使用。该网络包括能量测量节点和中央服务器，其中节点读取连接的电器的能量使用，并将其读数无线报告给中央服务器以进行处理。服务器通过用户可视界面实时的显示来自这些节点的读数。通过这个系统，用户可以很容易地了解他们的用电模式，并调整他们的行为，以减少他们的能源消耗和成本。此外，用户能够远程打开/关闭各个设备，以主动控制某些电器的电力使用。该系统允许家庭能源使用的廉价监控，并说明了一个实用的方法来控制通过用户交互的能源消耗。
2013-04-11 cs.NI
Threshold-Controlled Global Cascading in Wireless Sensor Networks
我们研究了随机几何网络中阈值控制（复用）传播的级联动力学。我们发现，这样的本地动态可以作为一个有效的，强大的，可靠的原型激活协议在传感器网络中响应各种报警情况。我们还考虑了在一个修改后的网络上增加一些长距离通信链路，从而形成一个小世界网络的相同动态。我们发现，这样的建设可以进一步提高和优化网络的响应速度，同时保持在一个可管理的水平的能源消耗。
2006-06-12 cs.NI
Fronthaul-Aware Software-Defined Wireless Networks: Resource Allocation and User Scheduling
软件定义网络（SDN）提供了一种灵活且可编程的方式来通过控制-数据平面分离来优化无线电接入网络。然而，要想获得无线SDN的好处，关键在于充分利用有限的无线前传容量。在这项工作中，前端感知的资源分配和用户调度问题进行了研究。为此，提出了一种双时标前传感知SDN控制机制，其中控制器通过在长时标中强制执行粗略相关均衡来最大化时间平均网络吞吐量。随后，利用控制器的建议，每个基站在短时间尺度内使用李雅普诺夫随机优化来调度其用户，即，在每个时间段。仿真结果表明，在SDN控制器的帮助下，网络吞吐量显著提高，延迟降低高达40%。此外，对于更密集的网络部署，收益更为明显。
2017-10-30 cs.NI
Congestion Control and Routing over Challenged Networks
本论文主要研究无线移动通信网络中新型的最优路由和速率控制算法的设计与分析。到目前为止，拥塞控制和路由算法已经针对有线或无线网状网络进行了设计和优化。在这些网络中，最优算法（在吞吐量最大化或延迟最小化或网络操作成本最小化的意义上是最优的）可以基于经典的时间尺度分解假设来设计，即网络的动态足够快，使得这些算法基本上看到平均值，或者足够慢，可以跟踪任何变化，以允许算法随时间而适应。然而，随着技术进步使得能够将越来越多的移动节点集成到通信网络中，任何基于例如平均无线移动链路的容量或跟踪瞬时容量的速率控制或路由算法将执行得很差。在我们的解决方案中的共同元素，工程有效的路由和速率控制算法的移动无线网络是使无线移动链路看起来好像他们是有线或无线链路，但很少有节点直接看到的移动链路（无论是移动或节点，可以发送到或从移动接收）通过适当使用排队结构在这些选定的节点。这种方法使我们能够设计端到端的速率控制或无线移动网络的路由算法，使平均也不瞬时跟踪是必要的。
2012-01-19 cs.NI
Distributed Algorithms for Spectrum Allocation, Power Control, Routing, and Congestion Control in Wireless Networks
我们开发了分布式算法来分配资源，在多跳无线网络的总成本最小化的目的。为了观察的基本约束，共定位的发射机和接收机不能同时工作在同一频带上，我们首先设计了一个频谱分配方案，将整个频谱划分为多个子带，并激活每个子带上的无冲突链路。我们证明了所需的子带的最小数目与网络连通图的色数以对数速率渐近增长。一个简单的分布式和异步算法开发可行地激活可用的子带上的链路。给定一个可行的频谱分配，然后，我们设计基于节点的分布式算法，用于优化控制每个子带的活动链路上的传输功率，联合业务路由和用户输入速率，以响应信道状态和业务需求。我们表明，在特定的条件下，该算法渐近收敛到最佳的工作点。
2007-04-27 cs.NI
PBE-CC: Congestion Control via Endpoint-Centric, Physical-Layer Bandwidth Measurements
无线网络正变得越来越复杂和拥挤，在今天的互联网中，对端到端网络流造成最大的延迟、抖动和吞吐量损害。因此，我们主张细粒度的移动端点为基础的无线测量，通过一个定义良好的API到移动的无线物理层通知一个精确的拥塞控制算法。我们提出的拥塞控制算法基于在端点（PBE-CC）处进行的物理层带宽测量，并捕获最新的5G新无线电创新，这些创新增加了无线容量，但却造成了PBE-CC发送方可以精确且非常快速地做出反应的可用无线容量的突然上升和下降。我们在软件定义无线电以及C中的PBE发送器和接收器上实现了PBE测量模块的概念验证原型。一个广泛的性能评估比较PBE-CC头对头对领先的蜂窝感知和无线拥塞控制协议提出的研究社区和部署，在移动和静态移动的情况下，并在繁忙和安静的网络。结果显示，平均吞吐量比BBR高6.3%，同时将第95百分位延迟降低了1.8倍。
2020-07-06 cs.NI
Flexible Time-Triggered Sampling in Smart Sensor-Based Wireless Control Systems
无线控制系统（WCS）通常必须在动态环境中操作，其中网络业务负载可能随时间不可预测地变化。传感器中的采样通常是以固定周期时间触发的。在这种情况下，当网络欠载时，只能实现比可能更差的控制质量（QoC），而过载条件可能显著降低QoC，甚至导致系统不稳定。当无线网络的带宽受到限制并且由多个控制环路共享时，这尤其如此。为了解决这些问题，一个灵活的时间触发的采样方案，在这项工作中。智能传感器用于方便采样周期的动态调整，这增强了基于时间触发采样的系统的灵活性和资源效率。反馈控制技术被用于以周期性方式适配采样周期。每个控制回路中的最后期限错过率被维持在期望水平处/附近，而不管工作负载变化。仿真结果表明，所提出的采样方案是能够处理动态和不可预测的变化，在网络流量负载。与传统的时间触发采样相比，它导致在动态环境中工作的WCS中更好的QoC。
2008-06-10 cs.NI
Joint Routing, Scheduling and Power Control Providing Hard Deadline in Wireless Multihop Networks
我们认为最佳/有效的功率分配策略在单/多跳无线网络中存在硬端到端的最后期限延迟的传输数据包的约束。这样的约束对于实时的语音和视频是有用的。功率仅在数据的传输中被消耗。我们考虑的情况下，在传输中使用的功率是一个凸函数的数据传输。我们开发了一个计算效率高的在线算法，它最大限度地减少了单跳的平均功率。我们将此问题建模为动态规划（DP），并得到最优解。接下来，我们将其推广到多用户，多跳的情况下，有多个实时的流与不同的硬期限约束。
2017-02-15 cs.NI
Cross-Layer Control for Worse Case Delay Guarantees in Heterogeneous Powered Wireless Sensor Network via Lyapunov Optimization
时延保证是无线传感器网络（WSNs）中的一个挑战，其中必须考虑能量约束。可再生能源和电网的共存被认为是一种有前途的能源供应方式，使无线传感器网络在潜在的无限寿命内保持功能。在本文中，我们解决跨层控制，以保证最坏情况下的延迟异构供电（HP）无线传感器网络。我们设计了一种新的虚拟延迟队列结构，并应用李亚普诺夫优化技术开发跨层控制算法，只需要知道的瞬时系统状态，它提供了有效的吞吐量效用，并保证有界的最坏情况下的延迟。我们分析了所提出的算法的性能，并通过仿真结果验证了理论要求。与现有的工作相比，本文提出的算法，实现了更高的优化目标值，超低的数据丢失，由于提出了新的虚拟队列结构。
2014-10-09 cs.NI
ABC: A Simple Explicit Congestion Controller for Wireless Networks
我们提出了一个简单的和可部署的显式拥塞控制协议，用于具有时变无线链路的网络路径的刹车控制（ABC）。ABC路由器用“加速”或“刹车”标记每个数据包，这会导致路由器略微增加或减少其拥塞窗口。路由器使用此反馈来快速地将路由器引导到期望的目标速率。ABC不需要更改标头格式或用户设备，但比XCP实现了更好的性能。ABC也是可增量部署的;当瓶颈是非ABC路由器时，它可以正确运行，并且可以与共享同一瓶颈链路的非ABC流量共存。我们使用Wi-Fi实现和跟踪驱动的蜂窝链路仿真来评估ABC。在类似的延迟情况下，ABC的吞吐量比Cubic+Codel高30-40%，在Wi-Fi路径上的延迟比BBR低2.2倍。在蜂窝网络路径上，ABC的吞吐量比Cubic+Codel高50%。
2021-03-18 cs.NI
Distributed Charging Control in Broadband Wireless Power Transfer Networks
无线功率传输（WPT）技术提供了一种经济高效的解决方案，以实现无线网络中的可持续能源供应，其中支持WPT的能源节点（EN）可以在不中断使用的情况下远程为无线设备（WD）充电。然而，在具有分布式EN和WD的异构WPT网络中，一些WD可能由于缺乏EN的及时无线电力供应而快速耗尽它们的电池，从而导致短的网络操作寿命。在本文中，我们利用频率分集在宽带WPT网络和研究分布式计费控制的EN最大限度地提高网络的生命周期。特别是，我们提出了一个实用的基于投票的分布式充电控制框架，其中每个WD简单地估计宽带信道，投下它的票（S）的一些强大的子信道（S），并发送到EN连同其电池状态信息，基于该EN独立地分配其发射功率的子信道，而不需要集中控制。在此框架下，我们的目标是设计寿命最大化的功率分配和有效的基于投票的反馈方法。为此，我们首先推导出WPT网络的期望寿命的一般表达式，并得出寿命最大化的充电控制的一般设计原则。基于分析，然后，我们提出了一个分布式计费控制协议与基于投票的反馈，其中分配给子信道的功率在每个EN是一个函数的加权和投票收到所有WD。此外，WD所投的票数和每张票的权重与其当前电池状态有关。仿真结果表明，在宽带WPT网络中，在严格的发射功率约束条件下，该分布式计费控制协议能够显著延长网络的生存时间。
2016-08-16 cs.NI
Performance modelling of access control mechanisms for local and vehicular wireless networks
载波侦听多址接入冲突避免（CSMA/CA）是许多无线网络中管理对共享介质的接入的基本方案。利用CSMA/CA，希望开始传输的站必须首先找到在给定持续时间内空闲的信道，否则它将进入\emph{backoff}，即，在随机选择的延迟内抑制传输。采用CSMA/CA规则的无线网络的性能分析不是一项容易的任务：除了简单的网络配置，无法获得关键性能指标（KPI）的分析解决方案，因此必须求助于正式的建模工具。在本文中，我们提出了一个性能建模研究，针对不同类型的CSMA/CA基于无线网络，即：IEEE 802.11无线局域网（WLAN）和802.11p车载Ad Hoc网络（VANESTA），它扩展了802.11与优先级超过数据包。我们引入的建模框架允许考虑：i）任意大量的站，ii）不同的业务条件（饱和/非饱和），iii）关于共享信道的不同假设（理想/非理想）。我们应用统计模型检验来评估不同网络配置的KPI。
2018-12-30 cs.NI
Fuzzy Logic Control Based QoS Management in Wireless Sensor/Actuator Networks
无线传感器/执行器网络（WSANs）作为新一代传感器网络正在迅速兴起。尽管对无线传感器网络（WSNs）进行了深入的研究，但在WSAN领域的公开文献中发现的工作有限。特别是，在WSAN的服务质量（QoS）管理仍然是一个重要的问题有待研究。作为这一方向的尝试，本文提出了一种基于模糊逻辑控制的QoS管理（FLC-QM）方案，用于资源受限、动态和不可预测环境中的WSAN。该方案利用反馈控制技术，解决了网络流量不可预测的变化对网络QoS的影响。它利用一个模糊逻辑控制器内的每个源传感器节点，以适应采样周期的最后期限错过率与数据传输从传感器到执行器。最后期限错过率保持在预定的期望水平，使得可以实现所需的QoS。FLC-QM具有通用性、可扩展性和简单性的优点。仿真结果表明，FLC-QM能够为WSAN提供QoS支持。
2008-06-01 cs.NI
Adaptive-Reliable Medium Access Control Protocol for Wireless Body Area Networks
收发器通信操作消耗大量能量[1]。现有的MAC层的研究集中在最大限度地提高电池供电的传感器节点的寿命。无线局域网MAC层协议设计的瓶颈是实现高可靠性和能量最小化。大多数为WBAN设计的MAC协议都是基于TDMA方法。然而，需要定义新的协议来实现高能量效率、公平性并避免由于同步而导致的额外能量消耗。
2012-07-16 cs.NI
Toward Real-Time Wireless Control of Mobile Platforms for Future Industrial Systems
移动平台（MP）的使用对于各种工业应用特别有吸引力。该演示突出了MP远程控制的重要性，并显示了其在专为闭环控制而设计的高性能无线解决方案上的可行性。此外，它显示了通过高性能无线支持的领导者-追随者方法的MP网络的编队控制的可行性。
2019-07-03 cs.NI cs.SY eess.SY
Toward Multi-Service Edge-Intelligence Paradigm: Temporal-Adaptive Prediction for Time-Critical Control over Wireless
Toshiba Europe Ltd.（东芝欧洲有限公司）；Bristol Research and Innovation Laboratory（布里斯托尔研究与创新实验室）
时间关键的控制应用通常对通信网络提出严格的连接要求。与无线介质相关联的缺陷，诸如分组丢失、同步错误和变化的延迟，对实时控制的性能具有不利影响，通常具有安全隐患。本文介绍了多服务边缘智能作为一种新的范式，实现时间关键的无线控制。它提出了多服务边缘智能的概念，围绕无线接入，边缘计算和机器学习技术的紧密集成，以提供在无线缺陷下的稳定性保证。本文阐述了多业务边缘智能系统设计的一些关键方面。它还提出了一种时间自适应预测技术，以应付动态变化的无线环境。它提供了一个机器人远程操作的情况下的性能结果。最后，讨论了多服务边缘智能的一些开放性研究和设计挑战。
2022-12-12 cs.AI cs.NI
Wireless for Control: Over-the-Air Controller
在闭环无线控制系统中，现有技术的方法规定控制器通过无线通信接收各个传感器测量值，然后将计算的控制信号发送到致动器。我们提出了一个在空中控制器的计划，其中所有的传感器连接到工厂同时发送缩放的传感信号直接到致动器，然后计算反馈控制信号部分在空中和部分由缩放操作在致动器。这种空中控制器基本上采用空中计算概念来计算闭环无线控制系统的控制信号。与现有技术的传感器到控制器和传感器到致动器通信方法相比，空中控制器利用多址无线信道的叠加特性，在单个通信资源单元中完成大量感测信号的通信和计算。因此，所提出的方案可以通过不需要专用控制器的简单网络架构在低致动延迟和低无线资源利用率方面获得显著的益处。数值结果表明，我们提出的空中控制器实现了一个巨大的拓宽的稳定区域的采样时间和延迟，并显着减少的控制信号的计算误差。
2021-05-27 cs.NI cs.SY eess.SY
Closing the Loop: A High-Performance Connectivity Solution for Realizing Wireless Closed-Loop Control in Industrial IoT Applications
高性能实时无线连接是工业物联网（IIoT）的核心。实现无线闭环控制对于各种任务关键型IIoT系统至关重要。现有的无线技术不能满足闭环控制的严格性能要求。本文提出了一种新的无线解决方案，称为\textsf{GALLOP}，实现多跳或单跳网络的闭环控制。\textsf{GALLOP}采用务实的设计方法来应对无线闭环控制的挑战。\textsf{GALLOP}的关键设计方面包括用于循环交换的控制感知双向调度、基于协作多用户分集的鲁棒重传技术以及用于可缩放操作的低开销信令。\textsf{GALLOP}专门设计用于在整个网络上闭合的控制回路，动态范围为几毫秒。基于蓝牙5测试平台上的广泛系统级仿真和硬件实现的性能评估表明，\textsf{GALLOP}可提供高性能连接，具有极低的确定性延迟、极高的可靠性和高可扩展性，可满足多功能工业物联网应用对无线闭环控制的严格要求。
2021-04-13 cs.NI cs.SY eess.SY
Scheduling Low Latency Traffic for Wireless Control Systems in 5G Networks
我们考虑在无线通信链路上分配5G无线电资源以控制工业环境中常见的一系列独立的低延迟无线控制系统的问题。每个控制系统向基站发送状态信息，以在严格的等待时间要求下计算控制信号。可以通过将上行链路业务限制到每个5G帧中的单个子帧来满足这种延迟要求，从而确保毫秒延迟界限，同时留下剩余子帧可用于调度开销和共存的宽带业务。线性分配问题可以被公式化以最小化分组丢弃的预期数量，但是仅这一点不足以实现良好的性能。我们提出了一个最佳的调度控制操作成本，根据当前的控制系统的需求分配资源。在模拟实验中测试了由此产生的控制感知调度方法，这些实验表明，在所提出的时间切片帧结构下，相对于控制不可知调度，5G设置中的性能得到了大幅改善。
2019-10-30 cs.NI eess.SP
On Stability Condition of Wireless Networked Control Systems under Joint Design of Control Policy and Network Scheduling Policy
本文研究了一种由多个$N \ge 2$子系统共享无线信道的无线网络控制系统。每个子系统由一个被控对象和一个控制器组成，控制信息必须通过共享的无线信道从控制器传送到被控对象。无线信道由于干扰和衰落而不可靠。结果，可以以一定概率在时隙中成功地递送分组。网络调度策略决定了如何发送这些$N$子系统生成的控制消息，并直接影响控制消息的传输延迟。我们首先考虑所有子系统具有相同采样周期的情况。通过$2^N$线性不等式，给出了在控制策略和网络调度策略联合设计下的WNCS的稳定性条件.我们进一步简化的稳定性条件，只有一个线性不等式的两种特殊情况下：完美的信道的情况下，无线信道可以成功地提供一个控制消息，在每个时隙的确定性，和结构的情况下，所有的子系统具有相同的系统参数。然后，我们考虑的情况下，不同的子系统可以有不同的采样周期，在那里我们表征稳定的充分条件。
2018-11-10 cs.IT cs.NI math.IT
Security Solutions for Local Wireless Networks in Control Applications based on Physical Layer Security
用于工业应用（例如控制应用）的新型无线通信系统的设计是当前的热门研究课题，因为与基于有线通信的系统相比，它们是以更低的成本实现更灵活的解决方案的关键使能者。然而，它们的主要缺点之一是，由于无线信道的开放性以及它们能够提供的巨大经济潜力，它们为各种网络攻击提供了巨大的潜力。因此，在设计这种系统时需要考虑到安全措施。在这项工作中，本地无线系统的安全架构的控制应用程序的需求的方法，并进行了讨论。此外，引入了基于物理层安全的新的安全解决方案，以克服该范围内的最新安全技术的缺点。
2018-07-30 cs.NI eess.SP
Energy Efficient Greedy Link Scheduling and Power Control in wireless networks
研究了在平均发射功率受限的无线网络中，链路调度和功率控制的联合问题。由于最优策略的高计算复杂性，我们扩展了贪婪链路调度策略类来处理平均功率约束。我们开发了一个贪婪的链路调度和功率控制方案GECS，可证明的性能保证。我们表明，我们的贪婪调度器的性能可以使用本地池因子（LPF）的网络图，它以前已被用来表征的贪婪最大调度（GMS）的无线网络的政策的稳定性。我们还模拟了GECS在无线网络上的性能，并将其性能与另一种候选贪婪链路调度和功率控制策略进行了比较。
2012-02-17 cs.IT cs.NI math.IT
A Traffic-Aware Medium Access Control Mechanism for Energy-Efficient Wireless Network-on-Chip Architectures
无线互连已经成为解决传统片上网络（NoC）中有线路径上的多跳通信的挑战的节能解决方案。然而，为了确保这种新型互连技术的全部好处，需要设计简单，公平和高效的媒体访问控制（MAC）机制，以授权访问片上无线通信信道。此外，为了适应来自在多核环境上运行的应用的变化的业务需求，MAC机制应该动态地调整无线接口（WI）的传输时隙。传输时隙中的这种动态调整将导致提高无线NoC（WiNoC）中的无线介质的利用率。在本文中，我们提出了两个动态MAC机制的设计，调整传输时隙的WI预测的流量需求的基础上，并允许部分数据包传输。通过系统级仿真，我们证明了流量感知MAC机制是更节能的，以及能够维持更高的数据带宽在WiNoCs。
2018-09-04 cs.AR cs.NI
Demo: Untethered Haptic Teleoperation for Nuclear Decommissioning using a Low-Power Wireless Control Technology
University of the West of England（西英格兰大学）；Toshiba Europe Ltd.（东芝欧洲有限公司）
触觉遥控操作通常通过有线联网技术（例如，以太网），其保证通过通信介质闭合的控制环路的性能，特别是在延迟、抖动和可靠性方面。该演示展示了在核退役用例中通过新型低功耗无线控制技术（称为GALLOP）进行触觉遥操作的能力。它表明了GALOP在满足触觉遥控操作的延迟、及时性和安全要求方面的可行性。作为演示的一部分进行的评估显示，GALOP已在现成的蓝牙5.0芯片组上实现，可以替代传统的有线TCP/IP连接，并在相同的用例中优于基于WiFi的无线解决方案。
2022-06-27 cs.NI cs.RO
