26、网络编码轮询调度方案近似分析及大规模交互对象建模方法探讨

网络编码轮询调度方案近似分析及大规模交互对象建模方法探讨

1. 网络编码轮询调度方案

网络编码（NC）作为一种通过组合不同数据包来压缩数据包流的方法被提出。前提是通过多条传输路径有足够的冗余，以便接收节点能够解码流以重建所有单个数据包。然而，NC 确实引入了额外的计算开销，并且还产生了不同的额外延迟。

1.1 问题背景

在一个有三个独立单播信息流 a、b 和 c 的有向网络中，若不使用 NC，三条流必须共享链路 u1 → u2，这会成为瓶颈，且网络中的一些链路无法得到利用。但如果在节点 u1 将三条流组合在一起，所有接收器都无法恢复其所需信息。

为解决此问题，提出了一种调度方案。节点 u1 可以在瓶颈链路上交替传输编码流 a ⊕ b 和未编码流 c 到节点 u2，节点 u2 再将编码流转发到 ta 和 tb，将未编码流转发到 tc。接收器 ta 和 tb 可以分别从 {b, a ⊕ b} 和 {a, a ⊕ b} 中重建原始流。这样，结合 NC 和调度可以减少瓶颈链路上的流量速率，同时将流量分配到更多路径上。

1.2 系统模型

考虑一个节点接收 F 个不同的独立数据包流，每个流的到达率为 λi，假设为泊松分布，这些流在无限容量的不同缓冲区中排队。每个流中的数据包长度是独立的随机变量，且各流之间相互独立，具有一般分布 S(x) = Prob[S ≤ x]。节点传输时间与数据包长度成正比，比例常数为 1。

将输入流 {1, …, F} 划分为 J 个不相交的子集，称为编码类，用 Cj 表示第 j 类中的流。限制只有同一类中的数据包才能一起编码，不同类的数据包不能混合。服务器以轮询方式循环编码类，且