基于 IEEE 802.15.4.e TSCH 的吞吐量优化调度：一种组合多臂老虎机方法
网络与互联网体系结构
2019-09-17 v1
摘要
在 TSCH（IEEE 802.15.4e 修正案中的一组 MAC 机制）中，数据包传输调度的计算、构建与维护未被定义。此外，为确保最优吞吐量，多数现有调度方法基于瞬时且准确的信道状态信息（CSI）可用的假设。然而，由于信道估计过程中不可避免的错误，该假设在许多实际场景中无法实现。本文提出两种替代且现实的方法。在第一种方法中，我们假设仅先验可用 CSI 的统计知识。借助该知识，计算每条链路上的平均包速率，然后利用结果可将用于（时隙-帧）单元分配给链路的吞吐量最优调度表述为最大权二分匹配问题，该问题可使用著名的匈牙利算法高效求解。在第二种方法中，我们假设在设计阶段不可用任何 CSI 知识（即便是统计性的）。针对此零知识设定，我们通过将调度问题形式化建模为组合多臂老虎机（CMAB）过程，引入一种基于机器学习的算法。我们的基于 CMAB 的方案由于减少了对设计时知识的依赖，广泛适用于许多实际运行环境。仿真结果表明，基于统计 CSI 的方法所获得的平均吞吐量距完美瞬时 CSI 对应的理论上界在 15% 以内。上述偏差对于我们学习理论解法约为 18%。
引用
@article{arxiv.1909.06640,
title = {IEEE 802.15.4.e TSCH-Based Scheduling for Throughput Optimization: A Combinatorial Multi-Armed Bandit Approach},
author = {Nastooh Taheri Javan and Masoud Sabaei and Vesal Hakami},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.06640},
year = {2019}
}