面向无线多跳网络的高级空中接口下偏置背压路由与调度通用化
网络与互联网体系结构
2025-05-01 v1 系统与控制
信号处理
系统与控制
摘要
背压 (BP) 路由和调度是无线多跳网络中成熟的资源分配方法，因其完全分布式操作和已证明的最大队列稳定性而广为人知。近期进展中的最短路径偏置BP路由 (SP-BP) 旨在缓解慢启动和随机游走等短板，但仅基于链路级商品选择的做法仍存在最后数据包问题和带宽利用率不足。此外，经典BP路由隐含地假设单输入单输出 (SISO) 收发器，导致在多输入多输出 (MIMO) 收发器下，同一数据包可能在多个输出链路上被调度，引发绕行和环路。本文我们重新审视支撑BP路由的Lyapunov漂移理论，表明独占商品选择并非必需，提出Max-Utility链路共享方法。此外，我们通过引入属性容量超图 (ACH)——对传统SISO网络冲突图的扩展——将MaxWeight调度推广至MIMO网络，并纳入背日志移以防止数据包冗余路由。数值评估表明，我们的方法在轻量级流量下显著缓解了最先进 (SOTA) SP-BP 的最后数据包问题，并在更重的流量下略微扩大了网络容量区域。
引用
@article{arxiv.2504.21721,
title = {Generalizing Biased Backpressure Routing and Scheduling to Wireless Multi-hop Networks with Advanced Air-interfaces},
author = {Zhongyuan Zhao and Yujun Ming and Ananthram Swami and Kevin Chan and Fikadu Dagefu and Santiago Segarra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.21721},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 11 figures, submitted to ACM Mobihoc'25