Network Coding for Cooperation in Wireless Networks
Nestor Hernández · VBN Forskningsportal (Aalborg Universitet) · 2016
Mobile brugere via trådløs netværker genererer i dag en stor efterspørgsel i høj kvalitet, datatjenester, som kun forventes at vokse dramatisk i de følgende år.Denne fremtidige efterspørgsel vil mætte de netværk, som vi kender dem i dag.Dette bliver kritisk i scenarier med en meget høj koncentration af brugere, f.eks.sport stadioner, hvor radioen ressourcer er utilstrækkelige til at levere en god QoE.Således, udnytter teknikker for bedre bruge af de tilgængelige ressourcer ved at udnytte kortrækkende alternativer kommunikation, f.eks.WiFi, D2D i LTE-A, for at tillade et samarbejde mellem brugere er kernen i at levere den nødvendige QoE.I dette scenarie, kan mobile enheder med en hvilken som helst af de tidligere kortrækkende kommunikationsteknologier samarbejde ved at danne mobile skyer.Disse er klynger af enheder, der udnytter en meget hurtigere og pålidelig kommunikation link til at dele information.NC har vist sig at være en effektiv løsning i kooperative netværker, da det ikke kræver at kode og afkode på en hop-af-hop grundlag som state of the art sletning korrigere koder kræver siden: (i) det er muligt at sende omkodet pakker til en næste hop med delvise data, dvs.uden at have afkodet og (ii) er det ikke nødvendigt at modtage hver pakke, men bare nok kodede pakker i stedet.I denne afhandling vi fokuseret på design, analyse og simulering af samarbejdsteknikker baseret på RLNC efter trådløs netværker.Først, undersøgte vi de operationelle regimer, hvor kooperative mobilnetværker udfører bedre end broadcast mobilnetværker i form af datahastigheden og energiomkostninger, og også ved at overveje forskellige mængder af samarbejdende enheder.To-fold gevinster eller højere er opnåelige ved vores kooperative ordninger ved at sende mindst to gange hurtigere end med en broadcast ordning.Vi fandt, at der ikke mere end seks enheder skal være i hver sky at få disse gevinster.Endvidere, har vi gennemgået kode konstruktioner for at undgå den iboende RLNC trade-off for den samlede overliggende mellem lineær afhængighed eller signalering ved brug af et enkelt felt størrelse.Vores forskning tilladt os at få koder, der opnår mindre end 3% af den samlede vii overhead i vores revideret scenarier, sammenlignet med mindst 10% ved anvendelse RLNC.Disse værker viser, hvornår og hvordan man samarbejder mellem enhederne at losse netværket, og samtidig holde et minimum overliggende.For det andet, vi evaluerede to transmissions politikker og en MAC mekanisme til at øge throughput og reducere energiforbruget på enhederne i en to-hop decentraliseret WLAN af en kilde, en række relæer og én destination.For at opnå dette, har vi udviklet et framework der gør det muligt at analysere disse politikker på en enkel måde ved hjælp af C++11 Kodo bibliotek og ns-3 simulator.Den software værktøj er offentligt tilgængelig for forskersamfundet som et vigtigt bidrag.Vores resultater viser, at mellem 50% og 75% gevinster kan opnås ved hjælp af omkodning funktionen fra RLNC og en ideel enhed medium adgang sandsynlighed.Vores kodningssystemer og teknikker løse centrale udfordringer i state of the art cellulære og trådløs lokalnet at forbedre gennemløb og reducere energiforbruget på cellulære BS og de mobile enheder, samtidig med at den samlede overliggende til et absolut minimum.I de følgende år, bør arbejdet på dette område fokus på, hvordan at designe og teste praktiske implementeringer, der viser disse gevinster, ikke kun for de nuværende standarder, men også for 5G teknologier.Andre aspekter er at gennemgå, hvordan disse målinger er påvirket interferens effekt, når ortogonale kanaler er ikke muligt med den cellulære spektrum eller gennemgå andre målinger og kode konstruktioner at have en komplet perspektiv af løsningerne.Med hensyn transmissions politikker, analytiske værker og simple afledte heuristik fra dem at gennemgå optimale politikker til mobile skyer med mange enheder til at observere de opnåelige gevinster ved disse løsninger.