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数据在无线网络中怎样做才能保持新鲜

对付即时共享光阴敏感信息的无线收集,仅仅快速传输数据是不敷的。这些数据也必要新鲜。斟酌一下你车里的许多传感器。虽然大年夜多半传感器将数据包传输到中央处置惩罚器可能必要不到一秒的光阴,但数据的年岁可能会有所不合,详细取决于传感器传输读数的频率。

在抱负的收集中,这些传感器应该能够赓续传输更新,为每个可丈量的功能供给最新,最新的状态,从轮胎压力到障碍物相近。然则,只有这么多的数据,无线信道可以传输而不会完全胜过收集。

那么,若何赓续更新收集 - 传感器,无人机或数据共享对象 - 可以最大年夜限度地缩短其随时收到的信息的年岁,同时避免数据拥塞?

麻省理工学院信息与决策系统实验室的工程师们正在办理这个问题,并提出了一种为简单的无线收集供给最新鲜数据的措施。

钻研职员表示,他们的措施可以利用于简单的收集,例如将位置坐标传输到单个节制站的多个无人机,或者将状态更新通报给中央监视器的工业工厂中的传感器。终极,该团队盼望能够办理更繁杂的系统,例如无线共享交通数据的车辆收集。

“假如你正在互换拥堵信息,你会盼望这些信息尽可能新鲜,”航空航天教授,麻省理工学院信息与决策系统实验室成员Eytan Modiano说。“假如它已逾期,你可能做出差错的抉择。这便是为什么信息期间很紧张的缘故原由。”

Modiano和他的同事在IEEE国际谋略通信会议(Infocom)的一篇论文中先容了他们的措施,并得到了最佳论文奖。该论文将在未来呈现在网上。该论文的第一作者是钻研生Igor Kadota;前钻研生Abhishek Sinha也是合着者。

维持新鲜

传统收集旨在最大年夜化它们可以跨通道传输的数据量,并最大年夜限度地缩短数据到达目的地所需的光阴。直到近来,钻研职员才开始斟酌信息的年岁 - 从收件人的角度来看,信息的新鲜程度或迂腐信息是若干。

“我首先对这个问题认为愉快,在无人机的背景下思虑 - 在情况中四处移动的无人驾驶飞行器,他们必要互换位置信息以避免互相碰撞,”莫迪亚诺说。“假如他们不常常互换这些信息,他们可能会发生冲突。以是我们退后一步,开始钻研若何最大年夜限度地削减无线收集信息期间的根本问题。”

在这篇新论文中,Modiano的团队探求措施为简单的无线收集供给最新鲜的数据。他们建模了一个基础收集,包括一个数据接管器,如中央节制站,以及多个节点,如几个数据传输无人机。

钻研职员假设在任何给准光阴只有一个节点可以经由过程无线信道传输数据。他们要回答的问题是:哪个节点应该在哪个光阴传输数据,以确保收集匀称从所有节点接管最新的数据?

“我们的带宽有限,以是我们必要选择节点传输的光阴和节点,”Modiano说。“我们说,在这个最简单的情况中,我们若何最大年夜限度地削减年岁?我们可以办理这个问题吗?我们做到了。”

最佳年岁

团队的办理规划在于一个简单的算法,它基础上可以在任何给准时候为每个节点谋略“索引”。节点的索引基于几个身分:它传输的数据的年岁或新鲜度;它所通信的信道的靠得住性;以及该节点的总体优先级。

“例如,你可能拥有更昂贵的无人机或更快的无人机,而且你盼望得到更好或更准确的无人机信息。以是,你可以设置一个具有高优先级的信息,”Kadota解释道。

具有较高优先级,更靠得住信道和较旧数据的节点被分配较高的索引,而优先级相对较低的节点经由过程spottier信道进行通信,此中较新的数据用较低的索引标记

节点的索引可以随时改变。在任何给准时候,算法唆使具有最高索引的节点将其数据发送到接管器。在这种优先排序要领中,团队发明收集包管匀称从所有节点接管最新鲜的数据,而不会使其无线信道过载。

该团队谋略了一个下限,这意味着收集信息的匀称年岁比任何算法都要高。他们发明团队的算法异常靠近这个边界,并且它靠近于任何算法在为简单的无线收集供给最新鲜数据方面所能做的最好的算法。

“我们提出了一个基础的边界,即你弗成能拥有比这个值更低的信息年岁¬ - 没有算法可以比这个更好 - 然后我们证清楚明了我们的算法靠近那个边界,”莫迪亚诺说。“以是它靠近最佳状态。”

该团队计划在一个简单的无线电收集上测试其索引规划,此中一个无线电可以作为基站,接管来自其他几个无线电的光阴敏感数据。Modiano的小组还在开拓算法,以优化更繁杂收集中的信息期间。

“我们未来的论文将逾越一个基站,一个拥有多个基站的收集,以及它们若何互相感化,”莫迪亚诺说。“这将有望办理一个更大年夜的问题。”

责任编辑:ct

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