低轨小卫星网络中基于编码缓存的协同传输机制研究

1

作者 李健 薛开平 卢汉成 《天地一体化信息网络》 2021年第2期20-27,共8页

随着低轨小卫星网络的快速发展,地面用户将可以借助密集部署的低轨卫星网络享受到全球覆盖的内容传输服务。由于星地通信链路往往具有长时延特性,再加上星上有限的通信和能量资源,卫星在提供内容传输服务的同时面临着传输开销的压力。因... 随着低轨小卫星网络的快速发展,地面用户将可以借助密集部署的低轨卫星网络享受到全球覆盖的内容传输服务。由于星地通信链路往往具有长时延特性,再加上星上有限的通信和能量资源,卫星在提供内容传输服务的同时面临着传输开销的压力。因此,针对低轨小卫星网络,提出一种基于编码缓存的协同传输机制以实现高效的内容分发。通过采用细粒度的编码缓存方案,可以使得地面用户在请求内容数据时,同时接收来自多个低轨卫星节点缓存的编码数据,实现回程链路开销的降低与缓存效率的提升。仿真结果表明,在部署星上缓存后,可以降低39%以上的传输开销;当采用基于编码缓存的传输方案时,随着协同卫星数量的增加,可以进一步降低9%~42%的传输开销。 展开更多

关键词 低轨小卫星网络 编码缓存 协同传输 内容分发

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基于均衡数据放置策略的分布式网络存储编码缓存方案 被引量：3

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作者 陈雪 胡玉平 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期1194-1199,共6页

为了保证网络存储的负载平衡并避免在节点或磁盘故障的情况下造成不可恢复的损失,提出一种基于均衡数据放置策略的分布式网络存储编码缓存方案,针对大型高速缓存和小型缓存分别给出了不同的解决办法。首先,将Maddah方案扩展到多服务器系... 为了保证网络存储的负载平衡并避免在节点或磁盘故障的情况下造成不可恢复的损失,提出一种基于均衡数据放置策略的分布式网络存储编码缓存方案,针对大型高速缓存和小型缓存分别给出了不同的解决办法。首先,将Maddah方案扩展到多服务器系统,结合均衡数据放置策略,将每个文件作为一个单元存储在数据服务器中,从而解决大型高速缓存问题。然后,将干扰消除方案扩展到多服务器系统,利用干扰消除方案降低缓存的峰值速率,结合均衡数据放置策略,提出缓存分段的线性组合,从而解决小型缓存问题。最后,通过基于Linux的NS2仿真软件,分别在一个和两个奇偶校验服务器系统中进行仿真实验。仿真结果表明,提出的方案可以有效地降低峰值传输速率,相比其他两种较新的缓存方案,提出的方案获得了更好的性能。此外,采用分布式存储虽然限制了将来自不同服务器的内容组合成单个消息的能力,导致编码缓存方案性能损失,但可以充分利用分布式存储系统中存在的固有冗余,从而提高存储系统的性能。 展开更多

关键词 均衡数据放置策略 分布式网络存储 编码缓存 文件条带化 奇偶校验服务器

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并行传输编码缓存问题研究

3

作者 林霄 罗松 刘楠 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期11-22,共12页

基于提高网络传输的效率并得到更好的低延迟效果的目的,缓存技术应运而生。不同于传统缓存技术,编码缓存技术通过巧妙创造多播机会,使得服务器的一次广播传输能够同时满足多个用户的不同需求,从而得到全局缓存增益。考虑一个并行传输的... 基于提高网络传输的效率并得到更好的低延迟效果的目的,缓存技术应运而生。不同于传统缓存技术,编码缓存技术通过巧妙创造多播机会,使得服务器的一次广播传输能够同时满足多个用户的不同需求,从而得到全局缓存增益。考虑一个并行传输的编码缓存网络,其中服务器可以向所有用户广播消息,同时,用户之间也可以互发信息。提出了一种非编码预存储的编码缓存方案,该方案可分为三个阶段:预缓存阶段、分配阶段和交付阶段,通过向服务器和用户网络预先分配不同的工作量来获得最佳的传输延迟。仿真结果表明,所提并行传输缓存交付方案相比于单独进行服务器多播传输或单独进行D2D网络节点之间的传输,具备更好的实现效果。同时,所提方案在考虑两种不同信道的传输能力差距后,得到了比忽略信道传输能力时更好的实现效果。最后,证明了在非编码预存储的情况下,所提出的并行传输缓存交付方案在服务器广播信道与D2D网络传输信道的信道容量相同且用户缓存资源充足时的最优性。 展开更多

关键词 编码缓存 非编码预存储 并行传输

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基于分层网络的中心化和去中心化编码缓存方案

4

作者 汪科 陈家慧 吴幼龙 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第2期224-231,共8页

针对包含服务器、中继以及用户的分层网络,研究如何利用缓存降低传输延迟的问题。通过结合传统缓存和网络编码技术,提出新型的中心化和去中心化编码缓存方案。其中,中心化的方案根据中继、用户的数量以及缓存大小,对文件布置和发送策略... 针对包含服务器、中继以及用户的分层网络,研究如何利用缓存降低传输延迟的问题。通过结合传统缓存和网络编码技术,提出新型的中心化和去中心化编码缓存方案。其中,中心化的方案根据中继、用户的数量以及缓存大小,对文件布置和发送策略进行优化设计,在满足用户文件请求的同时,实现数据的高效传输;去中心化的方案以牺牲少量性能为代价,支持用户数量变化和网络环境切换,拥有更高的灵活性。两种方案均充分利用中继的缓存资源,实现服务器和中继的并行传输,并根据用户的文件请求进行编码后发送,获得传统缓存方案所不具有的多播增益。仿真结果表明,本文的方案能够满足用户任意的文件请求,在不增加缓存大小的情况下,明显降低系统的传输延迟。 展开更多

关键词 编码缓存 中继 中心化 去中心化

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一类编码缓存方案的构造

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作者 施子凡 柏慧雪 《信息系统工程》 2021年第8期101-103,共3页

编码缓存技术由于能有效地减少通信高峰时的传输量而在无线网络中得到广泛的应用。2014年,Maddah-Ali和Niesen创造性的提出了一种编码缓存方案。然而,为了实现该编码缓存方案,每个文件必须被分割成等大的F个文件块,这些文件块的数量通... 编码缓存技术由于能有效地减少通信高峰时的传输量而在无线网络中得到广泛的应用。2014年,Maddah-Ali和Niesen创造性的提出了一种编码缓存方案。然而,为了实现该编码缓存方案,每个文件必须被分割成等大的F个文件块,这些文件块的数量通常随着用户K的增多而呈现指数增长,这限制了该方案的实际应用。为了解决这个问题,Yan等人提出了放置发送阵列(PDA)的概念,将构造中心化编码缓存方案转化为构造适合参数的(PDA),有效减少了编码缓存中文件分块数过大的问题。论文通过汉明距离构造了一类低分块数的编码缓存方案,与现有的方案相比,我们的方案在某些参数下的分块数和传输率更优。 展开更多

关键词 编码缓存方案 多播 内容存储 存储发送阵列(PDA)

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最大距离可分码构建编码缓存方案的编码增益

6

作者 柏慧雪 施子凡 《科技风》 2021年第24期80-82,共3页

随着电子设备的普及,用户对网络资源的需求也越来越大,所以在高峰时期,对网络资源的请求和信号发送阶段造成较大的系统延迟以及网络负载,那么减轻高峰期传输压力的有效解决方案正在被广泛研究。2014年,Maddah-Ali和Niesen提出一种全新... 随着电子设备的普及,用户对网络资源的需求也越来越大,所以在高峰时期,对网络资源的请求和信号发送阶段造成较大的系统延迟以及网络负载,那么减轻高峰期传输压力的有效解决方案正在被广泛研究。2014年,Maddah-Ali和Niesen提出一种全新的编码缓存方案,为了更好研究这一问题,2016年,闫起发等人提出了放置分发阵列,并介绍了编码缓存方案与放置分发阵列的对应关系。本文通过最大距离可分码构建放置分发阵列,并对该编码缓存方案中较小参数进行讨论,考虑该编码缓存方案的编码增益。 展开更多

关键词 编码缓存方案 编码增益 放置分发阵列

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信息感知的分层加权干扰消除编码缓存

7

作者 王璞 刘超 +1 位作者 包建荣 姜斌 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期46-51,共6页

为了消除多中继系统未请求子文件的干扰,提高系统传输总自由度,提出了信息感知的分层加权干扰消除编码缓存方案。该方案根据用户、中继的缓存容量、用户和文件数量将系统划分为两个子系统,联合设计加权干扰消除、正交单播和去中心化编... 为了消除多中继系统未请求子文件的干扰,提高系统传输总自由度,提出了信息感知的分层加权干扰消除编码缓存方案。该方案根据用户、中继的缓存容量、用户和文件数量将系统划分为两个子系统,联合设计加权干扰消除、正交单播和去中心化编码多播来最小化链路负载和提高系统总自由度。对于子系统Ⅰ,在单次无干扰传输子文件数大于用户数时引入单播,相对传统干扰消除,可获得的额外总自由度增益。在子系统Ⅱ中,提出了多中继协作编码传输,极大地降低了传输次数,提高系统总自由度。仿真表明,在单次无干扰传输子文件数小于用户数时,所提方案获得的总自由度优于传统未编码缓存方案,可实现最低1.3倍的总自由度增益;与传统干扰消除方案相比,所提方案可获约10.6%的总自由度增益。 展开更多

关键词 编码缓存 物理层网络编码 多中继系统 干扰消除

原文传递

社交感知的D2D内容安全缓存算法 被引量：1

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作者 张灿 史鑫 王萌 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2019年第10期167-172,共6页

Device-to-Device(D2D)内容共享技术在使用户能够更加便捷、高效地获取内容的同时,也面临着更为严峻的安全挑战。针对窃听用户存在的D2D内容共享场景,通过设计基于最大距离可分(Maximum Distance Separable,MDS)码的D2D内容安全缓存机制... Device-to-Device(D2D)内容共享技术在使用户能够更加便捷、高效地获取内容的同时,也面临着更为严峻的安全挑战。针对窃听用户存在的D2D内容共享场景,通过设计基于最大距离可分(Maximum Distance Separable,MDS)码的D2D内容安全缓存机制,在提高缓存性能的同时实现内容共享的信息安全。首先,为了避开窃听用户并选择能够带来更好传输性能的内容提供者,提出了基于用户距离和社交信任度的内容提供者选择方案,以明确进行预缓存的用户。在此基础上,为了保证内容在D2D链路上的传输性能,并促使内容更多地缓存在用户更信任的内容提供者中,基于社交信任度和能效提出了社交相关能效的性能度量指标。然后,以最大化社交相关能效为目的,设计缓存内容布设方案,其核心优势在于:利用MDS编码特性提出安全缓存条件,从而在优化社交相关能效的基础上确保窃听用户无法获取足以恢复出原内容的编码块。最后,提出社交感知的基于MDS编码的D2D内容安全缓存算法。仿真分析表明,相比内容提供者随机选择的D2D内容安全缓存算法,所提算法的最优性能提升了15%;相比没有安全缓存条件的D2D内容缓存算法,所提算法虽然需要以42%的性能损失来确保信息安全,但其能够在内容提供者的缓存容量相对更小时实现性能最优。 展开更多

关键词 D2D内容共享 窃听 社交信任度 编码缓存 安全缓存

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最小化重传次数的无线网络编码广播重传算法 被引量：5

9

作者 牛腾 张冬梅 +1 位作者 许魁 王飞 《信号处理》 CSCD 北大核心 2017年第10期1368-1376,共9页

提出了一种最小化重传次数的无线网络编码广播重传算法。针对无线广播网络,本文首先引入了缓存网络编码(C-IDNC)的概念,在接收端,正确接收但不能解码的网络编码数据包将被缓存起来等待将来的解码机会而不是简单的丢弃该编码包。其次,通... 提出了一种最小化重传次数的无线网络编码广播重传算法。针对无线广播网络,本文首先引入了缓存网络编码(C-IDNC)的概念,在接收端,正确接收但不能解码的网络编码数据包将被缓存起来等待将来的解码机会而不是简单的丢弃该编码包。其次,通过对基于IDNC重传策略的问题描述,分析了不同因素对重传次数的影响,并把这些影响因子量化为可度量的数值。随后,构造了IDNC图((ν,ξ),用于表征所有可行编码和编码增益,并把最小化重传次数问题转化为最大权重搜寻问题,给出了寻找最优解的编码方法。同时,为降低算法复杂度和计算量,提出一种启发式的最大权重搜寻算法(CI-MWSA)。仿真结果表明,与传统方案相比,提出的策略和算法能有效提高重传效率、减少重传次数。 展开更多

关键词 最小化重传次数 缓存网络编码 无线广播网络 重传效率

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面向海量数据存储的Erasure-Code分布式文件系统I/O优化方法

10

作者 严林 邢晶 +1 位作者 霍志刚 马捷 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2013年第5期20-27,共8页

随着海量数据的快速膨胀,机群文件系统的存储方式正在逐步从复本向Erasure Code过渡。Erasure Code存储能够以更低的存储开销提供更高的可靠性。然而,由于Erasure Code存储需要通过编码生成编码数据,在存储原始数据和编码数据过程中更... 随着海量数据的快速膨胀,机群文件系统的存储方式正在逐步从复本向Erasure Code过渡。Erasure Code存储能够以更低的存储开销提供更高的可靠性。然而,由于Erasure Code存储需要通过编码生成编码数据,在存储原始数据和编码数据过程中更容易产生磁盘争用和不均衡负载,从而影响整个存储系统的I/O性能;同时,Erasure Code存储写回编码数据时,数据一致性和数据缓存之间存在冲突,传统处理数据的无缓存方式和全缓存方式在机群文件系统中都存在很大的局限性。针对这两个问题,提出了一种包括均衡负载的数据放置策略和编码缓存的一致性维护策略的Erasure Code机群文件系统I/O优化方法。通过在开发的Erasure Code分布式文件系统ECFS的实验测试表明,使用这种优化方法后机群文件系统的聚合带宽能够提高95.53%。 展开更多

关键词 机群文件系统 海量存储 Erasure-Code 数据放置 编码缓存 一致性

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稀疏超图:从理论到应用 被引量：1

11

作者 上官冲 葛根年 《中国科学：数学》 CSCD 北大核心 2023年第2期187-216,共30页

给定正整数r、e和v,如果某个r-一致超图的任意e条不同边的并都包含至少v+1个顶点,则称其是(v, e)-自由(free)或者(v, e)-稀疏的.稀疏超图的概念由Brown、Erd?s和Sós在20世纪70年代提出.目前,研究给定顶点数的稀疏超图所能包含最大... 给定正整数r、e和v,如果某个r-一致超图的任意e条不同边的并都包含至少v+1个顶点,则称其是(v, e)-自由(free)或者(v, e)-稀疏的.稀疏超图的概念由Brown、Erd?s和Sós在20世纪70年代提出.目前,研究给定顶点数的稀疏超图所能包含最大边数的上下界已成为极值组合学研究领域内的核心问题之一.该问题的研究方法丰富多变,涉及组合、概率、代数和数论等多个领域.本文介绍Brown、Erd?os和S′os关于稀疏超图的两个重要猜想的最新研究进展以及稀疏超图在极值组合与信息科学中的若干应用,包括朱烈曾作出突出贡献的完美哈希(Hash)矩阵、可分哈希矩阵等几类信息安全中的研究问题.此外,本文在某些参数下给出完美哈希矩阵与求并-自由(union-free)超图的新构造.本文的构造改进了相应问题的已知最优下界. 展开更多

关键词 稀疏超图 Brown-Erd?s-Sós猜想 完美哈希矩阵 可消去(cancellative)超图 求并-自由超图 集中式编码缓存 组合列表译码 局部可修复码

原文传递

源于分布式网络的离散模型与组合学方法

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作者 韩雪姣 张一炜 +1 位作者 殷剑兴 吴佃华 《中国科学：数学》 CSCD 北大核心 2023年第2期151-186,共36页

近年来,分布式网络环境架构下的诸多新型信息科学问题为经典信息论和编码理论带来了新的挑战.这些问题的研究涉及多种离散模型,组合设计、图论、组合编码和极值组合学等组合学方法在其中发挥了至关重要的作用.本文选取网络编码、索引编... 近年来,分布式网络环境架构下的诸多新型信息科学问题为经典信息论和编码理论带来了新的挑战.这些问题的研究涉及多种离散模型,组合设计、图论、组合编码和极值组合学等组合学方法在其中发挥了至关重要的作用.本文选取网络编码、索引编码、编码缓存、分布式计算和隐私保护信息检索这5个源于分布式网络环境的信息科学前沿热点问题,简要介绍各问题研究进展,并着重介绍其中涉及的离散模型与组合学思想方法.同时,本文针对上述多个专题分别给出一些新结果. 展开更多

关键词 分布式网络 网络编码 索引编码 编码缓存 分布式计算 隐私保护信息检索

原文传递