S-PRAC: Fast Partial Packet Recovery with Network Coding in Very Noisy Wireless Channels
无线通信中的公知的错误检测和校正解决方案是缓慢的或招致高传输开销。最近，著名的解决方案，如PRAC和DAPRAC，实现部分数据包恢复与网络编码，可以解决这些问题。然而，当存在许多错误时，它们执行缓慢。我们提出了S-PRAC，部分数据包恢复的快速计划，特别是设计用于非常嘈杂的无线信道。S-PRAC改进了DAPRAC。它将每个数据包分成由固定数量的小RLNC编码符号组成的段，然后将CRC码附加到每个段，并将CRC码附加到每个编码数据包。大量的仿真结果表明，S-PRAC可以快速检测和纠正错误。当错误数量很高时，它的性能也明显优于DAPRAC。
2019-02-27 cs.NI
Utility Optimal Coding for Packet Transmission over Wireless Networks - Part II: Networks of Packet Erasure Channels
我们定义了一类多跳擦除网络，它近似于无线多跳网络。网络承载多个用户的单播流，并且流中的每个信息分组需要在指定的延迟截止期限内在流目的地被解码。编码速率在流/用户之间的分配受到网络容量的约束。我们提出了一个比例公平传输方案，最大化的流量吞吐量和效用。这是通过{ \em联合优化分组编码速率和编码分组的比特在传输时隙上的分配}来实现的。
2011-07-10 cs.IT cs.NI math.IT
Dynamic Packet Aggregation to Solve Performance Anomaly in 802.11 Wireless Networks
在广泛使用的802.11标准中，所谓的性能异常是众所周知的问题。一些作品试图解决这个问题，通过引入机制，如数据包碎片，回退适应，或数据包聚合在一个固定的时间间隔。在本文中，我们提出了一种新的方法来解决性能异常的问题，使用一个动态的时间间隔，这取决于繁忙的时间的无线介质的数据包聚合。我们的解决方案不同于文献中的其他命题，因为这个动态的时间间隔，它允许增加公平性，反应性，并在某些情况下的效率。在本文中，我们强调的性能评估，我们的建议。
2006-07-20 cs.NI
Efficient Packet Forwarding in Mesh Network
无线Mesh网络是一种多跳、低成本、易维护、健壮的网络，能够提供可靠的服务覆盖。WMN由网状网路由器和网状网客户端组成。在这种架构中，静态网状路由器形成无线骨干网，网状客户端通过网状路由器访问网络，并直接相互啮合。与传统的无线网络不同，WMN是动态自组织、自配置的。换句话说，网状网络中的节点自动地建立和维持网络连接。多年来研究人员一直致力于减少无线域网状网络中广播数据包的冗余，以提供可靠的服务覆盖，源节点应该广播或洪泛控制数据包。冗余控制分组消耗无线介质的带宽，并且显著降低平均吞吐量，从而降低整体系统性能。本文主要研究无线Mesh网络中的优化问题。我们提出了一种新的方法来减少无线网状网络中的广播冗余数据包。我们还展示了一种新的过程，将控制分组转发到目的地节点，并有效地最小化覆盖域的无线网状云中的传输控制分组。
2012-05-12 cs.NI
I-Min: An Intelligent Fermat Point Based Energy Efficient Geographic Packet Forwarding Technique for Wireless Sensor and Ad Hoc Networks
能量消耗和数据包传输延迟是衡量无线自组织和传感器网络地理路由协议性能的两个重要指标。因此，能够确保更少的能量消耗和在分组递送中经历更少的延迟的协议适合于同时对延迟敏感和能量饥饿的网络。因此，解决这两个问题的智能分组转发技术是任何地理路由协议所寻找的技术。在本论文中，我们提出了一个基于费马点的转发技术，减少了数据包传输过程中所经历的延迟以及传输和接收数据包所消耗的能量。
2010-06-18 cs.NI
Service Modeling and Delay Analysis of Packet Delivery over a Wireless Link
对于无线链路上的分组传递的延迟分析，引入了几个新的想法。一种是构造等效的$G/G/1$无损耗路由模型以简化分析，通过利用从测量获得的分组出错率、分组服务时间和分组丢失率的经验模型来实现。第二种是利用经典的排队论结果来近似平均时延。对于时延分布的估计，利用了新发展的随机网络演算（SNC）理论，形成了第三种思想。为了使这个SNC为基础的分析，随机服务曲线表征的链接，依赖于从经验模型获得的数据包服务时间模型。聚焦链路是802.15.4无线链路。在广泛的设置下进行了广泛的实验研究。实验结果验证了所提出的思想。验证结果表明，所提出的方法，结合经验和分析模式，是有效的服务建模和延迟分析。这表明了一个综合的方法，现在发现以前，定量的了解通过无线链路的数据包传输的延迟性能。
2022-08-04 cs.NI cs.PF
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
Men-in-the-Middle Attack Simulation on Low Energy Wireless Devices using Software Define Radio
以蓝牙为研究对象，利用软件无线电技术，结合无线电波的嗅探和欺骗、捕获和分析技术，对蓝牙低功耗设备和ZigBee数据包进行中间人攻击和渗透测试。本文分析了这一领域的最新科学工作，提供了SDR的比较分析和硬件选择的基本原理，给出了从ZigBee和BLE设备收集无线数据包和数据汇集的操作顺序，并分析了改进捕获的无线数据包分析技术的方法。对于研究收集的实验装置，实时的分析其结果。将收集的无线数据包与发送的无线数据包进行比较。实验结果显示了本地无线网络的弱点。
2019-06-26 cs.CR cs.NI
Experimentation for Packet Loss on MSP430 and nRF24L01 Based Wireless Sensor Network
提出了一种基于超低功耗器件的无线传感器网络节点的设计方案，利用MSP430单片机和nRF24L01无线射频芯片，设计了一种低成本、低功耗的无线传感器网络节点，给出了节点的结构电路，该结构满足了低成本、低功耗、低功耗的要求，nRF24L01模块具有体积小、自组织等特点，并通过各种测试对模块的性能进行了测试，测试结果将有助于研究人员利用nRF24L01节点构建新的应用程序，并有效地利用nRF24L01进行工作。
2010-06-14 cs.NI
Encoded packet-Assisted Rescue Approach to Reliable Unicast in Wireless Networks
近年来，网络编码技术已经成为一种很有前途的方法，支持可靠的无线传输丢失信道。在现有的协议中，用户没有兴趣考虑他们在编码或解码操作中的编码分组，该规则是昂贵的和低效的。本文通过理论分析，研究了可靠单播网络编码中编码数据包的影响。使用我们的方法，接收器不仅存储他们无意中听到的编码数据包，而且还将这些信息报告给他们的邻居，这样用户就可以在编码决策和解码操作中考虑编码数据包。此外，我们提出了一种重新分配算法，以最大限度地提高编码的机会，从而达到更好的重传效率。最后，理论分析和车轮网络的仿真结果表明，由于编码数据包的重传效率的提高。
2010-09-20 cs.IT cs.NI math.IT
Relational Deep Reinforcement Learning for Routing in Wireless Networks
Wesleyan University（卫斯理大学）；University of Connecticut（康涅狄格大学）；Fordham University（福特汉姆大学）
虽然已经广泛地研究了无线网络中的路由，但是现有的协议通常是针对特定的网络条件集而设计的，因此不能适应这些条件中的任何急剧变化。例如，为连接的网络设计的协议不能容易地应用于断开的网络。在本文中，我们开发了一种基于深度强化学习的分布式路由策略，该策略可推广到不同的流量模式、拥塞水平、网络连接和链路动态。我们在设计中进行了以下关键创新：（i）使用关系特征作为近似决策空间的深度神经网络的输入，这使得我们的算法能够推广到不同的网络条件，（ii）使用以分组为中心的决策，通过将分组而不是无线设备视为强化学习代理，将路由问题转换为情景任务，这提供了一种在学习期间准确地传播和建模奖励的自然方式，以及（iii）使用延长时间动作来对分组在队列中等待所花费的时间建模，这减少了所需的训练数据量并允许学习算法更快地收敛。我们评估我们的路由算法使用数据包级模拟器，并表明我们的算法在训练过程中学习的政策是能够推广到更大，更拥挤的网络，不同的拓扑结构，和不同的链路动态。我们的算法优于最短路径和背压路由的数据包交付和延迟每包。
2020-12-31 cs.AI 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
PHY-layer link quality indicators for wireless networks using matched-filters
我们提出了一种新的方法来准确的无线链路质量的实时估计，使用简单的匹配滤波技术。我们的方法是基于一个简单的观察，有一部分的每个数据包传输从任何给定的节点，不改变从一个数据包到另一个，这包括前导序列用于同步的接收器，也用于媒体访问控制和路由的数据包报头中的地址信息。我们的方法可以被认为是一个通用的和简化的标准信号处理技术，通常用于在许多分组无线网络的前导检测，自动增益控制，载波侦听和其他功能的变体。通过使用能量检测和相关技术相结合，我们表明，我们可以有效地检测数据包传输的实时性，低复杂性，而无需解码的数据包本身，事实上，即使没有详细的数据包格式的知识。我们提出了广泛的实验结果，从软件定义的无线电测试平台来说明这种方法的有效性802.15.4（Zigbee）网络，即使在存在强干扰信号和低信噪比。
2015-08-20 cs.NI
Two-way Wireless Video Communication using Randomized Cooperation, Network Coding and Packet Level FEC
无线网络中的双向实时视频通信要求高带宽、低延迟和容错能力。本文针对这些需求，提出了一个系统的集成网络编码（NC），用户合作使用随机分布式空时编码（R-DSTC）和分组级前向纠错（FEC）的单向延迟约束下。仿真结果表明，该方案的性能明显优于传统的直接传输和基于R-DSTC的双向协作传输，并且在用户距离较大时最有效。
2012-05-15 cs.IT cs.NI math.IT
Multipath Routing With Novel Packet Scheduling Approach In Wireless Sensor Networks
无线传感器网络感知和监控实时事件。他们监督一个地理区域，在那里要监测一种现象。传感器网络中的数据具有不同的优先级，因此它们的关键性不同。为了保持实时的性，应用程序需要更高的传输速率和信息传输的可靠性。在这项工作中，我们提出了一个多路径路由算法，使可靠的数据传输。通过控制调度速率，可以防止网络中的拥塞和分组丢失。该算法提供了一种有效的方法，以防止在每个节点的数据包丢失。这导致在传感器网络中的拥塞管理。此协议可防止数据包聚集，并为流量提供平滑性。通过监视和控制调度速率来管理流量控制和拥塞控制。
2012-06-03 cs.NI
TDMA-based scheduling for multi-hop wireless sensor networks with 3-egress gateway linear topology
研究了具有三出口网关线性拓扑结构的多跳无线传感器网络的分组传输调度问题。每个节点在每一个循环周期内生成一个数据包，并将其转发到边界处的任意一个网关。我们专注于集中管理的时分多址（TDMA）为基础的时隙分配和静态时隙分配和基本的冗余传输，以减少和恢复数据包丢失的数据包传输调度框架的设计。我们提出了三个一般的路径模型，这将代表所有可能的变化，这种拓扑结构，并推导出一个全球静态时隙分配模型，以最大限度地提高理论概率，所有的数据包被成功地交付到一个网关在一个周期内。
2021-02-10 cs.NI
A Trust-Based Detection Algorithm of Selfish Packet Dropping Nodes in a Peer-to-Peer Wireless Mesh Network
无线网状网（WMN）作为下一代无线网络的关键技术，正在不断发展和广泛的应用。这些网络具有向无线用户提供稳健和高吞吐量数据传输的潜力。在WMN中，配备有先进天线的高速路由器通过无线信道以多跳方式彼此通信，并形成宽带回程。然而，WMN的吞吐量可能会严重下降，由于存在一些自私的路由器，避免转发其他节点的数据包，即使他们通过网络发送自己的流量。本文提出了一种算法，用于检测自私的节点在一个WMN，使用统计推理理论的可靠聚类的节点的基础上，本地观察。仿真结果表明，该算法具有较高的检测率和较低的误报率。
2010-12-12 cs.CR cs.NI
Distributed Space-Time Coding of Over-the-Air Superimposed Packets in Wireless Networks
在本文中，我们提出了一个新的合作数据包传输方案，允许独立的来源，以crossover-the-air他们的数据包传输。采用中继节点，并将协作分集与分布式空时分组码相结合。利用所提出的方案，参与的中继器为本地接收的空中叠加符号创建ST码，而无需预先进行任何解码步骤。所提出的方案的优点是，通信是在更少的传输时隙完成，因为并发的分组传输，而分集的好处，从使用的STBC的结果在更高的解码性能。所提出的方案不依赖于STBC的应用在中继。仿真结果表明，显着的吞吐量的好处，即使在低信噪比制度。
2013-03-14 cs.IT cs.NI 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
On the Packet Allocation of Multi-Band Aggregation Wireless Networks
使用具有多种无线电接入技术（RAT）的异构网络是学术界和工业界都在研究的系统概念。在这样的系统中，可用的多个RAT的综合使用对于使用多维分集实现额外的吞吐量和连接增益是必不可少的。本文考虑了一种聚合模块，称为机会多MAC聚合（OMMA）。它位于IP层和空中接口协议栈之间，对设备中的所有RAT都是通用的。我们在考虑多RAT系统的特殊情况的同时，提出了这种系统的理论框架，即，一种多频带无线局域网（WLAN）系统。提出了一种最优分组分发方法，该方法使多个频带上的平均分组延迟（发送延迟和服务延迟之和）最小。它同时支持多个具有不同QoS等级的用户终端。我们进一步提出了一种分组调度算法，OMMA漏桶，它最小化分组端到端延迟，即，平均分组等待时间和平均分组重新排序延迟之和。我们还描述了所提出的OMMA系统的系统架构，其适用于多RAT设备的一般情况。它包括功能描述、发现和关联过程以及动态RAT更新管理。最后，我们提出了一个多频段无线局域网系统的仿真结果。它显示了所提出的OMMA漏桶计划相比，其他现有的数据包调度机制的性能增益。
2017-05-03 cs.NI
Packet Travel Times in Wireless Relay Chains under Spatially and Temporally Dependent Interference
我们调查的时隙数$T$，它需要一个数据包通过无线中继链旅行的统计。推导是假设干扰具有时空依赖性属性的干扰模型来执行的。当使用这种模型时，结果很难分析，但它们比许多基于独立干涉模型的相关工作中获得的结果更真实。首先，我们提出了一种计算$T$分布的方法。由于所需的计算是广泛的，我们也得到了简单的表达式的期望值$\mathrm{E} [T]$和方差$\mathrm{var} [T]$。最后，我们计算了包的平均速度的渐近极限。我们的数值计算结果表明，时空依赖性有显着的影响的旅行时间$T$的统计。特别是，我们表明，相对于独立的干扰的情况下，$\mathrm{E} [T]$和$\mathrm{var} [T]$增加，而数据包的速度降低。
2014-04-28 cs.IT cs.NI math.IT
Network Estimation and Packet Delivery Prediction for Control over Wireless Mesh Networks
提出将无线多跳网状网络建模为具有传输成功概率的链路图，并利用递归贝叶斯估计器向控制器提供数据包投递预测，以改善网络控制性能。
2011-03-28 cs.NI cs.SY eess.SY
Cyber-Physical Control over Wireless Sensor and Actuator Networks with Packet Loss
Dalian University of Technology（大连理工大学）
针对无线传感器与执行器网络（WSAN）中丢包导致的不可靠性问题，通过仿真分析链路层模型下的丢包率，并利用预测算法进行补偿，以提升赛博物理控制系统的可靠性。
2010-11-13 cs.NI cs.SY eess.SY
Fast Neighbor Discovery for Wireless Ad Hoc Network with Successive Interference Cancellation
针对无线自组织网络邻居发现因分组碰撞导致速度受限的问题，引入SIC与MPR技术优化经典CRA和SBA算法，经仿真验证可大幅缩短邻居发现时间。
2023-10-10 cs.NI
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
Reliable and Real-Time End-to-End Delivery Protocol in Wireless Sensor Networks
为了提高无线传感器网络的可靠性和实时的【形】路由的能量效率，已经提出了许多路由协议。在本文中，我们提出了一种新的路由协议与QoS为基础的能力，无线传感器网络。采用优先级队列的方法，根据数据包的截止时间，提高了实时的【形】和非实时的数据包转发性能。该协议为实时的【形】数据找到了一种代价最优、时间敏感的数据包转发机制，并使能量消耗最小。为了避免网络拥塞，我们的协议丢弃那些在指定时间内不能到达目的地的数据包。为了保证可靠性域的服务质量，我们使用分组接收速率作为选择邻居节点的重要参数（PRR）。仿真结果表明，我们的新方法如何能够提供服务质量参数。
2018-03-11 cs.NI
Technical Report: Multi-Carrier Position-Based Packet Forwarding Protocol For Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中基于位置的无信标转发协议是近年来发展起来的一种很有前途的数据包转发解决方案。然而，随着节点密度的增长，中继选择过程中产生的开销显著增长。因此，在能量和延迟方面的端到端性能受到不利影响。为了开发一种能够容忍节点密度的数据包转发机制，本文提出了一种基于位置的数据包转发协议。与现有的无信标协议相比，所提出的协议被设计成使得它消除了对潜在中继进行中继选择过程的需要。相反，任何符合条件的中继站都可以决定提前转发分组，从而显著减少底层开销。所提出的协议的操作是授权利用有利的功能，正交频分复用（OFDM）在物理层。该协议的端到端的性能进行评估，对现有的无信标的基于位置的协议分析，以及通过模拟。该协议在本文中被证明是更有效的。特别是，它示出，对于相同的能量，所提出的协议传输一位从源到目的地快得多。
2011-09-07 cs.NI
Reliable Reception of Wireless Metering Data with Protocol Coding
读取无线、电池供电智能电表的固定采集器通常在恶劣的信道条件下工作，以将网络安装成本降至最低，这对每个电表的单独链路提出了挑战。期望的性能测量是从尽可能多的仪表可靠地接收至少一些数据，而不是增加从一个仪表接收的分组的分数。作为第一步，提高可靠的接收，并激励最近修订的无线M-Bus，我们建议使用一个确定性的数据包传输间隔分组从同一个仪表。我们推导出在没有信道错误的简单情况下，从不同的分组错误配对的概率，并通过模拟和数据显示从实验部署的信道错误的错误配对的概率。配对是在恶劣的信道条件下从尽可能多的仪表中恢复计量数据的重要一步。从实验中，我们发现，超过15%的所有进行配对是在两个错误的数据包之间，这设置了一个上限的额外的米，可以可靠地恢复的数量。
2013-05-21 cs.NI
How Does Multiple-Packet Reception Capability Scale the Performance of Wireless Local Area Networks?
无线局域网（WLAN）由于其简单性和成本效益，在热点和室内环境中提供高速和低成本的无线服务方面具有独特的优势。传统的WLAN介质访问控制（MAC）协议假设一次只能有一个站点进行传输：多个站点的同时传输会导致所有相关数据包的销毁。通过利用PHY层多用户检测（MUD）技术的最新进展，接收器可以同时接收多个分组。本文认为，这种多包接收（MPR）的能力，可以大大提高未来的无线局域网的容量。此外，本文还提供了实现容量提高所需的MAC层和PHY层设计。首先，为了证明MPR作为一个强大的能力增强技术，我们证明了一个“超线性”的结果，它指出，每单位成本的系统吞吐量增加的MPR能力的增加。第二，我们表明，通常部署的二进制指数退避（BEB）算法在今天的WLAN MAC可能不是最佳的MPR系统中，最佳的退避因子与MPR的能力，可以同时接收到的数据包的数量增加。第三，基于上述见解，我们设计了一个联合的MAC-物理层协议的IEEE 802.11类WLAN，采用先进的物理层信号处理技术，以实现MPR。
2010-06-23 cs.NI
Collision Helps - Algebraic Collision Recovery for Wireless Erasure Networks
当前的媒体访问控制机制是基于冲突避免的，并且冲突的数据包会被丢弃。最近的ZigZag解码工作通过从多个冲突中恢复原始数据包而偏离了这种方法。在本文中，我们提出了一个代数表示的冲突，使我们能够查看每个碰撞作为一个线性组合的原始数据包。所发送的冲突分组本身可以是原始分组的编码版本。我们提出了一种新的确认（ACK）机制的基础上的冲突的想法，如果一组数据包发生冲突，接收器可以负担得起的ACK正是其中之一，仍然解码所有的数据包最终。我们分析比较延迟和吞吐量性能的冲突恢复计划与其他冲突避免方法的上下文中的单跳无线擦除网络。在多个接收器的情况下，广播约束要求在发送器处跨分组将冲突恢复方法与网络编码相结合。从延迟的角度来看，我们的计划，没有任何协调，优于ALOHA型随机接入机制，但也集中调度。对于流到达的情况下，我们提出了一个基于优先级的ACK机制，并表明其稳定区域与数据包擦除网络的割集界相吻合。
2010-01-12 cs.IT cs.NI math.IT
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
BLEnD: Improving NDN Performance Over Wireless Links Using Interest Bundling
命名数据网络（NDN）采用小尺寸的兴趣包来检索大尺寸的数据包。由于无线链路的半双工特性，兴趣分组经常与数据分组竞争信道，导致吞吐量下降。在这项工作中，我们提出了一个新的想法，称为BLEND，一个多个利益编码成一个在发送器和接收器解码的捆绑技术。主要的设计挑战是减少兴趣传输的数量，而不影响嵌入在NDN架构和实现中的每个地方的一个兴趣一个数据原则，并支持通常使用兴趣分组作为信号的流/拥塞控制机制。BLEND通过在链路自适应层捆绑/解捆绑兴趣来实现这些，使所有NDN组件不知道并且不受影响。在单跳WiFi链路上，BLEnD将应用程序吞吐量提高了30%。它也可以在多跳上使用，并以多种方式进行改进。
2021-10-28 cs.NI
Exponential Trust Based Mechanism to Detect Black Hole attack in Wireless Sensor Network
安全性是无线传感器网络的一个重要特征，但无线传感器网络容易受到多种攻击，黑洞攻击就是其中之一。在黑洞攻击中，所有的数据包都被连续丢弃，这导致网络效率的降低和不必要的电池寿命浪费。在本文中，我们提出了一个指数信任的机制来检测恶意节点。在所提出的方法中，条纹计数器被部署来存储连续的数据包丢失的数量和信任因子是为每个节点维护。信任因子随着每个连续数据包的丢弃而呈指数下降，这有助于检测恶意节点。所提出的方法显示了一个节点被检测为恶意节点之前丢弃的数据包的数量急剧减少。
2014-01-11 cs.NI
Collision Codes: Decoding Superimposed BPSK Modulated Wireless Transmissions
物理层网络编码的引入产生了将无线信道上的传输冲突变为有用的概念。在物理层网络编码的思想中，两个同步的同时分组传输被仔细编码，使得叠加的传输可以被解码以产生与两个传输的分组的按位二进制和相同的分组。本文研究了多个同步同时传输导致的叠加传输的解码问题。我们设计了一种编码方案，实现了从同步叠加传输中识别单个传输。给出了这种编码方案存在的数学证明。
2010-07-07 cs.NI
Delay-Energy lower bound on Two-Way Relay Wireless Network Coding
网络编码是一种新颖的解决方案，它通过代数运算混合业务流，显著提高无线网络的吞吐量和能量消耗。在传统的网络编码方案中，数据包在传输之前必须等待来自其他源的数据包被编码。等待和编码方案将自然地导致在有限缓冲器中的分组丢失率。我们将提出增强型网络编码（ENC），在连续时域中的ONC的扩展。在ENC中，中继发送编码和未编码的分组以减少延迟。作为交换，在传输未编码的分组时消耗更多的能量。ENC是一种在给定能量约束下实现最小平均时延和零丢包率的实用算法。建立了一般更新过程排队的ENC系统模型。特别是，我们将表明，平均延迟和能量之间存在一个基本的权衡。我们还将给出这个折衷曲线的下限的分析结果，这可以通过ENC来实现。
2014-01-24 cs.IT cs.NI math.IT
Reliable Wireless Networking via Soft-Source Information Combining
本文提出了一种多流网络范式，称为软源信息组合（SSIC），以支持无线物联网（IoT）应用的超可靠性要求。对于SSIC联网，源处的SSIC分派器在多个流上分派分组的副本，所述多个流可以在不同的物理无线网络上建立。如果流上的分组由于无线干扰或噪声而不能被解码，则解码器使分组的软信息可用。然后，聚合器组合重复的软信息以提高可靠性。重要的是两个挑战：i）如何解扰来自不同流的加扰的软信息以实现正确的SSIC; ii）构建与商业网络接口卡（NIC）和TCP/IP网络兼容的SSIC调度和聚合框架。为了解决这些挑战，我们提出：i）软解扰（SD）方法，以最小化SSIC的输出处的比特出错率（BER）和分组出错率（PER）; ii）SSIC网络架构，其可容易地部署在当今的TCP/IP网络上而无需专门的解扰器。为了概念验证和实验，我们在两个Wi-Fi物理路径上实现了SSIC系统，所有传统TCP/IP应用程序都可以享受SSIC带来的可靠性而无需修改。在我们的测试平台上的实验证实了SSIC在降低数据包传输失败率方面的有效性，以及SSIC在短距离通信中提供99.99%可靠数据包传输的可能性。
2022-04-11 cs.NI
Wireless Local Area Networks with Multiple-Packet Reception Capability
无线局域网（WLAN）由于其简单性和成本效益，在热点和室内环境中提供高速和低成本的无线服务方面具有独特的优势。传统的无线局域网媒体访问控制（MAC）协议假设一次只能有一个站点进行传输：多个站点同时传输会导致所有相关数据包被销毁。通过利用PHY层多用户检测（MUD）技术的最新进展，接收器可以同时接收多个分组。本文认为，这种多包接收（MPR）的能力，可以大大提高未来的无线局域网的容量。此外，它提供了MAC层和PHY层的设计需要实现提高的容量。首先，为了证明MUD/MPR作为一个强大的能力增强技术，我们证明了一个“超线性”的结果，它指出，每单位成本的系统吞吐量增加的MPR能力的增加。第二，我们表明，通常部署的二进制指数退避（BEB）算法在今天的WLAN MAC可能不是最佳的MPR系统中，最佳的退避因子与MPR能力的增加：可以同时接收到的数据包的数量。第三，基于上述见解，我们设计了一种用于IEEE 802.11类WLAN的联合MAC-PHY层协议，该协议结合了先进的PHY层盲检测和MUD技术来实现MPR
2007-10-03 cs.NI cs.PF
Wireless Video Multicast with Cooperative and Incremental Transmission of Parity Packets
本文研究了一种基于随机分布空时码（R-DSTC）和分组级前向纠错（FEC）的协作组播方案。而不是发送源数据包和/或奇偶校验数据包，通过两个跳，使用R-DSTC在我们以前的工作中提出的，新的计划提供源数据包和奇偶校验数据包，只使用一跳。在源站（接入点，AP）首先发送所有源分组之后，AP以及已经接收到所有源分组的所有节点一起使用R-DSTC发送奇偶校验分组。随着更多的奇偶校验分组被传输，更多的节点可以恢复所有源分组并加入奇偶校验分组传输。该过程继续，直到所有节点确认接收到足够的数据包以恢复源数据包。对于每个给定的节点分布，确定源和奇偶校验分组的最佳传输速率，使得可以在所有节点处维持的视频速率最大化。与现有方法相比，该新方案可以支持显著更高的视频速率，以及相应地更高的解码视频的PSNR。三个次优的方法，不需要用户分布或反馈的全部信息，因此在实践中更可行。所提出的次优方案，只有节点计数的信息和没有反馈仍然优于我们以前的方法，假设全信道信息和没有反馈。
2014-01-15 cs.IT cs.MM cs.NI
Dynamic Packet Scheduler Optimization in Wireless Relay Networks
SCE, Carleton University（卡尔顿大学计算机科学与工程系）
针对无线中继网络，提出一种基于随机占优和耦合论证的最优动态分组调度策略，通过平衡所有系统队列长度最小化成本函数，并给出低开销实现算法。
2011-04-15 cs.NI cs.SY eess.SY
Optimal Packet-oblivious Stable Routing in Multi-hop Wireless Networks
稳定性是表征网络性能的一个重要问题，在过去的十年里，它已经成为一个主要的研究课题。粗略地说，如果在任何一个时刻等待被发送的数据包（积压）的数量是有界的，则通信网络系统被称为是稳定的。在本文中，我们介绍了一个新的家庭的组合结构，我们称之为普遍强选择器，用于提供一组传输时间表。利用这些结构，结合一些已知的排队策略，我们提出了一个包不经意路由算法，它是工作在不使用任何全局拓扑信息，并保证一定的注入率的稳定性。我们表明，该协议是渐近最优的注入率的稳定性得到保证。此外，我们还介绍了一个包无关路由算法，保证稳定性较高的流量。该算法是最佳的注射速率，其稳定性得到保证。然而，它需要使用系统拓扑的一些全局信息。
2020-05-05 cs.DS cs.NI
End-to-End Algebraic Network Coding for Wireless TCP/IP Networks
传输控制协议（TCP）被设计用于在有线网络中提供可靠的传输服务。在这样的网络中，分组丢失主要是由于拥塞而发生的。因此，TCP被设计成应用拥塞避免技术来处理分组丢失。如今，TCP也被用于无线网络中，其中除了拥塞之外，还存在许多其他导致分组丢失的原因。当无线信道的状态差时，这导致吞吐量降低和传输往返时间增加。我们提出了一个新的网络层，透明地坐在下面的传输层，并隐藏从TCP的非强制性的数据包丢失。这个新层中的网络编码基于众所周知的最大距离可分离（MDS）码类。
2010-04-20 cs.IT cs.NI math.IT
Efficient Packet Transmission in Wireless Ad Hoc Networks with Partially Informed Nodes
研究无线adhoc网络中的合作和激励机制的一种正式方法是使用博弈论。在这方面，简单的相互作用模型，如转发的困境已被提出并成功地使用。然而，这种类型的模型不适合考虑网络的无线链路的可能波动。此外，它不允许研究节点传输自己的数据包的方式。最后，在相关文献中使用的重复博弈模型不允许的重要场景的节点的部分信息（关于链路状态和节点的行动）进行研究。本工作的贡献之一正是提供了一个综合所有这些方面的一般方法。其次，最佳性能的节点可以实现部分信息下的充分特点是一个一般形式的效用。第三，我们推导出一个平衡的传输策略，允许一个节点，以适应其发送功率水平和数据包转发速率链路波动和其他节点的行动。推导出的结果示出了通过一个详细的数值分析的网络模型建立从一个广义版本的转发器的困境。该分析特别示出了所提出的策略能够在存在信道波动的情况下操作并且比现有的传输机制（例如，在消耗的网络能量方面）。
2020-12-02 cs.NI
Optimizing Quality of Experience of Dynamic Video Streaming over Fading Wireless Networks
我们解决的问题，视频流数据包从接入点（AP）到多个客户端在一个共享的无线信道衰落。在这样的系统中，每个客户端维护从其播放视频的分组的缓冲器，并且每当缓冲器为空时，在流传输中发生中断。客户端可以切换到较低质量的视频数据包，或者请求以较高的能量水平进行数据包传输，以便最大限度地减少中断次数加上中断时段的次数以及流式传输的低质量视频数据包的数量，同时AP上存在平均功率约束。我们提出了一个约束马尔可夫决策过程（CMDP）的视频质量和传输功率的选择问题。我们发现，涉及$N$客户端的问题分解成$N$ MDPs，每个只涉及一个单一的客户端，而且，最佳的政策有一个阈值结构，在该结构中，决定选择的视频质量和功率电平的传输完全取决于缓冲区的水平。
2015-09-17 cs.NI
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
Minimizing Age of Information in a Multihop Wireless Network
我们考虑在多跳无线网络中的年龄最小化的问题。有多个源-目的地对，通过多个无线信道、多跳传输数据。我们提出了一种网络控制策略，它包括一个分布式调度算法，利用信道状态信息和队列长度在每个链路上，结合数据包丢弃规则。丢弃本地队列中的旧数据包可以降低流的平均年龄，甚至低于最后来先服务（LCFS）调度可以实现的年龄。丢弃较旧的数据包还允许我们在没有拥塞的情况下使用网络，而不管更新的生成速率如何。此外，利用系统状态信息大大提高了性能。所提出的调度策略获得的平均年龄值接近理论下限。
2019-09-14 cs.NI
CORMEN: Coding-Aware Opportunistic Routing in Wireless Mess Network
这些网络编码通过混合网络内的数据流，改进了传统路由或存储转发的网络操作。网络编码技术显式地最小化无线网络中的总传输数量。编码感知路由通过为网络中的每一个数据包找到编码的可能路径来最大化编码机会。在这里，我们提出CORMEN：一个新的编码感知路由机制的基础上机会路由。在CORMEN中，每个节点可以独立地决定是否对分组进行编码，并且分组的转发基于可用的编码机会。
2010-06-23 cs.NI
A Novel Hybrid Opportunistic Scalable Energy Efficient Routing Design For Low Power, Lossy Wireless Sensor Networks
主动路由（OR）方案通过利用无线介质的广播性质来增加传输可靠性，而不管有损无线电链路。然而，在低功耗无线传感器网络（WSN）的OR方案导致能量消耗受限的传感器节点，由于不断的偷听，定期信标的邻居管理（NM）和增加的数据包报头长度附加优先级排序的转发候选集（FCS）之前，数据传输。本文的工作重点是针对大规模、低功耗、高损耗的无线传感器网络提出一种混合机会能量有效路由设计。该设计避免了NM的周期性“hello”信标，限制了持续的偷听和分组报头长度的增加。存在两种操作模式i）机会性ii）单播模式。发送方节点采用机会转发的初始数据包传输，而不是预先计算的FCS，它是动态计算在一个完全分布式的方式。FCS的节点部分基于跨层多指标和模糊决策逻辑确定其优先级，以计算动态保持延迟（DHD）有效的定时器协调。与DHD一起的差异化退避实现使得已经接收到数据分组的较高优先级候选者能够首先转发该分组，并且便于其他人在偷听时取消其定时器。发送方节点切换到单播模式进行连续传输以实现能量效率，直到链路级传输错误发生。主动模式被用作提高传输可靠性的第一和最后手段。NS2的仿真结果表明，与现有的协议相比，数据包交付率（PDR）显着增加，每个节点的平均能耗和每个数据包的归一化能耗（NEC）都有所下降。
2019-12-22 cs.NI
Dynamic Packet Scheduling in Wireless Networks
我们认为，随着时间的推移，在无线网络中，是受干扰的通信请求服务的协议。与以前的方法不同，我们考虑到网络的几何形状和功率控制，这两个允许显着提高网络的性能。我们引入了一个随机和对抗模型来约束数据包注入。虽然作为主要的动机，这种方法不仅适用于基于信号与干扰加噪声比（SINR）的模型。它还涵盖了几乎所有其他常见的干扰模型，例如多址信道、无线电网络模型、协议模型和距离2匹配。允许每个边缘或每个节点一次发送或接收一个数据包的数据包路由网络也可以建模。从静态传输请求的调度问题的算法出发，我们建立了分布式稳定协议。这比以前的类似方法更复杂，因为我们考虑的算法在缩放输入实例时不一定线性缩放。我们可以保证吞吐量是一样大的原始静态算法之一。特别地，对于SINR模型，对于大小为m的网络，协议与相应模型中的最优协议相比的竞争比在常数和O（log^2 m）之间。
2012-03-06 cs.DS cs.NI
Fully Distributed Packet Scheduling Framework for Handling Disturbances in Lossy Real-Time Wireless Networks
随着工业物联网（IIoT）应用的快速增长及其向许多行业领域的渗透，实时的【形】无线网络（RTWN）在为此类应用提供实时的【形】、可靠的和安全的通信服务方面发挥着越来越重要的作用。RTWN管理中的一个关键挑战是如何确保实时的【形】服务质量（QoS），特别是在存在意外干扰和有损无线链路的情况下。大多数以前的工作采取集中的方法来处理干扰，这是缓慢的，并受到单点故障，并没有规模。为了克服这些缺点，本文提出了一个完全分布式的数据包调度框架称为FD-PaS。FD-PaS旨在对意外干扰提供有保证的快速响应，同时实现最小的性能下降，以满足所有关键任务的时序和可靠性要求。为了应对可扩展性的挑战，FD-PaS在算法设计和数据链路层协议设计中结合了几个关键的进步，使各个节点能够在本地进行在线决策，而无需任何集中控制。我们广泛的仿真和测试结果验证了FD-PaS设计的正确性，并证明了其在提供快速响应处理干扰，同时确保指定的QoS要求的有效性。
2019-02-06 cs.NI
Multi-path Routing Metrics for Reliable Wireless Mesh Routing Topologies
在无线网络上运行的几类新兴应用需要数学模型和工具来系统地表征网络的可靠性。我们提出了两个度量无线网状路由拓扑的可靠性，一个用于泛洪和单播路由。泛洪路径概率（FPP）度量测量当每个节点在从其所有上游邻居听到之后广播数据包时的端到端数据包递送概率。单播重传流（URF）度量测量当中继节点在其传出链路上重传单播分组直到其接收到确认或其尝试所有链路时的端到端分组递送概率。这两个指标依赖于特定的数据包转发模型，而不是抽象的，从各个链路概率和底层的连接图中推导出端到端数据包传递概率的显式表达式。我们还提出了一个分布式的，贪心算法，使用的URF度量来构建一个可靠的路由拓扑。该算法从加权的无向连通图构造有向无环图（DAG），其中每个链路通过其成功概率加权。该算法使用一个向量的可靠性阈值下降，以协调时，节点可以加入路由拓扑。仿真结果表明，平均而言，该算法构造一个更可靠的拓扑比通常的最小跳数DAG。
2011-03-30 cs.NI
Congestion or No Congestion: Packet Loss Identification and Prediction Using Machine Learning
针对TCP无法区分拥塞与非拥塞丢包导致无线客户端吞吐量低的问题，提出利用主机易获取特征、基于机器学习的丢包类型识别方法，实验显示随机森林与K近邻分类器效果更优，可助力提升网络性能。
2024-08-09 cs.NI
A Fair and Efficient Packet Scheduling Scheme for IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Systems
针对IEEE 802.16宽带无线接入系统，提出了一种公平有效的QoS调度方案，该方案能同时满足各种实时和非实时的应用的吞吐量和时延保证。所提出的QoS调度方案进行了比较，与现有的QoS调度方案中提出的文献在最近的过去。仿真结果表明，所提出的调度方案能够在时延、时延违规率和吞吐量方面为WiMAX标准中定义的所有类型的业务提供严格的QoS保证，从而保持了公平性，并有助于消除低优先级业务的饥饿。系统的带宽利用率和资源的公平性指标也遇到了验证我们提出的调度方案提供的QoS。
2010-09-30 cs.NI
FLBRA: Fuzzy Logic Based Routing Algorithm for Indoor Wireless Sensor Networks
针对建筑物管理系统中无线传感器网络环境监测的特点，提出了一种基于模糊逻辑的路由算法（FLBRA），用于确定各链路的代价，并确定最佳的数据包转发路径。我们描述的参数（接收信号强度指标- RSSI，RSSI的标准偏差和分组出错率- PER）的成本定义的每个路径，识别最佳路由的序列和仿真中获得的结果。正如本提案中所预期的那样，仿真结果表明，与基于RSSI的转发协议（RBF）相比，数据包传输速率有所增加。
2014-11-11 cs.NI
A QoS-Aware Routing Protocol for Real-time Applications in Wireless Sensor Networks
本文提出了一种服务质量感知的路由协议，提供低延迟的高优先级的数据包。通过应用排队理论，基于分组的优先级来区分分组。低优先级数据包通过能量较少的路径传输。传感器节点与枢轴节点交互，枢轴节点又与汇聚节点通信。该协议可以应用于监控关键应用的上下文感知物理环境。
2012-05-16 cs.NI
