electronic frog eye: counting crowd using...
TRANSCRIPT
Electronic Frog Eye: Counting Crowd Using WiFiWei Xi1, Jizhong Zhao1, Xiang-Yang Li2,3, Kun Zhao1 Shaojie Tang4, Xue Liu5, Zhiping Jiang1
1Department of Computer Science and Technology, Xi’an Jiaotong University2Department of Computer Science and Technology and TNLIST, Tsinghua University
3Department of Computer Science, Illinois Institute of Technology4Department of Computer and Information Science, Temple University
5School of Computer Science, McGill University
Abstract—Crowd counting, which count or accurately estimatethe number of human beings within a region, is critical in manyapplications, such as guided tour, crowd control and marketingresearch and analysis. A crowd counting solution should bescalable and be minimally intrusive (i.e., device-free) to users.Image-based solutions are device-free, but cannot work well ina dim or dark environment. Non-image based solutions usuallyrequire every human being carrying device, and are inaccurateand unreliable in practice. In this paper, we present FCC, adevice-Free Crowd Counting approach based on Channel StateInformation (CSI). Our design is motivated by our observationthat CSI is highly sensitive to environment variation, like a frogeye. We theoretically discuss the relationship between the numberof moving people and the variation of wireless channel state.A major challenge in our design of FCC is to find a stablemonotonic function to characterize the relationship between thecrowd number and various features of CSI. To this end, wepropose a metric, the Percentage of nonzero Elements (PEM),in the dilated CSI Matrix. The monotonic relationship can beexplicitly formulated by the Grey Verhulst Model, which is usedfor crowd counting without a labor-intensive site survey. Weimplement FCC using off-the-shelf IEEE 802.11n devices andevaluate its performance via extensive experiments in typical real-world scenarios. Our results demonstrate that FCC outperformsthe state-of-art approaches with much better accuracy, scalabilityand reliability.
I. INTRODUCTION
Robust crowd counting is an important yet challenging task.It is of great interest in a number of potential applications, suchas guided tour, crowd control, marketing research and analy-sis, etc. Crowd behaviors, however, are often unpredictable.Thus, crowd counting may face various challenges, including,but are not limited to, reliable observation collection, objectocclusions, and real-time processing requirement. Traditionalapproaches that tackle these issues are mainly classified intotwo categories: video based recognition and non-image basedlocalization.
Video based recognition has been widely deployed in manypublic places [1]. However, these methods have inherent draw-backs. First, cameras can only work in a line-of-sight pattern,
leading many blind areas to the monitoring. Second, theenvironmental contribution of smoke or lacking of light willseverely degrade the visual quality of cameras. Third, objectsoverlapping further deteriorates the performance. Furthermore,the use of cameras poses privacy concerns.
Non-image based solutions typically leverage radio devicesto locate objects, such as RFID tags, mobile phones, sensornodes, etc. These device-based approaches [2], [3], [4], [5],[6], [7], [8] require people to carry certain devices for surveil-lance, which significantly constrains the usage scope. For apublic area with mass people, distributing the device to eachperson is impractical and costly, and may not be doable underemergent events.
Some device-free approaches have been proposed recently.Most approaches employ RSS fingerprints for localization[9], [10], [11], [12], which can be easily obtained for mostoff-the-shelf wireless devices. However, site survey is time-consuming, labor-intensive, and easily affected by environ-mental dynamics. To avoid site survey, the model basedlocalization approaches use RSS as an indication of signalpropagating distance to locate objects. Unfortunately, attenu-ation models perform poorly due to multipath propagation incomplex indoor environments. Exploiting physical layer infor-mation for localization and counting in multipath environmentshas attracted much attention recently [13], [14], which usuallyrequire specialized equipment (e.g., USRP).
Channel State Information (CSI) from OFDM-based systemhas new potential to overcome above drawbacks. Differentfrom RSS, CSI, a fine-grained value derived from the physicallayer, refers to known channel properties of a communicationlink. This information describes how a signal propagates fromthe transmitter to the receiver and represents the combinedeffect of, for example, scattering, fading, and power decaywith distance. It consists of the attenuation and phase shiftexperienced by each spatial stream on every subcarrier inthe frequency domain. Therefore, CSI is more sensitive toenvironmental variance owing to moving object. In practice,we can acquire these information quickly and easily from some978-1-4799-3360-0/14/$31.00 c© 2014 IEEE
IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications
978-14799-3360-0/14/$31.00 ©2014 IEEE 361
î
...Inverse FFT
P/S
...S/P CP D/AModCoding &
Interleave
Data InS(t)
...S/P...P/S Remove
CP A/DDemodDecoding &Deinterleave
Data Out
r(t)
ChannelEqualization
FFT
OFDM TX
OFDM RX
Ú·¹ò ïò ̸» º®¿³»©±®µ ±º ÑÚÜÓ
±ººó¬¸»ó¸»´º èðîòïï² ¼»ª·½» «½¸ ´·µ» ײ¬»´ ëíðð Ò×Ýò
ײ ¬¸· °¿°»®ô ©» °®±°±» ÚÝÝô ¿ ¼»ª·½»óÚ®»» Ý®±©¼
ݱ«²¬·²¹ ¿°°®±¿½¸ ¾¿»¼ ±² ÝÍ× ³»¿«®»³»²¬ò ̸» ®¿¬·±²¿´»
¾»¸·²¼ ÚÝÝ · ¬¸¿¬ ½®±©¼ ³±¬·±² ½¿² ¾» ¿½½«®¿¬»´§ ·²º»®®»¼
º®±³ ¬¸» ½¸¿²¹» ±º ÝÍ× ®»¿¼·²¹ò ̸» ½±²¬®·¾«¬·±² ±º ¬¸·
©±®µ ¿®» «³³¿®·¦»¼ ¿ º±´´±©ò
É» ¬¸»±®»¬·½¿´´§ ¬«¼§ ¿²¼ »¨°»®·³»²¬¿´´§ ª¿´·¼¿¬» ¬¸»
®»´¿¬·±²¸·° ¾»¬©»»² ¬¸» ²«³¾»® ±º ³±ª·²¹ °»±°´» ¿²¼
¬¸» ª¿®·¿¬·±² ±º ©·®»´» ½¸¿²²»´ò ̸» ®»«´¬ «¹¹»¬ ¬¸¿¬
¿ ³±²±¬±²·½ ®»´¿¬·±²¸·° ¾»¬©»»² ÝÍ× ª¿®·¿¬·±² ¿²¼ ¬¸»
²«³¾»® ±º ³±ª·²¹ °»±°´»ò ̸· ´¿§ ¿ ±´·¼ º±«²¼¿¬·±²
º±® ½®±©¼ ½±«²¬·²¹ò
É» °®±°±» ¿ ³»¬®·½ ÐÛÓô ¬¸» л®½»²¬¿¹» ±º ²±²ó¦»®±
Û´»³»²¬ô ·² ¬¸» ¼·´¿¬»¼ ÝÍ× Ó¿¬®·¨ô ¬± ·²¼·½¿¬» ¬¸» ½®±©¼
¸±®¬ °»®·±¼ ±º ¬·³»ò ̸» ª¿´«» ±º ÐÛÓ · ½±²ª»¨ ¿²¼
·²½®»¿» ©·¬¸ ¿² ·²½®»¿·²¹ ²«³¾»® ±º ¿½¬·ª» °»±°´»ô
¿²¼ ·¬ ®»¿½¸» ¬¸» ¿¬«®¿¬»¼ ¬¿¬» ©¸»² ½®±©¼ ¼»²·¬§
®»¿½¸»¼ ¿ ½»®¬¿·² ¬¸®»¸±´¼ò É» ¿°°´§ ¬¸» Ù®»§ Ê»®¸«´¬
³±¼»´ ¬± ¼·®»½¬´§ »¬·³¿¬» ¬¸» ²«³¾»® ±º °»±°´» º®±³
É» ·³°´»³»²¬ ±«® ÚÝÝ ½¸»³» ©·¬¸ ±ººó¬¸»ó¸»´º
èðîòïï² ¼»ª·½» ¿²¼ »ª¿´«¿¬» ·¬ ©·¬¸ »¨¬»²·ª» ®»¿´ó©±®´¼
»¨°»®·³»²¬ò ̸» ®»«´¬ ¼»³±²¬®¿¬» ¬¸¿¬ ±«® ¿°°®±¿½¸
±«¬°»®º±®³ »¨·¬·²¹ ¿°°®±¿½¸» ·² ¬»®³ ±º ¸·¹¸»® ¿½½«ó
®¿½§ô ½¿´¿¾·´·¬§ô ¿²¼ ®»´·¿¾·´·¬§ò
̸» ®»¬ ±º ¬¸· °¿°»® · ±®¹¿²·¦»¼ ¿ º±´´±©ò Í»½¬·±² ××
°®»»²¬ ¬¸» ¬¸»±®»¬·½¿´ ¿²¿´§· ¿²¼ ®»¿´ó©±®´¼ ±¾»®ª¿¬·±²
±º ¬¸» ®»´¿¬·±²¸·° ¾»¬©»»² ¬¸» ²«³¾»® ±º ³±ª·²¹ °»±°´»
¿²¼ ¬¸» ª¿®·¿¬·±² ±º ©·®»´» ½¸¿²²»´ò ̸» ¼»·¹² ±º ÚÝÝ ·
»´¿¾±®¿¬»¼ ·² Í»½¬·±² ×××ô º±´´±©»¼ ¾§ °»®º±®³¿²½» »ª¿´«¿¬·±²
½±²½´«¼» ¬¸· °¿°»® ·² Í»½¬·±² Ê×ò
TxCase I:
Active area isbetween Rx and Tx
Case II:Active area isoutside the Rx
Case III:Active area isoutside the Tx
Rx
Ú·¹ò îò Ó±ª·²¹ °»±°´» ¿ºº»½¬ ¬¸» ·¹²¿´ ¬®¿²³··±² ·² í ½¿»
××ò ÌØÛÑÎÛÌ×ÝßÔ ßÒßÔÇÍ×Í ßÒÜ ÑÞÍÛÎÊßÌ×ÑÒ
ײ ®¿¼·± ½±³³«²·½¿¬·±²ô ¬¸» »³·¬¬»¼ »´»½¬®±³¿¹²»¬·½ ©¿ª»
±º¬»² ¼± ²±¬ ®»¿½¸ ¬¸» ®»½»·ª·²¹ ¿²¬»²²¿ ¼·®»½¬´§ ¼«» ¬± ¬¸»
¾´±½µ·²¹ ±º ±¾¬¿½´» ·² ¬¸» ´·²»ó±ºó·¹¸¬ °¿¬¸ò ײ º¿½¬ô ¬¸»
®»½»·ª»¼ ©¿ª» ¿®» ¿ «°»®°±·¬·±² ±º ©¿ª» ½±³·²¹ º®±³ ¿´´
¾§ º«®²·¬«®»ô °»±°´»ô ¿²¼ ±¬¸»® ±¾¬¿½´»ò ̸· »ºº»½¬ · µ²±©²
¿ ³«´¬·°¿¬¸ °®±°¿¹¿¬·±²ò
ߺ¬»® »¨¬»²·ª» ³»¿«®»³»²¬ ±º ¬¸» »²ª»´±°» ±º ¬¸» ®»ó
½»·ª»¼ ·¹²¿´ ·² «®¾¿² ¿²¼ «¾«®¾¿² ¿®»¿ô ·ò»òô ·² ®»¹·±²
©¸»®» ¬¸» ´·²»ó±ºó·¹¸¬ ½±³°±²»²¬ · ±º¬»² ¾´±½µ»¼ ¾§ ±¾¬¿ó
½´»ô ¬¸» ο§´»·¹¸ °®±½» ©¿ «¹¹»¬»¼ ¿ «·¬¿¾´» ¬±½¸¿¬·½
³±¼»´ °®±½»ò ײ ®«®¿´ ®»¹·±²ô ¸±©»ª»®ô ¬¸» ´·²»ó±ºó·¹¸¬
½±³°±²»²¬ · ±º¬»² ¿ °¿®¬ ±º ¬¸» ®»½»·ª»¼ ·¹²¿´ô ± ¬¸¿¬ ¬¸»
η½» °®±½» · ¬¸» ³±®» «·¬¿¾´» º±® ¬¸»» ½¸¿²²»´ò
η½·¿² º¿¼·²¹ · ¿ ¬±½¸¿¬·½ ³±¼»´ º±® ®¿¼·± °®±°¿¹¿¬·±²
¿²±³¿´§ ½¿«»¼ ¾§ °¿®¬·¿´ ½¿²½»´´¿¬·±² ±º ¿ ®¿¼·± ·¹²¿´ ¾§
°¿¬¸ ø¸»²½» »¨¸·¾·¬·²¹ ³«´¬·°¿¬¸ ·²¬»®º»®»²½»÷ô ¿²¼ ¿¬ ´»¿¬
±²» ±º ¬¸» °¿¬¸ · ½¸¿²¹·²¹ ø´»²¹¬¸»²·²¹ ±® ¸±®¬»²·²¹÷ò
η½·¿² º¿¼·²¹ ±½½«® ©¸»² ±²» ±º ¬¸» °¿¬¸ô ¬§°·½¿´´§ ¿ ´·²» ±º
·¹¸¬ ·¹²¿´ô · ³«½¸ ¬®±²¹»® ¬¸¿² ¬¸» ±¬¸»®ò ײ η½·¿² º¿¼·²¹ô
¬¸» ¿³°´·¬«¼» ¹¿·² · ½¸¿®¿½¬»®·¦»¼ ¾§ ¿ η½·¿² ¼·¬®·¾«¬·±²ò
̸» η½» º¿½¬±®ô Õ
°±©»® ¬± ½¿¬¬»®»¼ °±©»®ò ɸ»² Õ ã 𠬸» ½¸¿²²»´ »¨¸·¾·¬
ο§´»·¹¸ º¿¼·²¹ô ¿²¼ ©¸»² Õ ã ï ¬¸» ½¸¿²²»´ ¼±» ²±¬
»¨¸·¾·¬ ¿²§ º¿¼·²¹ ¿¬ ¿´´ò
¸ ã ¸¼ø¬÷ õ ¸´ø¬÷ ã
î¸
Õ õ ï
ÓÈ
·ãï
» · õ
î¸
Õ õ ï» ð øï÷
ײ ½«®®»²¬ ©·¼»´§ «»¼ Ñ®¬¸±¹±²¿´ Ú®»¯«»²½§ Ü·ª··±² Ó«´ó
¬·°´»¨·²¹ øÑÚÜÓ÷ §¬»³ ¸±©² ·² Ú·¹«®» ïô ݸ¿²²»´ ͬ¿¬»
ײº±®³¿¬·±² øÝÍ×÷ ½¿² ®»ª»¿´ ¬¸» »ºº»½¬ ±º ½¿¬¬»®·²¹ô º¿¼·²¹
¿²¼ °±©»® ¼»½¿§ ©·¬¸ ¼·¬¿²½»ò ̸· ·²º±®³¿¬·±² ¼»½®·¾»
¸±© ¿ ·¹²¿´ °®±°¿¹¿¬» º®±³ ¬¸» ¬®¿²³·¬¬»® ¬± ¬¸» ®»½»·ª»®
¿²¼ ®»°®»»²¬ ±³» ±¬¸»® ½±³¾·²»¼ »ºº»½¬ò
¬¸» º®»¯«»²½§ ¼±³¿·² · ³±¼»´»¼ ¿
Ç ã ØÈ õÒ øî÷
©¸»®» Ç ¿²¼ È ¿®» ¬¸» ®»½»·ª» ¿²¼ ¬®¿²³·¬ ª»½¬±®ô ®»°»½ó
¬·ª»´§ô ¿²¼ Ø ¿²¼ Ò ¿®» ¬¸» ½¸¿²²»´ ³¿¬®·¨ ÝÍ× ¿²¼ ¬¸» ²±·»
IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications
362
í
п½µ»¬ ²«³¾»®
Í«¾½¿
®®·»
® ·²
¼»¨
ëððð ïðððð ïëððð
ë
ïð
ïë
îð
îë
íð
ø¿÷ ð °»®±²
п½µ¿¹» ²«³¾»®
Í«
¾½¿
®®·»
® ·²
¼»
¨
ëððð ïðððð ïëððð
ë
ïð
ïë
îð
îë
íð
ø¾÷ î °»®±²
п½µ¿¹» ²«³¾»®
Í«¾½¿
®®·»
® ·²
¼»¨
ëððð ïðððð ïëððð
ë
ïð
ïë
îð
îë
íð
ø½÷ ì °»®±²
п½µ¿¹» ²«³¾»®
Í«
¾½¿
®®·»
® ·²
¼»
¨
ëððð ïðððð ïëððð
ë
ïð
ïë
îð
îë
íð
ø¼÷ ê °»®±²
Ú·¹ò ëò ÝÍ× ³»¿«®»³»²¬ ±º íð «¾½¿®®·»® ©·¬¸ ¼·ºº»®»²¬ ³±ª·²¹ °»±°´»
ðòë ï ïòë î îòë í
¨ ïðì
ê
è
ïð
ïî
ïì
ïê
п½µ
ÝÍ
×
ø¿÷ ð °»®±²
ðòë ï ïòë î îòë í
¨ ïðì
ð
ïð
îð
íð
ìð
п½µ
ÝÍ
×
ø¾÷ î °»®±²
ðòë ï ïòë î îòë í
¨ ïðì
ð
ïð
îð
íð
ìð
п½µ
ÝÍ
×
ø½÷ ì °»®±²
ðòë ï ïòë î îòë í
¨ ïðì
ð
ïð
îð
íð
ìð
п½µ
ÝÍ
×
ø¼÷ ê °»®±²
Ú·¹ò êò ÝÍ× ³»¿«®»³»²¬ ±º ±²» «¾½¿®®·»® ©·¬¸ ¼·ºº»®»²¬ ³±ª·²¹ °»±°´»
ëðïðð
ïëðîðð
ïðîð
íðð
îð
ìð
êð
Í¿³°´» ·²¼»¨Í«¾½¿®®·»® ·²¼»¨
ÝÍ
× ¿³
°´·¬
«¼»
Ú·¹ò íò Ó»¿«®»¼ ÝÍ× ª¿´«» º®±³
¿´´ «¾½¿®®·»®
Rx
21Tx
11Tx
31Tx
41Tx0
1Tx
Ú·¹ò ìò Í·³°´» ͽ»²¿®·± ±º Ó«´¬·°¿¬¸
Ûºº»½¬
ª»½¬±®ô ®»°»½¬·ª»´§ò ̸»®»º±®»ô ¬¸» »¬·³¿¬»¼ ª¿´«» ±º Ø ½¿²
¾» »¨°®»»¼ ¿
¾Ø ãÇ
Èøí÷
ÝÍ× · »²·¬·ª» ¬± ¬¸» ½¸¿²¹» ±º ¬¸» »²ª·®±²³»²¬ò ׺ ±³»ó
±²» ³±ª» ¾»¬©»»² ¬©± ½±³³«²·½¿¬·±² °¿®¬ô ¬¸» ÝÍ× ©·´´
¸¿ª» «²¼»®¹±²» ±¾ª·±« ½¸¿²¹»ò É» «» ײ¬»´ ëíðð ©·®»´»
²»¬ ½¿®¼ ¿²¼ Ô·²«¨ èðîòïï² ÝÍ× Ì±±´ ¬± ±¾¬¿·² íð °¿·® ±º
¿³°´·¬«¼» ¿²¼ °¸¿» ÝÍ× ª¿´«» ±º »¿½¸ °¿½µ»¬ò É» ½±²¼«½¬
¿ »¬ ±º »¨°»®·³»²¬ ¬± ½¸»½µ ¬¸» ®»´¿¬·±²¸·° ¾»¬©»»² ÝÍ×
³»¿«®»³»²¬ ¿²¼ ¬¸» ²«³¾»® ±º ³±ª·²¹ °»±°´»ò É» °´¿½» ¿
°¿·® ±º ´¿°¬±° ë ³»¬»® ¿©¿§ º®±³ »¿½¸ ±¬¸»® ¿ ¸±©² ·²
Ú·¹«®» îò Ѳ» ½±²¬·²«» ¬± »²¼ °¿½µ»¬ ¬± ¬¸» ±¬¸»®ô ¿²¼ ¬¸»®»
¿®» ±³» °»±°´» ©¿´µ·²¹ ·² ¬¸» ¿½¬·ª» ¿®»¿ò Ú·¹«®» í ¸±©
¬¸» ª¿®·¿¬·±² ±º ÝÍ× ¿³°´·¬«¼» º®±³ íð «¾½¿®®·»® ±ª»® ¬·³»ô
©¸·½¸ ´±±µ ·³·´¿® ¬± ¬¸» η½·¿² º¿¼·²¹ò Ú·¹«®» ì ·´´«¬®¿¬»
±´·¼ ´·²» ¼»³±²¬®¿¬» ¬¸» ¬®¿²³··±² °¿¬¸ º®±³ ̨ðï ¬±
Ψ ·² ¿ ¬¿¬·±²¿®§ ½»²»ò ̸» ®»½»·ª» ª»½¬±® · ¼»²±¬»¼ ¿ Ç ð
¿²¼ ¬¸» ½±®®»°±²¼·²¹ ÝÍ× · ¼»²±¬»¼ ¿ Øðò ̸» Ø𠽿² ¾»
½±²·¼»®»¼ ¿ ¿ ½±²¬¿²¬ ·² ¿ ½»®¬¿·² ½»²¿®·± ©·¬¸ ²± °»®±²ò
ª»½¬±® ¾»·²¹ ¬®»²¹¬¸»²»¼ ±® ©»¿µ»²»¼ò ׬ ½¿² ¾» ®»¹¿®¼»¼ ¿ ¿
ª·®¬«¿´ ¿²¬»²²¿ô ¿²¼ ¬¸» ®»½»·ª» ª»½¬±® º®±³ ª·®¬«¿´ ¿²¬»²²¿
¿®» ¼»²±¬»¼ ¿ Ç · ø· ã ïå îå íå æææ÷ò ̸» ª·®¬«¿´ ¿²¬»²²¿ ¸¿ª»
¬¸» º±´´±©·²¹ °®±°»®¬·»æ
̸» Ψ ½¿²²±¬ ¼·¬·²¹«·¸ ¬¸» ·¹²¿´ º®±³ ̨ðï ¿²¼
̨·ïô ¾»½¿«» ¬¸» ·¹²¿´ ¬®¿²³·¬¬»¼ º®±³ ¿´´ ¬¸» ª·®¬«¿´
¿²¬»²²¿ ¿½¬«¿´´§ ±®·¹·²¿¬» º®±³ ̨ðïô ¿²¼ ¬¸» ¬®¿²³·¬
ª»½¬±® È· ¿®» ¬¸» ¿³» ¿²¼ »¯«¿´ ¬± È𠺮±³ ̨ðïò
Ç · ±¾»§ ²±®³¿´ ¼·¬®·¾«¬·±² Òø ²î²÷ô ©¸»®» ² ¿²¼
î² ¿®» º«²½¬·±² ¬¸¿¬ ¼»°»²¼ ±² ¬¸» ²«³¾»® ±º ̨·ïò ײ
±¬¸»® ©±®¼ô Ç · · ·²¼»°»²¼»²¬ ¿²¼ ·¼»²¬·½¿´´§ ¼·¬®·¾«¬»¼
©·¬¸ ¬¸» ½±²¼·¬·±² ±º ¬¸» ¿³» ²«³¾»® ±º ̨·ïò
̸«ô ¬¸» ÝÍ× ¾»¬©»»² Ψ ¿²¼ ̨ ½¿² ¾» »¬·³¿¬»¼ ¿
ÂØ ãÇ
Èã
Ç ð õ²Ð
·ãïÇ ·
Èã ÂØð õ
ï
È
²È
·ãï
Ç · øì÷
ß°°´§·²¹ ª¿®·¿²½» ±°»®¿¬±® ¬± ¬¸» ¬©± ·¼» ±º Û¯«¿¬·±² ìô
©» ¹»¬
Üø ÂØ÷ ãî²
Èîøë÷
î² ¼»½®»¿» ¿ ¬¸» ²«³¾»® ±º ̨·ï ¹®±©ô ©¸·½¸ · ½¿«»¼
¾§ ·²¬»®½»°¬·²¹ ³«¬«¿´´§ò ̸» ¾´±½µ·²¹ ·²¸·¾·¬ »ºº»½¬ ±º ª·®¬«¿´
¿²¬»²²¿ô ¿²¼ ¬¸» ®¿²¹» ±º Ç · · ®»¼«½»¼ò ̸» °®±¾¿¾·´·¬§ ±º
¾´±½µ·²¹ô Íø²÷ô ½¿² ¾» ½¿´½«´¿¬»¼ ¿ º±´´±©·²¹æ
Íø²÷ ãÕ²
ݲ³
÷
øÍø²õ ï÷ â
Õ²Ýï³ ²
ݲõï³
Íø²õï÷ Íø²÷Íø²÷ â ²
øê÷
IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications
363
ì
TrainingCSI Data
PEMMatrix
TrainingCrowdData
Grey ModelCoefficients
GreyVerhultsModel
CSI Data PEMMatrix
CrowdNumber
TrainingPhase
MonitoringPhase
©¸»®» ³ · ¬¸» ²«³¾»® ±º Ç · ¬¸¿¬ ¬¸» ¿®»¿ ½¿² ½±²¬¿·²ô Õ²
· ¬¸» ²«³¾»® ±º ½¸±·½» ¬¸¿¬ ¬¸»®» · ¾´±½µ·²¹ ©¸»² ¬¸»
²«³¾»® ±º Ç · · ²ò Íøï÷ ã ðô Íø²÷ ©·¬¸ ¬¸» ²«³¾»® ±º Ç ·
·²½®»¿» »¨°±²»²¬·¿´´§ò ̸» î² ©·´´ ½±²ª»¨ ®»¼«½» ©·¬¸ ¬¸»
Íø²÷ ¹®±©¬¸ «²¬·´ Íø²÷ »¯«¿´ ¬± ïò ײ ±¬¸»® ©±®¼ô Üø ÂØ÷
©·´´ ½±²ª»¨ ·²½®»¿» ©·¬¸ ¹®±©·²¹ ²«³¾»® ±º ³±ª·²¹ °»±°´»ò
Ú·¹«®» ë ¸±© ÝÍ× ³»¿«®»³»²¬ ±º íð «¾½¿®®·»® ·² Ý¿»
× ¿ ¸±©² ·² Ú·¹«®» îò ̸» È ¿¨· ¼»²±¬» ¬¸» °¿½µ¿¹» ·²¼»¨ô
Ç ¿¨· ¼»²±¬» ¬¸» «¾½¿®®·»® ·²¼»¨ô ¿²¼ ¼·ºº»®»²¬ ½±´±® ¼»²±¬»
¬¸» ¼·ºº»®»²¬ ª¿´«» ±º ÝÍ× ®»¿¼·²¹ò Ú·¹«®» ë ø¿÷ô ø¾÷ô ø½÷ ¿²¼ ø¼÷
®»°»½¬·ª»´§ ¼»³±²¬®¿¬» ¬¸» ª¿®·¿¬·±² ±º ÝÍ× ¿³°´·¬«¼» ©¸»²
ðô îô ìô ê °»±°´» ¿®» ©¿´µ·²¹ ¾»¬©»»² Ψ ¿²¼ ̨ò Ѿª·±«´§ô
ÝÍ× ®»¿¼·²¹ ¿®» ½¸¿²¹·²¹ ¿´´ ¬¸» ¬·³»ô ©¸»¬¸»® ¬¸»®» ¿®»
³±ª·²¹ °»±°´» ±® ²±¬ò ̸» ®»¿¼·²¹ ¼·¬®·¾«¬» ³±®» ©·¼»´§
¿²¼ ½¸¿²¹» ³±®» ¼®¿¬·½¿´´§ ©¸»² ¬¸»®» ¿®» ³±®» ³±ª·²¹
°»±°´»ò Ú·¹«®» ê ¸±© ÝÍ× ³»¿«®»³»²¬ ±º ±²» «¾½¿®®·»®
³»¿«®»³»²¬ô ·¬ ¾»½±³» °±·¾´» ¬± «» ÝÍ× ¬± ½±«²¬ ½®±©¼ò
×××ò ÓÛÌØÑÜÑÔÑÙÇ
ײ ¬¸· »½¬·±²ô ©» ¹·ª» ¬¸» ¼»¬¿·´ ±º ±«® ÚÝÝ §¬»³ò É»
¬¿®¬ ¾§ ¿² ±ª»®ª·»© ±º ¬¸» §¬»³ ¿®½¸·¬»½¬«®» º±´´±©»¼ ¾§
¬¸» ¼»¬¿·´ ±º ¬¸» §¬»³ ³±¼«´»ò
ßò ͧ¬»³ Ü»·¹²
Ú·¹«®» é ¹·ª» ¿² ±ª»®ª·»© ±º ¬¸» §¬»³ ¿®½¸·¬»½¬«®»ò
̸» ³±¼«´» ±º ¬¸» °®±°±»¼ §¬»³ ¿®» ·³°´»³»²¬»¼ ·² ¬¸»
¿°°´·½¿¬·±² »®ª»® ¬¸¿¬ ½±´´»½¬ ¿³°´» º®±³ ¬¸» ³±²·¬±®·²¹
°±·²¬ ¿²¼ °®±½»» ¬¸»³ò ̸» §¬»³ ©±®µ ·² ¬©± °¸¿»æ
ÝÍ× ª¿´«» ©¸»² ²± ±® ¿ º»© ±º °»±°´» ¿®» ©¿´µ·²¹ ·²·¼» ¬¸»
½±²½«®®»²¬´§ ·² ¬¸¿¬ ¸±®¬ °¸¿»ò î÷ ß ³±²·¬±®·²¹ °¸¿»ô ·²
ß´¹±®·¬¸³ ïæ
ײ°«¬æ ݼåÍåÐ åÝ´åÝË åÓ½åÜò
Ñ«¬°«¬æ Ðò
ï º±® · ã ï æ Í ¼±
î º±® ¶ ã ï æ Ð ¼±
í µ ã¶Ý¼Å·ÃŶà ݴ
ÝË Ý´
øÓ½ ï÷µõ ïå
ì º±® « ã Ü æ Ü ¼±
ë º±® ª ã Ü æ Ü ¼±
ê ·º ï ê ¶ õ « ê Ðúï ê µ õ ª ê Ó½ ¬¸»²
é ÓÅ·õ «ÃŶ õ ªÃ ã ïå
è »²¼
ç »²¼
ïð »²¼
ïï »²¼
ïî º±® ´ ã ï æ Ð ¼±
ïí º±® ³ ã ï æ Ó½ ¼±
ïì Ѳ» ã Ѳ»õÓÅ´ÃųÃå
ïë »²¼
ïê »²¼
ïé ÐÅ·Ã ã Ѳ»ãøÐ Ó½÷å
ïè »²¼
©¸·½¸ ¬¸» §¬»³ ½±´´»½¬ ®»¿¼·²¹ º®±³ ¬¸» ³±²·¬±®·²¹ °±·²¬
¿²¼ ¼»½·¼» ¸±© ³¿²§ °»±°´» ¿®» ¿½¬·ª·¬§ò ׬ ¿´± «°¼¿¬» ¬¸»
¬± º«®¬¸»® »²¸¿²½» ¬¸» ¿½½«®¿½§ò
ײ ±«® ¾¿·½ ÚÝÝ §¬»³ô ¬¸»®» ¿®» ì ´¿°¬±° ©·¬¸ ײ¬»´ ëíðð
Ò×Ý ¿¬ »¿½¸ º±«® ½±®²»®ò Ѳ» ´¿°¬±° ½±²¬·²«» ¬± ¾®±¿¼½¿¬
¾»¿½±² ³»¿¹»ô ¿²¼ ¬¸» ±¬¸»® ¬¸®»» ±²» ©±®µ ¿ ®»½»·ª»®
¬± ³»¿«®» ¬¸» ÝÍ× ª¿´«» ±º ¬¸» ½¸¿²²»´ º¿¼·²¹ò ײ ¬¸» ²»¨¬
¬¸®»» «¾»½¬·±²ô ©» »´¿¾±®¿¬» ±² ¬¸» ¼»·¹² ±º ÚÝÝò
Ì®¿·²·²¹ °¸¿» ¿²¼ ³±²·¬±®·²¹ °¸¿» ½±²¬¿·² ¿ ½±³³±²
½±³°±²»²¬ ¬± ´»¿®² ¬¸» ¾»¸¿ª·±® ±º ¬¸» ·¹²¿´ ®»¿¼·²¹ ·²
¬¸» ³±²·¬±®·²¹ ¿®»¿ò ̸» »´»½¬»¼ º»¿¬«®» º±® §¬»³ ±°»®¿¬·±²
¸±«´¼ ¾» ®»·¬¿²¬ ¬± °±·¾´» »²ª·®±²³»²¬¿´ ½¸¿²¹» ¬¸¿¬ ³¿§
¿ºº»½¬ ¬¸» ¬±®»¼ ¼¿¬¿ò ײ ¿¼¼·¬·±²ô ¬¸» »´»½¬»¼ º»¿¬«®» ¸±«´¼
¿´± ¾» »²·¬·ª» ¬± ¬¸» ¸«³¿² ³±¬·±² ¬± »²¸¿²½» ¬¸» ¼»¬»½¬·±²
¿½½«®¿½§ò
¬®¿²³··±² ½¸¿²²»´ô ½¸¿²¹» ¬¸» ·¹²¿´ °¿¬¸ ¿²¼ ½¿«» ÝÍ×
ª¿®·¿¬·±²ò ̸» ³±®» °»±°´» ³±ª·²¹ ·² ¬¸» ¿®»¿ô ¬¸» ³±®» ·¹²¿´
¬®¿²³··±² °¿¬¸ ©·´´ ¾» ½¸¿²¹»¼ò Ú·¹«®» ê ·´´«¬®¿¬» ¬¸¿¬
¬¸» ½¸¿²¹» ±º ¬·³»ó¿¼¶¿½»²¬ ÝÍ× ¿³°´·¬«¼» ¾»½±³» ´¿®¹»®
©¸»² ¬¸» ²«³¾»® ±º ³±ª·²¹ °»±°´» ·²½®»¿»ò ɸ»² ¬¸» ÝÍ×
³»¿«®»³»²¬ ¼«®·²¹ ¿ ¬·³» °»®·±¼ ¿®» °´±¬¬»¼ ¿ ¿ ¬©±ó
¼·³»²·±²¿´ ¼·¿¹®¿³ô ¬¸» ¼·¬¿²½» ±º ¬·³»ó¿¼¶¿½»²¬ °±·²¬
IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications
364
ë
· ¬± º±®³«´¿¬» ¬¸» ®»´¿¬·±²¸·° ¾»¬©»»² ÝÍ× ª¿®·¿¬·±² ¿²¼ ¬¸»
²«³¾»® ±º ½®±©¼ò ̸» ¾·¹¹»¬ ±¾¬¿½´» · ¸±© ¬± ¼»½®·¾»
¬¸» ª¿®·¿²½» ±º ÝÍ×ò ׺ ©» »´»½¬ ¿ ´¿®¹» ·¦» ¿³°´» °¿½»ô
¬¸» §¬»³ °»®º±®³¿²½» ©±«´¼ «ºº»® ¬¸» ·³°¿½¬ ±º ¬¸» ´±²¹
¿³°´·²¹ ¬·³»ò Ú«®¬¸»®³±®»ô ¬¸» ¿ª»®¿¹» ª¿®·¿²½» · ¸»´°´»
©¸»² ¬¸» ½®±©¼ ²«³¾»® ½¸¿²¹» ª»®§ º®»¯«»²¬´§ò Ѳ ¬¸»
³»¬®·½ ©¸·½¸ ¸¿ ¬¸» ½¿°¿¾·´·¬§ ±º ³·®®±®·²¹ ¬¸» ½«®®»²¬ ÝÍ×
ª¿®·¿²½»ò É» ±¾»®ª» ¬¸¿¬ ©¸»² ¬¸» °±·²¬ ¿®» »¨°¿²¼»¼ ¿
½»®¬¿·² ·¦»ô ¬¸»§ ©·´´ ±ª»®´¿° ©·¬¸ ¬¸»·® ²»·¹¸¾±®·²¹ °±·²¬ò
̸» ±ª»®´¿°°»¼ ¿®»¿ ª¿®·» ·²ª»®»´§ ¬± ¬¸» ·²¬»²·¬§ ±º ÝÍ×
ª¿®·¿¬·±²ò É» °®±°±» ¿ ³»¬®·½ ÐÛÓô ¬¸» л®½»²¬¿¹» ±º ²±²ó
¦»®± Û´»³»²¬ ·² ¬¸» ¼·´¿¬»¼ ÝÍ× Ó¿¬®·¨ô ¬± ·²¼·½¿¬» ª¿®·¿¬·±²
¼·ª·¼»¼ ·²¬± í ¬»°æ ¬®¿²º±®³ ¬¸» ÝÍ× ¿³°´·¬«¼» ª¿´«» ·²¬±
¬©±ó¼·³»²·±²¿´ ³¿¬®·¨ô ¼·´¿¬» ¬¸» ³¿¬®·¨ô ¿²¼ ½±«²¬ ¬¸» ²±²ó
¦»®± »´»³»²¬ò ײ ß´¹±®·¬¸³ ïô ݼ · ¬¸» ¾¿®®·»®»¼ ÝÍ× ®»«´¬ô
Í · ¬¸» ²«³¾»® ±º «¾½¿®®·»®ô Ð · ¬¸» ²«³¾»® ±º °¿½µ»¬ô
Ý« ¿²¼ Ý´ ¿®» ¬¸» ³¿¨·³«³ ¿²¼ ³·²·³«³ ª¿´«» ±º ÝÍ×
³»¿«®»³»²¬ô Ó½ · ¬¸» ²«³¾»® ±º ®±© ±º ³¿¬®·¨ô Ü ·
Ú·®¬´§ô »¿½¸ »´»³»²¬ ·² ¬¸» Ó½ Ð ³¿¬®·¨ Óð · ·²·¬·¿´·¦»¼
¬± �ð�ò ̸» ÝÍ× ®»¿¼·²¹ ݼŷÃŶà ¿®» ½±²ª»®¬»¼ ·²¬± ·²¬»¹»® µ
¾§ µ ã¶Ý¼Å·ÃŶà ݴ
ÝË Ý´
øÓ½ ï÷µõïô ¬¸»² ¬¸» »´»³»²¬ ·² ®±©
µ ¿²¼ ½±´«³² ¶ ·² Óð · »¬ ¬± �ï�ò ̸»®» · ¿ �ï� ·² »¿½¸
½±´«³²ô ¿²¼ ¬¸» ®»¬ ¿®» �ð�ò Ѿª·±«´§ô ¬¸» ª¿®·¿²½» ±º ¬¸»
®±© ²«³¾»® ±º ²±²ó¦»®± »´»³»²¬ ¾»¬©»»² ¿¼¶¿½»²¬ ½±´«³²
¾»½±³» ´¿®¹»®ô ©¸»² ¬¸» ÝÍ× ®»¿¼·²¹ ¬¿µ» ¼®¿³¿¬·½ ¬«®²ò
Í»½±²¼´§ô ¬¸» »´»³»²¬ ¿®±«²¼ �ï� ¿®» »¬ ¬± �ï�ô ©¸·½¸
· ½¿´´»¼ ³¿¬®·¨ ¼·´¿¬·±²ò ߺ¬»® ¼·´¿¬·±²ô ¬¸» ÝÍ× ³¿¬®·¨ Óð ·
¬®¿²º±®³»¼ ·²¬± ¼·´¿¬»¼ ÝÍ× ³¿¬®·¨ Óò ̸»®» ¿®» ´» ±ª»®´¿°
±º ¼·´¿¬»¼ »´»³»²¬ ©¸»² ¬¸» ÝÍ× ®»¿¼·²¹ ¿®» ½¸¿²¹·²¹ ³±®»
©·¬¸ ³±®» ïùò
Ú·²¿´´§ô ¬¸» °»®½»²¬¿¹» ÐÅ·Ã ø©¸·½¸ · ¬¸» ÐÛÓ ±º ·¬¸«¾½¿®®·»®÷ ±º ²±²ó¦»®± »´»³»²¬ ·² ¬¸» ¼·´¿¬»¼ ÝÍ× ³¿¬®·¨ ±º
»¿½¸ «¾½¿®®·»® ½¿² ¾» ½¿´½«´¿¬»¼ò ̸» ´¿®¹»® ±ª»®´¿° ¿®»¿ ±º
¼·´¿¬»¼ °±·²¬ ¿®»ô ¬¸» ´±© °»®½»²¬¿¹» ±º ²±²ó¦»®± »´»³»²¬ ·²
¬¸» ¼·´¿¬»¼ ÝÍ× ³¿¬®·¨ò ͱ ¬¸» ÐÅ·Ã ½¿² ·²¼·½¿¬» ¬¸» ²«³¾»® ±º
³±ª·²¹ °»±°´»ò Ú·¹«®» è ¸±© ¬¸¿¬ ¬¸»®» »¨·¬ ³±²±¬±²±«
®»´¿¬·±² ¾»¬©»»² ÐÅ·Ã ¿²¼ ¬¸» °»±°´» ½±«²¬ò ÐÅ·Ã ·²½®»¿» ©·¬¸
¬¸» ¹®±©·²¹ ²«³¾»® ±º ³±ª·²¹ °»±°´»ò
Þ¿»¼ ±² ¬¸» ³±²±¬±²±« ®»´¿¬·±²ô ©» ½¿² ¹¿¬¸»® ÝÍ×
½±«²¬ ©¸»² ¿ º»© °»±°´» ©¿´µ ·² ¬¸» ¿®»¿ô ¿²¼ ¬¸»² »¬·³¿¬»
²«³¾»® ©¸»² ¬¸»®» ¿®» ³±®» ³±ª·²¹ °»±°´»ò
ð ï î í ì ë ê é è ç ïðð
ðòî
ðòì
ðòê
л±°´» ²«³¾»®
ÐÛ
Ó ø
¨ïð
ðû
÷
ÎÈï
ÎÈîÎÈí
Ú·¹ò èò ÐÛÓ ©·¬¸ ¼·ºº»®»²¬ ²«³¾»® ±º °»±°´»
̸»» ½¸¿®¿½¬»®·¬·½ ½¿² ¾» «»¼ ¾§ ±¬¸»® ³±¼«´» ¬± ½±«²¬
½®±©¼ò ß ¸±©² ·² Ú·¹«®» èô ©» ½¿² »» ¬¸¿¬ ¬¸»®» ¿®» ±³»
¯«¿·ó³±²±¬±²±« ®»´¿¬·±²¸·° ¾»¬©»»² ¬¸» ½®±©¼ ²«³¾»®
¿²¼ ¬¸» ½±®®»°±²¼·²¹ ÐÛÓò ÐÛÓ · ²±²ó²»¹¿¬·ª»ô ¿²¼ ·¬
¹®±©¬¸ · ¿ ¿¬«®¿¬·±² °®±½»ò É» ·²¬®±¼«½» ¬¸» Ù®»§ ̸»±®§
Åïëà ¬± ¼»½®·¾» ¬¸»³ò
з»®®» Ú®¿²±· Ê»®¸«´¬ò ̸» ³¿·² °«®°±» ±º Ê»´¸«´¬ ³±¼»´
· ¬± ´·³·¬ ¬¸» ©¸±´» ¼»ª»´±°³»²¬ º±® ¿ ®»¿´ §¬»³ò ̸» ®¿©
¼¿¬¿ »®·» · ¿«³»¼ ¬± ¾»
Èøð÷ ã º¨øð÷øï÷å ¨øð÷øî÷å å ¨øð÷ø²÷¹ øé÷
©¸»®» ² · ¬¸» ²«³¾»® ½¸¿®¿½¬»®·¬·½ ¼¿¬¿ »¯«»²½»ò
̸» Ù®»§ Ê»®¸«´¬ Ó±¼»´ ½¿² ¾» ½±²¬®«½¬»¼ ¾§ »¬¿¾´·¸·²¹
Èøï÷øµ÷ ¿æ
¼Èøï÷
¼¬õ ¿Èøï÷ ã ¾øÈøï÷÷
îøè÷
©¸»®» °¿®¿³»¬»® ¿ ¿²¼ ¾
¹®»§ ¿½¬·±² ¯«¿²¬·¬§ô ®»°»½¬·ª»´§ò ײ °®¿½¬·½»ô °¿®¿³»¬»® ¿ ¿²¼
¾ ½¿² ¾» ±¾¬¿·²»¼ ¾§ «·²¹ ¬¸» ´»¿¬ ¯«¿®» ³»¬¸±¼ò
Å¿å ¾ÃÌ ã øÞÌÞ÷ ïÞÌÇ øç÷
Þ ã
îêêêêì
¦øï÷øî÷ ø¦øï÷øî÷÷î
¦øï÷øí÷ ø¦øï÷øí÷÷î
òòòòòò
¦øï÷ø²÷ ø¦øï÷ø²÷÷î
íééééëå Ç ã
îêêêêì
¨øð÷øî÷
¨øð÷øí÷òòò
¨øð÷ø²÷
íééééë
øïð÷
©¸»®» Æøï÷ · ¬¸» Ó»¿² Ù»²»®¿¬·±² ±º ݱ²»½«¬·ª» Ò»·¹¸¾±«®
¦øï÷øµ÷ ãï
îø¨øï÷øµ÷ õ ¨øï÷øµ ï÷÷øµ ã îå íå ²÷ øïï÷
̸» ¾Èøï÷ ¬«®² ¬±
¾̈øï÷øµ÷ ãø
¿¨øï÷øï÷¾¨øï÷øï÷õø¿ ¾¨øï÷øï÷÷»¿øµ ï÷ µ ã îå íå
¨øï÷øï÷ µ ã ïøïî÷
IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications
365
ê
Ú·¹ò çò ̸» »¨°»®·³»²¬ ½»²» ¿²¼ ¼»ª·½»
©¸»®» ¾̈øï÷øµ÷øµ ²÷ ¾̈øï÷øµ÷øµ â ²÷
¿®» ¬¸» º±®»½¿¬ ª¿´«»ò Í·²½» ¬¸» ·²·¬·¿´ »¯«»²½» Èøð÷ · ¿
¿¬«®¿¬»¼ »¯«»²½»ô ·¬ ½¿² ¾» «»¼ ·²¬»¿¼ ±º Èøï÷ ÅïêÃò
Üò Ý®±©¼ ݱ«²¬·²¹
ß½½±®¼·²¹ ¬± Ù®»§ ̸»±®§ô ¿ ³¿´´»® ¶¿¶ · ¾»¬¬»® º±®
º±®»½¿¬ò ͱ ¬¸» ½®±©¼ »¬·³¿¬·±² ½¿² ¾» ¼»½±³°±»¼ ·²¬±
¿· ¿²¼ ¹®»§ ¿½¬·±² ¯«¿²¬·¬§ ¾·ô ¿²¼ ½¿´½«´¿¬» ·¬ »¬·³¿¬·²¹
²«³¾»®æ
IJ«³· ã ´²
¿·¨øï÷øï÷
ÐÛÓ·
¾·¨·øï÷øï÷
ø¿· ¾·¨·øï÷øï÷÷»¿·
õ ï øïí÷
¿ª»®¿¹» ¿´¹±®·¬¸³ ·º ¬¸»®» ¿®» Ò Î¨
Û²«³¾»® ã
ÒÐïIJ«³·
ﶿ·¶
Òзãï
ﶿ·¶
øïì÷
×Êò ÛÈÐÛÎ×ÓÛÒÌ ÎÛÍËÔÌÍ
ײ ¬¸· »½¬·±²ô ©» °®»»²¬ ¬¸» »¨°»®·³»²¬¿´ ½»²¿®·± ¿²¼
®»¿´ó©±®´¼ »¨°»®·³»²¬ ¬± ¸±© ¬¸» °»®º±®³¿²½» ¿²¼ ®±¾«¬ó
²» ±º ÚÝÝ ·² ¼·ºº»®»²¬ ½»²¿®·± ¿ ¸±©² ·² Ú·¹«®» çò
ßò Ѫ»®¿´´ °»®º±®³¿²½»
É» «³³¿®·¦» ¬¸» ®»«´¬ ©» ¸¿ª» ±¾¬¿·²»¼ º®±³ ¾±¬¸
·²¼±±® ø·ò»ò
»¬¬·²¹ ¿¬ ¬¸» È·ù¿² Ö·¿±¬±²¹ ˲·ª»®·¬§ò
Ú·¹«®» ïðø¿÷ ½±³°¿®» ¬¸» ½«³«´¿¬·ª» ¼·¬®·¾«¬·±² ±º ½®±©¼
½±«²¬·²¹ »®®±® ·² ·²¼±±® ¿²¼ ±«¬¼±±® »²ª·®±²³»²¬ò ̸» È
¿¨· ®»°®»»²¬ ¬¸» ¼·ºº»®»²½» ¾»¬©»»² ¬¸» ¿½¬«¿´ ²«³¾»® ±º
³±ª·²¹ °»±°´» ¿²¼ ¬¸» »¬·³¿¬·±² ª¿´«»ô ©¸·´» ¬¸» Ç ¿¨·
®»°®»»²¬ ¬¸» ÝÜÚ °»®½»²¬¿¹»ò ׬ · »¿§ ¬± »» ÚÝÝ ©±®µ
©»´´ ·² ¾±¬¸ ·²¼±±® ¿²¼ ±«¬¼±±® »²ª·®±²³»²¬ô ¿²¼ ¾»¬¬»®
·² º±®³»®ò Ó±®» ¬¸¿² çèû »¬·³¿¬·±² »®®±® ¿®» ´» ¬¸¿² î
°»®±² ·² ·²¼±±® »²ª·®±²³»²¬ô ©¸·´» ¿¾±«¬ éðû »®®±® · î
°»®±² ·² ±«¬¼±±® »²ª·®±²³»²¬ò ׬ · ¾»½¿«» ¬¸¿¬ ¬¸»®» ¿®»
³±®» ±¾ª·±« ³«´¬·°¿¬¸ »ºº»½¬ ·² ·²¼±±® »²ª·®±²³»²¬ ¬¸¿²
±«¬¼±±®ò ײ ¬¸» ¸·¹¸ ³«´¬·°¿¬¸ »²ª·®±²³»²¬ô ¬¸» ³±ª»³»²¬
±º °»±°´» · ³±®» ´·µ»´§ ¬± ½¿«» ¬¸» ®¿¼·± ½¸¿²²»´ ½¸¿²¹»ò
Ú·¹«®» ïðø¾÷ °´±¬ ¬¸» ÐÛÓ ·² ¬©± µ·²¼ ±º ½»²»ò ̸» ÐÛÓ ·
·²½®»¿·²¹ ©·¬¸ ¬¸» ·²½®»¿·²¹ ²«³¾»® ±º °»±°´»ô »°»½·¿´´§
·² ·²¼±±® »²ª·®±²³»²¬ò ײ ±«¬¼±±® »²ª·®±²³»²¬ô ¬¸» ½«®ª»
¾»½±³» ¹»²¬´»® ©¸»² ¬¸» ²«³¾»® ±º °»±°´» · ³±®» ¬¸¿² ïðò
Í·²½» ÐÛÓ · ½¿´½«´¿¬»¼ ¾¿»¼ ±² ¬¸» ¼·´¿¬»¼ ÝÍ× ³¿¬®·¨ Óô
ïï ¸±© ¬¸» ª¿®·¿¬·±² ±º ÐÛÓ «²¼»® ¼·ºº»®»²¬ ¼·´¿¬¿¬·±²
Üò ɸ»² Ü ã ðô ¬¸» ÐÛÓ µ»»° ½±²¬¿²¬ ©·¬¸ ¬¸»
·²½®»¿» ·² ¬¸» ²«³¾»® ±º °»±°´»ò ׬ · ¾»½¿«» ¬¸¿¬ ²± ³¿¬¬»®
¸±© ¬¸» ÝÍ× ½¸¿²¹» ±ª»® ¬·³»ô ¬¸»®» ¿®» ²±²» ±ª»®´¿°°·²¹
°¿®¬ ±® ½±³°±²»²¬ ·²½» »¿½¸ ½±´«³² ±²´§ ¸¿ ±²» ²±²ó¦»®±
»´»³»²¬ ¾»º±®» ¼·´¿¬¿¬·±²ò ɸ»² Ü ã îðô ¬¸» ÐÛÓ ¿´± µ»»°
½±²¬¿²¬ò ׬ · ¾»½¿«» ¬¸¿¬ ¿´³±¬ ¿´´ ¬¸» »´»³»²¬ ¿®» »¬ ¬±
¬¸» ¼·´¿¬¿¬·±² ½±ª»® ¬¸» ª¿®·¿²½»ò ɸ»² Ü · »¯«¿´ ¬± ëô ïðô
ïëô ¬¸»®» · ¿ ³±²±¬±²» ·²½®»¿·²¹ ®»´¿¬·±²¸·° ¾»¬©»»² ÐÛÓ
¿²¼ ¬¸» ²«³¾»® ±º °»±°´»ò ײ º±´´±©ó«° »¨°»®·³»²¬ô ©» »¬
Ü ã ïðò
Ýò л®º±®³¿²½» ±º Ê»®¸«´¬ Ó±¼»´
É» ¬¿µ» ¿ »¬ ±º »¨°»®·³»²¬ ¬± »ª¿´«¿¬» ¬¸» °»®º±®³¿²½»
±º Ê»®¸«´¬ Ó±¼»´ ©·¬¸ ¼·ºº»®»²¬ ²«³¾»® ±º ½¸¿®¿½¬»®·¬·½ ¼¿¬¿
»¯«»²½»ò ̸» »¬·³¿¬·±² ®»«´¬ ¿®» °®»»²¬»¼ ·² Ú·¹«®» ïîò
É» «» ðóÒ °»±°´»ù ½¸¿®¿½¬»®·¬·½ ¼¿¬¿ »¯«»²½» ·² ¬®¿·²·²¹
°¸¿» ¬± »¬·³¿¬» ¬¸» ²«³¾»® ±º ³±ª·²¹ °»±°´» ·² ³±²·¬±®·²¹
°¸¿» ©¸»®» ¬¸» °»±°´» · º®±³ 𠬱 íðò ̸» Ê»®¸«´¬ ³±¼»´
· ¿ ª»®§ ¹±±¼ ³±¼»´ º±® ¬¸» ²«³¾»® ±º °»±°´» ¹®±©¬¸ò ̸»
³¿¨·³«³ »¬·³¿¬·±² »®®±® · ¿¾±«¬ îòëô ¿²¼ ·¬ ®»¼«½» ¬± ïòï
©·¬¸ Ò ¹®±©¬¸ò Í·²½» ¬¸» °¿®¿³»¬»® ¿ ¿²¼ ¾ · ½¿´½«´¿¬»¼ ¾§
¬¸» ´»¿¬ ¯«¿®» »¬·³¿¬» ³»¬¸±¼ô ¿ ¾·¹¹»® Ò ³»¿² ¬¸» ³±®»
»¯«¿¬·±²ô ©¸·½¸ ©·´´ ±¾¬¿·² ¿ ¾»¬¬»® ¿ ¿²¼ ¾ô ¿²¼ ¸¿ª» ³±®»
³±¼»´ ½¿² ¬¿µ» ¿ ´±²¹ ¬»®³ º±®»½¿¬ ©¸»² ¶¿¶ ä ðæíô ¿²¼
¬¿µ» ¿ ¸±®¬ ¬»®³ º±®»½¿¬ ©¸»² ¶¿¶ ä ðæéò
Üò ׳°¿½¬ ±º ½±³³«²·½¿¬·±² ¼·¬¿²½»
É» »ª¿´«¿¬» ¸±© ¬¸» ¼·¬¿²½» ¾»¬©»»² ̨ ¿²¼ Ψ
»²½» ¬¸» ¿½½«®¿½§ ±º ±«® ÚÝÝ §¬»³ò É» »¬·³¿¬» ¬¸» ²«³ó
¾»® ±º °»±°´» ©¿´µ·²¹ ¾»¬©»»² ¿ °¿·® ±º ´¿°¬±° ©·¬¸ ¼·ºº»®»²¬
¼·¬¿²½» ¿°¿®¬ò Ü«» ¬± °¿½» ´·³·¬¿¬·±²ô ¬¸» ½±³³«²·½¿¬·±²
¼·¬¿²½» ¾»¬©»»² ¬©± ´¿°¬±° · ·²½®»¿»¼ º®±³ î³ ¬± è³ò
IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications
366
é
ð î ì êð
ðòî
ðòì
ðòê
ðòè
ï
Û¬·³¿¬·±² »®®±®
ÝÜ
Ú ø
¨ïð
ðû
÷
ײ¼±±®
Ñ«¬¼±±®
ø¿÷ ÝÜÚ ±º »¬·³¿¬·±² »®®±®
ë ïð ïëðòï
ðòî
ðòí
ðòì
ðòë
л±°´» ²«³¾»®
ÐÛ
Ó ø
ïðð
¨û÷
ײ¼±±®
Ñ«¬¼±±®
ø¾÷ ̸» ®»´¿¬·±²¸·° ¾»¬©»»² ÐÛÓ ¿²¼ ½®±©¼ ²«³ó
¾»®
Ú·¹ò ïðò Ѫ»®¿´´ °»®º±®³¿²½»
ë ïð ïëð
ðòî
ðòì
ðòê
ðòè
ï
л±°´» ²«³¾»®
ÐÛ
Ó ø
ïð
ð¨û
÷
ÜãðÜãëÜãïð
ÜãïëÜãîð
ð ðòë ï ïòë î îòëð
ðòî
ðòì
ðòê
ðòè
ï
Û¬·³¿¬·±² »®®±®
ÝÜ
Ú ø
ï¨ï
ððû
÷
Òãê
Òãé
Òãè
Òãç
Òãïð
Ú·¹ò ïîò л®º±®³¿²½» ±º Ê»®¸«´¬ Ó±¼»´
ï î í ì ë ê é è çð
ðòë
ï
ïòë
î
л±°´» ²«³¾»®
Û¬
·³¿¬·±
² »
®®±®
î³
ì³
ê³
è³
Ú·¹ò ïíò ׳°¿½¬ ±º ½±³³«²·½¿¬·±² ¼·¬¿²½» ¾»ó
¬©»»² Ψ ¿²¼ ̨
ð ðòë ï ïòë î îòë
ï
î
í
ì
Û¬·³¿¬·±² »®®±®
Ü·ºº
»®»
²¬ ¼·
¬®·¾
«¬·±
²
Ú·¹ò ïìò ׳°¿½¬ ±º ½®±©¼ ¼·¬®·¾«¬·±²
Ú·¹«®» ïí ¸±© ¬¸» »¬·³¿¬·±² »®®±® ©·¬¸ ¼·ºº»®»²¬ ½±³ó
³«²·½¿¬·±² ¼·¬¿²½»ò ׬ù ª»®§ ·²¬»®»¬·²¹ ¬¸¿¬ ¬¸» »¬·³¿¬·±²
»®®±® · «²®»´¿¬»¼ ¬± ½±³³«²·½¿¬·±² ¼·¬¿²½»ô ¿ ´±²¹ ¿
¬¸» ½±³³«²·½¿¬·±² ¼·¬¿²½» · ´» ¬¸¿² ¿ ½»®¬¿·² ¬¸®»¸±´¼ò
¼»°´±§³»²¬ ³»½¸¿²·³ ·² ±®¼»® ¬± ¿¼¿°¬ ¬± ª¿®·±« ·²¼±±®
´¿§±«¬ ©·¬¸±«¬ ®»¼«½·²¹ ¬¸» »¬·³¿¬·±² ¿½½«®¿½§ò
Ûò ׳°¿½¬ ±º ¼·¬®·¾«¬·±²
ײ ¬¸· «¾»½¬·±²ô ©» »¨°´±®» ¸±© ¬¸» ½®±©¼ ¼·¬®·¾«¬·±²
¿ºº»½¬ »¬·³¿¬·±² ²«³¾»®ò ̸»®» ¿®» º±«® ½¿»æ ½¿» ïô ïî
°»±°´» °´·¬ ·²¬± î ¹®±«°ô ±²» ³±ª» ²»¿® Ψïô ¿²¼ ±¬¸»®
³±ª» ²»¿® Ψíå ½¿» îô ±²» ¹®±«° ³±ª» ²»¿® ̨ô ¿²¼ ±¬¸»®
³±ª» ²»¿® Ψîå ½¿» íô ïî °»±°´» ³±ª» ®¿²¼±³ ·² ¬¸»
½»²¿®·±å ½¿» ìô ïî °»±°´» °´·¬ »ª»²´§ ·²¬± í ¹®±«° ©·¬¸
ì °»±°´»ô ¿²¼ ¬¸»§ ³±ª» ²»¿® ̨ô Ψïô Î¨í ®»°»½¬·ª»´§ò
Ú·¹«®» ïì ¸±© ¬¸» ·³°¿½¬ ±º ¼·¬®·¾«¬·±²ò ̸» È ¿²¼ Ç
¿¨· ®»°®»»²¬ ¬¸» »¬·³¿¬·±² »®®±® ¿²¼ º±«® ½¿» ®»°»½¬·ª»´§ò
̸» »¬·³¿¬·±² »®®±® ·² ½¿» í · ´» ¬¸¿² ±¬¸»® ¬¸®»» ½¿»ò ׬
· ¾»½¿«» ¬¸¿¬ ¬¸» ½®±©¼ · ³±¬ ·³·´¿® ¬± ¬±½¸¿¬·½ ¼·¬®·ó
¾«¬·±² ·² ½¿» íò ß´¬¸±«¹¸ ¬¸» ¼·¬®·¾«¬·±² ¿ºº»½¬ »¬·³¿¬·±²
¿½½«®¿½§ô ¬¸» ¬¸» ³¿¨·³«³ ¿ª»®¿¹» »®®±® · ´» ¬¸¿² ïòëò
Úò ׳°¿½¬ ±º ³±ª·²¹ °»»¼
ײ ¿½¬«¿´ »²ª·®±²³»²¬ô ¼·ºº»®»²¬ °»±°´» ¸¿ ¼·ºº»®»²¬ ©¿´µ·²¹
°»»¼ô ¬¸»®»º±®»ô ©» ¸±«´¼ ½±²·¼»® ¬¸¿¬ ©¸»¬¸»® ¬¸» ³±ª·²¹
Ú·¹«®» ïë ¸±© ¬¸» ÝÜÚ ±º »¬·³¿¬·±² »®®±® ·² ¼·ºº»®»²¬
³±ª·²¹ °»»¼ò ̸» ´±© °»»¼ ³±¬·±² ¿²¼ ¸·¹¸ °»»¼ ³±¬·±²
¸¿ ¿ ·³·´¿® »¬·³¿¬·±² ¿½½«®¿½§ô ©¸·´» ¸§¾®·¼ ³±¬·±² ¸¿
´¿®¹»® »¬·³¿¬·±² »®®±®ò ׬ · ¾»½¿«» ¬¸¿¬ ÚÝÝ »¬·³¿¬» ¬¸»
³±ª·²¹ °»±°´» ¾¿»¼ ±² ¬¸» ±¾»®ª¿¬·±² ·² ¬®¿·²·²¹ °¸¿»ò
Ú±® ´±© °»»¼ ³±¬·±² ¿²¼ ¸·¹¸ °»»¼ ³±¬·±²ô ¬¸» ¬®¿·²·²¹
°¸¿» ¿²¼ ³±²·¬±®·²¹ °¸¿» ¸¿ª» ¬¸» ¿³» ÝÍ× º»¿¬«®»ò Ú±® ¬¸»
¸§¾®·¼ ³±¬·±²ô ¼·ºº»®»²¬ °»±°´» ¸¿ª» ¼·ºº»®»²¬ ³±ª·²¹ °»»¼ô
¬¸» ®»´¿¬·±²¸·° ¾»¬©»»² ÐÛÓ ¿²¼ ¬¸» ²«³¾»® ±º ³±ª·²¹
°»±°´» · «²¬¿¾´»ô ©¸·½¸ ©·´´ ¿ºº»½¬ ¬¸» »¬·³¿¬·±² ¿½½«®¿½§ò
̸· ©·´´ ¾» ¿¼¼®»»¼ ·² ±«® º«¬«®» ©±®µò
Ùò ݱ³°¿®·±² ©·¬¸ »¨·¬·²¹ ¿°°®±¿½¸
̸»®» · º»© ³»¬¸±¼ ±² ¼»ª·½»óº®»» ½®±©¼ ½±«²¬·²¹ò ÍÝÐÔ
Åïéà · ±²» ±º ¬¸» ´¿¬»¬ ¼»ª·½»óº®»» ¬»½¸²·¯«» ¬± ½±«²¬ ¿²¼
´±½¿´·¦» ³«´¬·°´» «¾¶»½¬ ·² ·²¼±±® »²ª·®±²³»²¬ò É» ¼± ¿
»¬ ±º »¨°»®·³»²¬ ¬± ½±³°¿®» ¬¸» °»®º±®³¿²½» ±º ÚÝÝ ¿²¼
ÍÝÐÔò ̸»®» ¿®» ë ¼»ª·½» ¼»°´±§»¼ ±² ¬¸» ¾±¬¸ ·¼» ±º ¬¸»
®±±³ ©·¬¸ ¿®»¿ ±º ìð ³îò Û¿½¸ ¼»ª·½» · ¾±¬¸ ¿ ¬®¿²³·¬¬»® ¿²¼
®»½»·ª»®ò Ú·¹«®» ïêø¿÷ ¿²¼ ø¾÷ ¸±© ¬¸» °»±°´» ½±«²¬·²¹ ®»«´¬
±º ÍÝÐÔ ¿²¼ ÚÝÝ ®»°»½¬·ª»´§ò ײ ¿´´ º±«® ½¿»ô ¬¸» »¬·³¿¬»¼
̸» »®®±® ½¿«»¼ ¾§ ¬»³°±®¿´´§ ±ª»®´¿°°·²¹ ¬®¿¶»½¬±®·» ¿²¼
¬¸» »²ª·®±²³»²¬¿´ ¼·¬«®¾¿²½»ò Ú±® ÍÝÐÔô ¿¾±«¬ ìëû ®»«´¬
IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications
367
è
ð ï î í ìð
ðòî
ðòì
ðòê
ðòè
ï
Û¬·³¿¬·±² »®®±®
ÝÜ
Ú ø
¨ïð
ðû
÷
Ô±© °»»¼ ³±¬·±²
Ø·¹¸ °»»¼ ³±¬·±²
ا¾®·¼ ³±¬·±²
Ú·¹ò ïëò ׳°¿½¬ ±º ³±ª·²¹ °»»¼
ð îð ìð êðï
î
í
ì
ë
ê
Ì·³»øÍ»½±²¼÷
Û¬
·³¿
¬»¼
л
±°
´» Ý
±«
²¬
Ѳ» л±°´»
Ì©± л±°´»
̸®»» л±°´»
Ú±«® л±°´»
ø¿÷ ÍÝÐÔ
ð îð ìð êð
ï
î
í
ì
ë
ê
Ì·³»øÍ»½±²¼÷
Û¬
·³¿
¬»¼
л
±°
´» Ý
±«
²¬
Ѳ» л±°´»
Ì©± л±°´»Ì¸®»» л±°´»
Ú±«® л±°´»
ø¾÷ ÚÝÝ
Ú·¹ò ïêò ݱ³°¿®·±²
¿®» ¿½½«®¿¬»ò ׬ · ¾»½¿«» ¬¸¿¬ ÍÝÐÔ · ¿ ´·²µó¾¿»¼ ½¸»³»ô
©¸·½¸ ®»¯«·®» ³±®» ·²¬»²·ª» ¼»ª·½» ¬± °®±ª·¼» ¿¼»¯«¿¬»
´·²µò Ú±® ÚÝÝô ¬¸» »¬·³¿¬»¼ ®»«´¬ ¿®» ®»´¿¬·ª» ¬¿¾´»ò ̸»
²«³¾»® ±º »¬·³¿¬»¼ ³±ª·²¹ °»±°´» · ¶·¬¬»® ©·¬¸ ¿ ®¿²¹» ±º
°´« ±® ³·²« ¿¾±«¬ ðòìò ÝÍ× · ·²º±®³¿¬·±² ©¸·½¸ ®»°®»»²¬
¬¸» ¬¿¬» ±º ¿ ½±³³«²·½¿¬·±² ´·²µ º®±³ ¬¸» ¬®¿²³·¬ ±«®½»
¬± ¬¸» ®»½»·ª»® ±«®½»ò ׬ · ³±®» »²·¬·ª» ¬± ¬¸» ¼·ª»®·¬§ ±º
¬®¿²³··±² ½¸¿²²»´ ¬¸¿² ÎÍÍô ©¸·½¸ · ³±®» «·¬¿¾´» ¬¸¿²
ÎÍÍ ¿¬ ½±«²¬·²¹ ³±ª·²¹ °»±°´»ò
Êò ÎÛÔßÌÛÜ ÉÑÎÕ
λ½»²¬´§ô ·²¼±±® ´±½¿´·¦¿¬·±² ¿²¼ ½±«²¬·²¹ °®±¾´»³ ¸¿ ¿¬ó
½¿¬»¹±®·» ¾§ ©¸»¬¸»® ¬¸» ±¾¶»½¬ ²»»¼ ¬± ½¿®®§ »¯«·°³»²¬ ±®
²±¬æ Ü»ª·½»ó¾¿»¼ ß°°®±¿½¸ ¿²¼ Ü»ª·½»óº®»» ß°°®±¿½¸ò
ßò Ü»ª·½»ó¾¿»¼ ß°°®±¿½¸
Ü»ª·½»ó¾¿»¼ ¿°°®±¿½¸ «¬·´·¦» ¼»ª·½» ½¿®®·»¼ ¾§ «»® ¬±
´±½¿¬» ±® ½±«²¬ ±¾¶»½¬ò Ý®·½µ»¬ §¬»³ Åîà ½¿´½«´¿¬» ¬¸»
°±·¬·±² ®»´§·²¹ ±² ½±«°´»¼ ÎÚ ¿²¼ «´¬®¿±²·½ ·¹²¿´ò ÎÚ×Üó
¾¿»¼ ´±½¿´·¦¿¬·±² ÅíÃô Åïèà ¸¿ ¹¿·²»¼ ³«½¸ ¿¬¬»²¬·±² ·² ®»½»²¬
§»¿®ò ÎÍÍ󾿻¼ ¿°°®±¿½¸» ½¿² ¾» ½¿¬»¹±®·¦»¼ ·²¬± ¬¸» ο¼·±
Ю±°¿¹¿¬·±² Ó±¼»´ ÅìÃô Åïçà ¿²¼ ¬¸» Ú·²¹»®°®·²¬ Ó»¬¸±¼ ÅîðÃô
ÅîïÃô ÅëÃò λ½»²¬´§ô ݸ¿²²»´ ͬ¿¬» ײº±®³¿¬·±² øÝÍ×÷ ©¿ «»¼
º±® ´±½¿´·¦¿¬·±² ÅîîÃô ÅîíÃô ÅîìÃò
É·¬¸ ¬¸» ¸¿®°´§ ·²½®»¿·²¹ ½¿´» ±º ³±¾·´» ½±³°«¬·²¹ô
«·²¹ ¾«·´¬ó·² »²±® ¿²¼ ³±¼«´» ±º ³¿®¬ °¸±²» º±® ´±ó
½¿¬·²¹ô ¬®¿½·²¹ ±® ½±«²¬·²¹ ¾»½¿³» ¿ ©·¼»® ¬®»²¼ò Ö»² »¬
¿´ò Åêà »¨°´±·¬»¼ Þ´«»¬±±¬¸ ½±´´»½¬·²¹ »²ª·®±²³»²¬ ¼¿¬¿ ¬±
»¬·³¿¬» ½®±©¼ ¼»²·¬§ò Õ¿²²¿² »¬ ¿´ò Åéà «¬·´·¦»¼ ¬¸» ¸»¿¼»¬
¬± »¬·³¿¬» ¬¸» ½®±©¼ ¼»²·¬§ø¬¸» ²«³¾»® ±º °¸±²» »¨¿½¬´§÷ò
и±²» ·²»®¬·¿´ »²±® Åèà ½¿² ¿´± ¾» «»¼ º±® ´±½¿´·¦¿¬·±²ò
Ü»ª·½»ó¾¿»¼ ¿°°®±¿½¸ · »»²¬·¿´´§ ½±«²¬·²¹ ¼»ª·½»ò ׬
· ³±®» «·¬¿¾´» º±® ±¾¶»½¬ ´±½¿´·¦¿¬·±² ¬¸¿² ½®±©¼ ½±«²¬·²¹ò
ײ ³¿²§ ½®±©¼ ½±«²¬·²¹ ½»²¿®·±ô ·¬ · ¸¿®¼ ¬± ®»¯«·®» »¿½¸
°»®±² ¬¿µ·²¹ ¿ ¼»ª·½» ©·¬¸ ¸·³ò ׺ ¿ °»®±² ¬¿µ» ³±®» ¼»ª·½»
±® ¼±» ²±¬ ½¿®®§ ¬¸» ¼»ª·½»ô ·¬ ©·´´ ·³°±®¬ »¬·³¿¬»¼ »®®±®ò
Þò Ü»ª·½»óº®»» ß°°®±¿½¸
Ü»ª·½»óº®»» ¿°°®±¿½¸ Åçà ¸¿ ¹¿·²»¼ ³«½¸ ³±®» ¿¬¬»²¬·±²
¾»½¿«» ¬¸· ¿°°®±¿½¸ ¼±»²ù¬ ®»¯«·®» ¬¿®¹»¬ ¬± »¯«·° ¿²§
¼»ª·½»ò ̸» ³±¬ ·²¬«·¬·ª» ¼»ª·½»óº®»» ±´«¬·±² »¨°´±·¬ ¬¸»
³¿½¸·²» ª··±² ¬»½¸²±´±¹§ò Ó±¬ ±º ª··±²ó¾¿»¼ ½®±©¼ ¼»²ó
·¬§ »¬·³¿¬·±² ¸¿ª» ¿ ½±²·¼»®¿¾´» ±ª»®¸»¿¼ ±º ½±³°«¬·²¹
¬¸±«¹¸ô ¿²¼ ½¿² ±²´§ ©±®µ ·² ¿ ´·²»ó±ºó·¹¸¬ °¿¬¬»®²ò Ó±®»±ª»®ô
¾»½¿«» ±º °®·ª¿½§ °®±¬»½¬·±² ¿²¼ ±³» ±¬¸»® ®»¿±²ô ³±®»
¿²¼ ³±®» ²±²óª··±²ó¾¿»¼ ¿°°®±¿½¸» ¿°°»¿®»¼ ·² ®»½»²¬
§»¿®ò Ó±¬ ±º ¬¸»³ ¿®» ¾«·´¬ ±² ®¿¼·± º®»¯«»²½§ ¬»½¸²·¯«»ò
̸»» ±´«¬·±² ½¿² ¾» ¾®±¿¼´§ ½¿¬»¹±®·¦»¼ ·²¬± Ô±½¿¬·±²ó
¾¿»¼ ½¸»³» ¿²¼ Ô·²µó¾¿»¼ ½¸»³»ò
Ô±½¿¬·±²ó¾¿»¼ ½¸»³»æ ̸· µ·²¼ ±º ½¸»³» ÅïîÃô ÅïïÃ
¼·ª·¼» ´±½¿¬·²¹ °®±½»¼«®» ·²¬± ¬©± °¸¿»æ ¬®¿·²·²¹ °¸¿»
¿²¼ ±°»®¿¬·²¹ °¸¿»ò È« »¬ ¿´ò Åïîà °®±°±» ¬± º±®³«´¿¬» ¬¸»
·² ±®¼»® ¬± ³·¬·¹¿¬» ¬¸» »®®±® ½¿«»¼ ¾§ ¬¸» ³«´¬·°¿¬¸ »ºº»½¬
·² ½´«¬¬»®»¼ ·²¼±±® »²ª·®±²³»²¬ò ̸»» ¿°°®±¿½¸» ¿·³»¼
¿¬ ´±½¿¬·²¹ ±²´§ ±²» °»®±²ô ¿²¼ Ç«¿² »¬ ¿´ò Åïïà »³°´±§
Ó¿¿§¿ ß®¿· »¬ ¿´ò Åîëà ¿¬¬»³°¬»¼ ¬± ¹»¬ ¬¸» ®»´¿¬·±²¸·°
¾»¬©»»² ¬¸» º»¿¬«®» ±º ®¿¼¿® ½¸¿®¬ ¿²¼ ¬¸» ½®±©¼ ³±ª»³»²¬
°¿¬¬»®²ô ¾«¬ ¬¸»§ ±²´§ ¹±¬ ±³» ¯«¿´·¬¿¬·ª» ®»«´¬ò
̸· µ·²¼ ±º ½¸»³» ®»¯«·®» ·¬» «®ª»§ ±ª»® ¿®»¿ ±º ·²¬»®ó
¼§²¿³·½ ¿®» ¬¸» ³¿·² ¼®¿©¾¿½µ ±º ¬¸· ³»¬¸±¼ò Ú±® ½®±©¼
½±«²¬·²¹ô ¬¸» ¬®¿·²·²¹ ½±¬ · ¬±± ³«½¸ ¸»¿ª§ º±® ´¿®¹»ó½¿´»
½»²¿®·± ¿²¼ ·¬ù ¸¿®¼ ¬± ±¾¬¿·² ¬¸» ¹®±«²¼ ¬®«¬¸ ©¸»² ¬¸»
²«³¾»® ±º °»±°´» · ´¿®¹»ò
Ô·²µó¾¿»¼ ½¸»³»æ ̸· µ·²¼ ±º ½¸»³» ÅîêÃô Åîéà ·
«²·¯«» ·² ¼»ª·½» º®»» ¿°°®±¿½¸ò ο¼·± ´·²µ · ¿ ®¿¼·± ½±³ó
³«²·½¿¬·±² §¬»³ô Ò ²±¼» ½¿² ½±²¬®«½¬ Ò øÒ ï÷ãî ´·²µò
׺ ±¾¶»½¬ ¿½¬·ª» ²»¿®¾§ Ô·²µ Ô·å¶ ô ¬¸» ÎÍÍ ±º Ò±¼»· ¿²¼
Ò±¼»¶ ©±«´¼ ½¸¿²¹» ±¾ª·±«´§ò Þ«¬ ·º ±¾¶»½¬ ³±ª» º¿® ¿©¿§
º®±³ ¿²§ ´·²µô ¬¸» °»®º±®³¿²½» ¼»½®»¿» ¸¿®°´§ò Ò¿µ¿¬«µ¿ »¬
¿´ò
IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications
368
ç
ø¿ª»®¿¹» ¿²¼ ª¿®·¿²½»÷ ±º ÎÍÍ ¬± »¬·³¿¬» ¬¸» ½®±©¼ ¼»²·¬§ò
﬩¿®· »¬ ¿´ò Åîèà °®±ª·¼» ¿ ¬¿¬·¬·½¿´ ³±¼»´ º±® ¬¸» ÎÍÍ
ª¿®·¿²½» ¿ ¿ º«²½¬·±² ±º ÑÒÛ °»®±²ù °±·¬·±² ©·¬¸ ®»°»½¬
¬± ¬¸» ¬®¿²³·¬¬»® øÌÈ÷ ¿²¼ ®»½»·ª»® øÎÈ÷ ´±½¿¬·±²ò È« »¬
¿´ò Åïéà »¨°´±·¬»¼ ´·²µó¾¿»¼ ½¸»³» ¬± ½±«²¬ ¬¸» ²«³¾»® ¿²¼
´±½¿¬» ¬¸» °»±°´» «·²¹ ÎÍÍò Ѿª·±«´§ô ¬¸· µ·²¼ ±º ½¸»³»
· ³±®» »²·¬·ª» ©¸»² ¬¸» ±¾¬¿½´» ³±ª» ²»¿® ¾§ ¬¸» ´·²µò
Ë»® ³«¬ ¼»°´±§ »¨±®¾·¬¿²¬´§ ·²¬»²·ª» ²±¼» ¬± °®±ª·¼»
¿¼»¯«¿¬» ´·²µô ©¸·½¸ ½¿«» ¸·¹¸ ½±¬ò ׺ ¿ ½»´´ ½±»¨·¬ ©·¬¸
³«´¬·°´» ±¾¶»½¬ ±® ³¿²§ ±¾¶»½¬ ½±ó»¨·¬ ·² ¬¸» ¬»¬·²¹ ¿®»¿ô
¬¸» °®±°±»¼ »¯«»²¬·¿´ ½±«²¬·²¹ ¿´¹±®·¬¸³ ³¿§ ²±¬ »ºº»½¬·ª»´§
»¬·³¿¬» ¬¸» ²«³¾»® ±º °»±°´»ò
¬·±² ¿²¼ ½±«²¬·²¹ ¼®¿© ·²½®»¿·²¹ ¿¬¬»²¬·±² ®»½»²¬´§ò Ü·²¿
»¬ ¿´ò Åïíà »¨°´±·¬ ·²ª»®» §²¬¸»¬·½ ¿°»®¬«®» ®¿¼¿® ø×ÍßÎ÷
¬»½¸²·¯«» ¬± ¬®¿½µ ¿²¼ ½±«²¬ ³±ª·²¹ ±¾¶»½¬ò ͸©»¬¿µ »¬ ¿´ò
Åïìà »¨¬®¿½¬ ܱ°°´»® ¸·º¬ º®±³ ©·®»´» ·¹²¿´ º±® ¹»¬«®»
®»½±¹²·¬·±²ò ̸»§ ¿´´ «» °»½·¿´ ¬±±´ ±® »¯«·°³»²¬ ø»ò¹ò
ËÍÎÐ÷ ¬± ±¾¬¿·² ·¹²¿´ ¿²¹´»ô º®»¯«»²½§ ¸·º¬ô »¬½ò
Ê×ò ÝÑÒÝÔËÍ×ÑÒ
Ý®±©¼ ½±«²¬·²¹ · ¿² ·³°±®¬¿²¬ »®ª·½» ²»»¼»¼ ¾§ ³¿²§
¿°°´·½¿¬·±²ò Ю»ª·±« ½®±©¼ ½±«²¬·²¹ ¿°°®±¿½¸» »·¬¸»® ®»´§
±² ³¿®¬ °¸±²» ±® ÎÚ×Ü ¬¿¹ ½¿®®·»¼ ¾§ «»® ±® ²»»¼ ¬± ½±´´»½¬
½»²»ò ̸· °¿°»® °®±°±»¼ ¿ ²±ª»´ ¼»ª·½»óº®»» ½®±©¼ ½±«²¬·²¹
³»¬¸±¼ ½¿´´»¼ ÚÝÝ ¾¿»¼ ±² ÝÍ× ³»¿«®»³»²¬ò ׬ ½¿² ¾»
±¾¬¿·²»¼ º®±³ ±ººó¬¸»ó¸»´º èðîòïï² ¼»ª·½»ò É» °®±°±» ¿
²»© ³»¬®·½ ÐÛÓ ¬± »¨¬®¿½¬ ¬¸» º»¿¬«®» ±º ÝÍ× ª¿®·¿¬·±²ò ̸»
®»´¿¬·±² ¾»¬©»»² ¬¸» ÐÛÓ ¿²¼ ¬¸» ²«³¾»® ±º °»±°´» ½¿²
¾» ´»ª»®¿¹»¼ ¾§ ¬¸» Ù®»§ Ê»®¸«´¬ Ó±¼»´ ¬± ½±«²¬ ½®±©¼ò
Û¨¬»²·ª» ®»¿´ó©±®´¼ »¨°»®·³»²¬ ®»«´¬ ¼»³±²¬®¿¬» ¬¸¿¬ ±«®
¿°°®±¿½¸ °»®º±®³ ©»´´ ·² ¿½½«®¿½§ô ½¿´¿¾·´·¬§ ¿²¼ ®»´·¿¾·´·¬§ò
Ê××ò ßÝÕÒÑÉÔÛÜÙÓÛÒÌÍ
̸· ©±®µ · °¿®¬·¿´´§ «°°±®¬»¼ ¾§ ¬¸» ÒÍÚÝ «²¼»®
Ù®¿²¬ Ò±ò êïíîëðïíô êïðííðïë ¿²¼ êïíéíïéëô ÒÍÚ ÝÒÍó
ðèíîïîðô ÒÍÚ ÝÒÍóïðíëèçìô ÒÍÚ ÛÝÝÍóïîìéçììô ÒÍÚ
ÛÝÝÍóïíìííðêò
ÎÛÚÛÎÛÒÝÛÍ
Åïà Óò Ô·ô Æò Ƹ¿²¹ô Õò Ø«¿²¹ô ¿²¼ Ìò Ì¿²ô �Û¬·³¿¬·²¹ ¬¸» ²«³¾»® ±º
°»±°´» ·² ½®±©¼»¼ ½»²» ¾§ ³·¼ ¾¿»¼ º±®»¹®±«²¼ »¹³»²¬¿¬·±² ¿²¼
¸»¿¼ó¸±«´¼»® ¼»¬»½¬·±²ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º ×ÝÐÎîððèô °°ò ï�ìò
Åîà Òò Þò Ю·§¿²¬¸¿ô ßò ݸ¿µ®¿¾±®¬§ô ¿²¼ Øò Þ¿´¿µ®·¸²¿²ô �̸» ½®·½µ»¬
´±½¿¬·±²ó«°°±®¬ §¬»³ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º Ó±¾·Ý±³ îðððô °°ò íî�ìíò
Åíà Ôò Óò Ò·ô Çò Ô·«ô Çò Ýò Ô¿«ô ¿²¼ ßò Ðò п¬·´ô �Ô¿²¼³¿®½æ ·²¼±±® ´±½¿¬·±²
É·®»´» ²»¬©±®µô ª±´ò ïðô ²±ò êô °°ò éðï�éïðô
îððìò
Åìà Çò Ö·ô Íò Þ·¿¦ô Íò п²¼»§ô ¿²¼ Ðò ß¹®¿©¿´ô �ß®·¿¼²»æ ¿ ¼§²¿³·½ ·²¼±±®
·¹²¿´ ³¿° ½±²¬®«½¬·±² ¿²¼ ´±½¿´·¦¿¬·±² §¬»³ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º
Ó±¾·Í§ îððêô °°ò ïëï�ïêìò
Åëà Óò ߦ·¦§¿²ô ×ò ݱ²¬¿²¼¿½¸»ô ¿²¼ Îò α§ ݸ±«¼¸«®§ô �Í«®®±«²¼»²»æ
Ю±½»»¼·²¹
±º Ó±¾·Ý±³ îððçô °°ò îêï�îéîò
Åêà Öò É»°°²»® ¿²¼ Ðò Ô«µ±©·½¦ô �ݱ´´¿¾±®¿¬·ª» ½®±©¼ ¼»²·¬§ »¬·³¿¬·±²
©·¬¸ ³±¾·´» °¸±²»ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º Í»²§ îðïïò
Åéà Ðò Ùò Õ¿²²¿²ô Íò Ðò Ê»²µ¿¬¿¹·®·ô Óò Ýò ݸ¿²ô ßò Ôò ß²¿²¼¿ô ¿²¼ ÔòóÍò
л¸ô �Ô±© ½±¬ ½®±©¼ ½±«²¬·²¹ «·²¹ ¿«¼·± ¬±²»ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º
Í»²Í§ îðïîô îðïîô °°ò ïëë�ïêèò
Åèà Úò Ô·ô Ýò Ƹ¿±ô Ùò Ü·²¹ô Öò Ù±²¹ô Ýò Ô·«ô ¿²¼ Úò Ƹ¿±ô �ß ®»´·¿¾´» ¿²¼
¿½½«®¿¬» ·²¼±±® ´±½¿´·¦¿¬·±² ³»¬¸±¼ «·²¹ °¸±²» ·²»®¬·¿´ »²±®ô� ·²
Ю±½»»¼·²¹ ±º ˾·Ý±³° îðïîò
Åçà Óò DZ«»ºô Óò Ó¿¸ô ¿²¼ ßò ß¹®¿©¿´¿ô �ݸ¿´´»²¹»æ ¼»ª·½»óº®»» °¿·ª»
´±½¿´·¦¿¬·±² º±® ©·®»´» »²ª·®±²³»²¬ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º Ó±¾·Ý±³
îððéô °°ò îîî�îîçò
Åïðà Óò Ò¿µ¿¬«µ¿ô Øò ש¿¬¿²·ô ¿²¼ Öò Õ¿¬¬±ô �ß ¬«¼§ ±² °¿·ª» ½®±©¼
¼»²·¬§ »¬·³¿¬·±² «·²¹ ©·®»´» »²±®ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º ×ÝÓË
îððèò
Åïïà Çò Ç«¿²ô Ýò Ï·«ô Éò È·ô ¿²¼ Öò Ƹ¿±ô �Ý®±©¼ ¼»²·¬§ »¬·³¿¬·±² «·²¹
©·®»´» »²±® ²»¬©±®µô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º ÓÍÒ îðïïô °°ò ïíè�ïìëò
Åïîà Ýò È«ô Þò Ú·®²»®ô Çò Ƹ¿²¹ô Îò ر©¿®¼ô Öò Ô·ô ¿²¼ Èò Ô·²ô �׳°®±ª·²¹ ®ºó
¾¿»¼ ¼»ª·½»óº®»» °¿·ª» ´±½¿´·¦¿¬·±² ·² ½´«¬¬»®»¼ ·²¼±±® »²ª·®±²³»²¬
Ю±½»»¼·²¹ ±º ×ÐÍÒ
îðïîô °°ò îðç�îîðò
ÅïíÃ
Í×ÙÝÑÓÓ îðïíò
Åïìà Íò Ùò Íò Ðò Ï·º¿² Ыô Í·¼¸¿²¬ Ù«°¬¿ô �ɸ±´»ó¸±³» ¹»¬«®» ®»½±¹²·¬·±²
«·²¹ ©·®»´» ·¹²¿´ô� ¬± ¿°°»¿® ¿¬ Ó±¾·½±³ îðïíò
Åïëà Öò Ü»²¹ô �ײ¬®±¼«½¬·±² ¬± ¹®»§ §¬»³ ¬¸»±®§ô� ̸» Ö±«®²¿´ ±º ¹®»§
§¬»³ô ª±´ò ïô ²±ò ïô °°ò ï�îìô ïçèçò
Åïêà Çò Ôò Í·º»²¹ Ô·«ô Ù®»§ ·²º±®³¿¬·±²æ ¬¸»±®§ ¿²¼ °®¿½¬·½¿´ ¿°°´·½¿¬·±²
ø¿¼ª¿²½»¼ ·²º±®³¿¬·±² ¿²¼ µ²±©´»¼¹» °®±½»·²¹÷ò Í°®·²¹»®óÊ»®´¿¹
Ò»© DZ®µô ײ½ô îððëò
Åïéà Ýò È«ô Þò Ú·®²»®ô Îò Íò Ó±±®»ô Çò Ƹ¿²¹ô Éò Ì®¿°°»ô Îò ر©¿®¼ô
Úò Ƹ¿²¹ô ¿²¼ Òò ß²ô �ͽ°´æ ײ¼±±® ¼»ª·½»óº®»» ³«´¬·ó«¾¶»½¬ ½±«²¬·²¹
¿²¼ ´±½¿´·¦¿¬·±² «·²¹ ®¿¼·± ·¹²¿´ ¬®»²¹¬¸ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º ×ÐÍÒ
îðïíò
ÅïèÃ
½¸»³»ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º ×ÒÚÑÝÑÓ îððéô °°ò ïîíë�ïîìíò
ÅïçÃ
·²¼±±® ´±½¿´·¦¿¬·±²æ ̸»±®§ ¿²¼ »¨°»®·³»²¬¿¬·±²ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º
×ÛÛÛ ×ÒÚÑÝÑÓ îððêô °°ò ï�ïîò
Åîðà Ðò Þ¿¸´ ¿²¼ Êò Òò п¼³¿²¿¾¸¿²ô �ο¼¿®æ ß² ·²ó¾«·´¼·²¹ ®ºó¾¿»¼ «»®
´±½¿¬·±² ¿²¼ ¬®¿½µ·²¹ §¬»³ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º ×ÒÚÑÝÑÓ îðððô
ª±´ò îô °°ò ééë�éèìò
Åîïà Óò DZ«»º ¿²¼ ßò ß¹®¿©¿´¿ô �̸» ¸±®« ´±½¿¬·±² ¼»¬»®³·²¿¬·±² §ó
¬»³ô� É·®»´» Ò»¬©±®µô ª±´ò ïìô ²±ò íô °°ò íëé�íéìò
Åîîà Íò Í»²ô Þò ο¼«²±ª·½ô Îò Îò ݸ±«¼¸«®§ô ¿²¼ Ìò Ó·²µ¿ô �Í°±¬ ´±½¿´·¦¿¬·±²
«·²¹ °¸§ ´¿§»® ·²º±®³¿¬·±²ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º Ó±¾·Í§ îðïîô ª±´ò ïîò
Åîíà Èò Ö·¿²¹ô Éò Õ¿·¸«²ô Çò DZ«©»²ô Éò Ô«ô ¿²¼ Óò Òò Ô·±²»´ô �з´±¬ æ
п·ª» ¼»ª·½»óº®»» ·²¼±±® ´±½¿´·¦¿¬·±² «·²¹ ½¸¿²²»´ ¬¿¬» ·²º±®³¿¬·±²ô�
·² Ю±½»»¼·²¹ ±º ×ÝÜÝÍ îðïíò
Åîìà Õò É«ô Öò È·¿±ô Çò Ç·ô Óò Ù¿±ô ¿²¼ Ôò Óò Ò·ô �Ú·´¿æ Ú·²»ó¹®¿·²»¼ ·²¼±±®
´±½¿´·¦¿¬·±²ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º ×ÒÚÑÝÑÓ îðïîô °°ò îîïð�îîïèò
Åîëà Óò ß®¿·ô Øò Õ¿©¿³«®¿ô ¿²¼ Õò Í«¦«µ·ô �Û¬·³¿¬·±² ±º ¦·¹¾»»ù ®·
Ю±½»»¼·²¹ ±º Í×ÝÛ
îðïðô °°ò êçê�éðïò
Åîêà Üò Ƹ¿²¹ô Çò Ô·«ô ¿²¼ Ôò Óò Ò·ô �οæ ß ®»¿´ó¬·³»ô ¿½½«®¿¬» ¿²¼ ½¿´¿¾´»
§¬»³ º±® ¬®¿½µ·²¹ ¬®¿²½»·ª»®óº®»» ±¾¶»½¬ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º л®Ý±³
îðïïô °°ò ïçé�îðìò
Åîéà Ñò Õ¿´¬·±µ¿´´·±ô Óò Þ±½½¿ô ¿²¼ Òò ﬩¿®·ô �Û²¸¿²½·²¹ ¬¸» ¿½½«®¿½§ ±º
®¿¼·± ¬±³±¹®¿°¸·½ ·³¿¹·²¹ «·²¹ ½¸¿²²»´ ¼·ª»®·¬§ô� ·² Ю±½»»¼·²¹ ±º
ÓßÍÍ îðïîò
Åîèà Òò ﬩¿®· ¿²¼ Öò É·´±²ô �Í°¿¬·¿´ ³±¼»´ º±® ¸«³¿² ³±¬·±²ó·²¼«½»¼
·¹²¿´ ¬®»²¹¬¸ ª¿®·¿²½» ±² ¬¿¬·½ ´·²µô� ×ÛÛÛ Ì®¿²¿½¬·±² ±² ײº±®³¿ó
¬·±² Ú±®»²·½ ¿²¼ Í»½«®·¬§ô ª±´ò êô ²±ò íô °°ò éçï�èðîô îðïïò
IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications
369