置信传播在CSMA无线网络中的应用
网络与互联网体系结构
2011-07-15 v4
摘要
置信传播(BP)算法是解决图模型(如贝叶斯网络和马尔可夫随机场)中“推理”问题的一种有效方法。CSMA无线网络的系统状态概率分布是一个马尔可夫随机场。一个有趣的问题是BP如何帮助分析和设计CSMA无线网络。本文探讨了三种此类应用。首先，我们展示了如何利用BP来计算网络中不同链路在给定其接入强度(定义为平均数据包传输时间除以平均退避倒计时时间)下的吞吐量。其次，我们提出了一种逆BP算法来解决逆向问题：如何设置不同链路的接入强度以满足其目标吞吐量？第三，我们引入了一种BP自适应CSMA算法来寻找能够实现最优系统效用的链路接入强度。BP在树形网络中能精确地解决这三个问题。然而，在具有环状竞争图的网络中，它可能会失去精度。我们展示了如何设计BP的广义版本GBP，以高精度解决具有环状竞争图的网络的这三个问题。重要的是，我们展示了本文中的BP和GBP算法如何以分布式方式实现，使其在实际的CSMA网络运营中非常有用。
引用
@article{arxiv.1007.5218,
title = {Applications of Belief Propagation in CSMA Wireless Networks},
author = {Cai Hong Kai and Soung Chang Liew},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.5218},
year = {2011}
}
备注
A technical report of The Chinese University of Hong Kong