主  题：面向全双工中继网络的编码数据包广播调度技术 

时  间：04月20日(周三) 13:30-14:30

主讲人：陈超

地  点：信电楼204

记录人：蒋博航

内  容：

  本次学术沙龙由陈超教授和黄日鹏学长合作完成，学术沙龙的主题将围绕双跳全双工中继网络中的数据分发问题展开，数据包由于距离问题将由多个节点传递转发，经过多跳传达，数据包从宏基站中发出，通过全双工中继基站发送给多个用户。在这一过程中为了增强网络的吞吐量，提出了一种基于“广播收益”的启发式编码数据包广播调度策略，这也是实现高效的双跳全双工中继网络的重要基础。

  为了帮助同学们深入了解模型构建的基础原理，陈超教授首先引入了网络编码的相关知识，从理论层面分析传统网络通信与运用了网络编码技术后的区别，传统的网络为了防止数据包之间的互相干扰，在同一个时隙内只能发送一份数据包；网络编码技术使用特定的运算策略（例如异或），在同一时隙内同时发送多个数据包，极大地提升网络吞吐量。

  作为补充，陈超教授还介绍了网络编码在卫星网络中的运用，并且根据网络编码的技术特点指出网络编码尤其适用于无线网络领域，例如广播和多播的场景。

完成了基础理论的讲解，陈超教授邀请黄日鹏学长围绕具体的系统建模问题展开讲解，系统模型由一个BS、一个FD RS和N个用户组成。令I:={1,...,N}表示用户索引集。一个由K个数据包组成的数据块需要从基站通过RS传输给所有用户。每个数据包都表示为有限编码字段F上长度为v的向量，因此具有v[log,d]位的长度。假设一个时隙系统，并让非负整数t表示时间索引。为了提高广播吞吐量，在BS端采用RLNC，在每个时隙内，从K个原始数据包中生成一个编码数据包，发送给RS端。RS缓冲区最初是空的，假设它的大小M足够大，以至于所有接收到的数据包都可以存储在缓冲区中，直到块传输完成。一旦用户收到任意K个线性无关的编码数据包，它就可以成功地解码原始数据块。当每个用户都成功解码时，块传输完成。

最优调度方案很难描述，然而可以找到一个实用的调度方案接近最优。黄日鹏学长首先简要介绍了作为比较基线的最小广播包优先(FBPF Fewest Broadcast Packet First)方案。FBPF方案简单且实际可行，它不依赖于CSI，唯一需要的信息是每个包广播的次数，这可以由RS跟踪。当CSI可用时，FBPF方案的CSI独立性限制了其性能，因为调度决策是盲目的。

  随后引入核心内容---最大广播收益优先（HBRF Highest Broadcast Revenue First)方案。在该方案中，令Qi(t)为用户i在时隙t内接收到的线性独立数据包的数量。对于任何时隙t，用来表示频道处于ON状态的用户集合。该方案是将提供最高广播收益的数据包传递给用户。

最后，陈超教授对本次学术沙龙的内容进行了总结，主要内容为研究了在双跳全双工中继网络中使用网络编码最大化广播吞吐量的问题。提出了一种称为HBRF的CAS方案，该方案基于优先考虑具有大量未完成工作的用户。推导了BS-to-RS信道完善时HBRF吞吐量的闭式表达式，证明了单用户系统HBRF的最优性。仿真结果表明，HBRF的性能接近系统的上限并且优于其他传输方案。

参加人：研一研二部分学生