Mining Behavioral Groups in Large Wireless LANs
未来无线网络的一个愿景是，它们将深深地融入我们的生活，并将涉及个性化移动设备的使用。在这样的网络中的用户行为必然会影响网络性能。为了对移动网络进行建模、管理、利用和设计，必须研究和描述无线用户行为的基本结构。同样重要的是，要根据从现有部署的无线网络收集的广泛测量结果，尽可能真实地进行此类研究。在这项研究中，使用我们的系统跟踪方法，我们分析了无线用户的行为模式，广泛挖掘无线网络日志从两个主要的大学校园。我们使用位置偏好向量来表示数据，并利用无监督学习（聚类）来使用新的相似性度量对用户行为的趋势进行分类。矩阵分解技术用于识别（和区分）主要模式。虽然我们的研究结果验证了直观的重复行为趋势和用户分组，但令人惊讶的是，两所大学的用户行为存在定性的共性。我们发现超过60%的用户具有多模式用户行为，并且在两个校园中有数百个不同的群体具有独特的行为模式。主要群体的规模遵循幂律分布。我们的方法和研究结果提供了一个重要的一步，网络管理和行为感知网络协议和应用程序，仅举几例。
2007-06-30 cs.NI
Decentralized AP Selection in Large-Scale Wireless LANs Considering Multi-AP Interference
由于多个基本服务集（BSS）重叠，无线局域网（WLAN）中接入点（AP）的密集化增加了每个AP的干扰和竞争域。因此，来自目标AP处的多个同信道BSS的高干扰损害系统性能。为了提高系统性能的存在下，多BSS干扰，我们提出了一个分散的AP选择方案，考虑到在候选AP的干扰，并选择AP，提供最佳的信号干扰噪声比（SINR）。在所提出的算法中，AP选择过程分布在用户站（STA），是基于估计的SINR在下行链路中。估计下行链路中的SINR有助于捕获来自相邻BSS或AP的干扰的影响。基于模拟的大规模802.11网络，所提出的方案优于当前802.11标准中使用的最强信号优先（SSF）AP选择方案以及[3]中的平均探测延迟（MPD）AP选择算法;它在总吞吐量方面分别比SSF和MPD提高了99%和43%。在增加STA密度的同时，所提出的方案被示出为增加聚合网络性能。
2016-08-17 cs.NI
Stochastic Approximation Algorithm for Optimal Throughput Performance of Wireless LANs
无线局域网的快速改进一直是一个不断研究的领域。这一领域的大部分工作都集中在为全连接网络（没有隐藏节点）设计吞吐量优化方案。但是，我们表明，所提出的计划，虽然在完全连接的网络中执行最佳，实现显着更小的吞吐量，甚至比标准IEEE 802.11在网络中的隐藏节点。这激发了设计方案的需要，即使在隐藏节点存在时也提供接近最优的性能。现有协议在存在隐藏节点的情况下失败的主要原因是这些协议基于Bianchi开发的模型。然而，当隐藏节点存在时，该模型不成立。此外，分析具有隐藏节点的网络仍然是一个开放的问题。因此，在具有隐藏节点的网络中设计吞吐量优化方案是特别具有挑战性的。我们的方法的新颖之处在于，它不是基于任何底层的数学模型，而是直接调整控制变量，以最大限度地提高吞吐量。我们证明，这种模型独立的方法实现了最大的吞吐量在网络中的隐藏终端。除了这一重大贡献，我们提出了随机近似为基础的算法，实现加权公平的连接网络。我们还提出了一个吞吐量最优的指数退避的随机接入算法。我们证明了指数退避为基础的计划可能优于一个最佳的p-持久的计划在网络中隐藏终端。这证明了基于指数退避的随机接入方案的优点，Bianchi的结果认为这是不必要的。
2010-06-10 cs.NI
Distributed MAC Strategy for Exploiting Multi-user Diversity in Multi-rate IEEE 802.11 Wireless LANs
快速速率自适应是提高无线网络物理层原始数据速率的有效途径。然而，在当前的IEEE 802.11传统中，MAC层吞吐量由具有最低数据率的用户主导，导致带宽的未充分利用。在本文中，我们提出并分析了一种新的分布式MAC策略，称为速率感知DCF（R-DCF），利用IEEE 802.11无线局域网的速率自适应的潜力。R-DCF的关键特征是通过根据瞬时信道条件引入不同的迷你时隙，只有具有最高数据率的竞争站可以接入信道。通过这种方式，R-DCF协议不仅以完全分布式的方式利用多用户分集，而且还减少了由于冲突而导致的吞吐量损失。通过分析，我们开发了一个分析模型，得出一般的多速率无线局域网的吞吐量的R-DCF。使用分析模型，我们研究了R-DCF协议在不同的网络设置与不同的速率自适应策略和信道变化的性能。在分析的基础上，我们进一步推导出R-DCF可实现的最大吞吐量。在实际应用中，提出了一种离线自适应回退方法，在较低的运行复杂度下获得接近最优的性能。通过大量的分析和仿真，证明了R-DCF的优越性。
2007-12-14 cs.NI
VoIP over Multiple IEEE 802.11 Wireless LANs
先前的工作表明，802.11对于VoIP传输是非常低效的。802.11b和802.11g WLAN分别只能支持12和60个VoIP会话。这篇论文表明，坏消息还不止于此。当有多个WLAN在彼此附近时，已经很低的VoIP容量可能会以显著的方式被进一步侵蚀。例如，在一个5 × 5、25个小区的多WLAN网络中，802.11b和802.11g的VoIP容量分别为每个AP 1.63和10.34个会话。本文研究了几种提高VoIP容量的解决方案。基于冲突图模型，我们提出了一种基于冲突分析的呼叫接纳方案，该方案在802.11b和802.11g中分别将VoIP容量提高了52%和37%。如果11b和11g中所有三个可用的正交频率信道都被使用，则容量可以通过呼叫接纳方案几乎增加三倍。本文还首次提出使用粗粒度时分多址（CoTDMA）结合基本的802.11 CSMA，以消除性能下降的暴露节点和隐藏节点的问题。我们发现，CoTDMA可以进一步增加VoIP容量的多WLAN的情况下，额外的35%。
2007-12-13 cs.NI
Multi-Round Contention in Wireless LANs with Multipacket Reception
多包接收（MPR）已被认为是一种强大的随机接入无线局域网（WLAN）的容量增强技术。与所有随机接入协议一样，无线信道在MPR WLAN中通常未得到充分利用。在本文中，我们提出了一种新的多轮竞争随机接入协议来解决这个问题。这项工作补充了现有的基于单轮竞争的随机接入方法。在所提出的方案中，站被给予多个竞争信道的机会，直到有足够数量的"获胜”站可以共享MPR信道用于数据分组传输。这里的关键问题是确定停止争用过程和开始数据传输的最佳时间。该解决方案对应于找到信道利用率和竞争开销之间的所需权衡。在本文中，我们进行了严格的分析，以最佳停止理论的最佳策略的特点。一个有趣的结果是，最佳停止策略是一个简单的基于阈值的规则，一旦获胜站的总数超过某个阈值，就停止竞争过程。与传统的单轮竞争协议相比，当信道的MPR能力为小到中等时，多轮竞争方案显著地提高了信道利用率。同时，该计划自动回落到单轮竞争时，MPR能力是非常大的，在这种情况下，由于随机接入的吞吐量惩罚已经很小，即使与单轮竞争。
2010-06-22 cs.NI
STiCMAC: A MAC Protocol for Robust Space-Time Coding in Cooperative Wireless LANs
中继辅助协作无线通信已经被证明具有显着的性能增益超过传统的直接传输方案。与基于单中继的协作方案相比，利用多中继进一步提高了传输的可靠性和速率。分布式空时编码（DSTC）作为利用多个中继的方案之一，需要中继之间的紧密协调，并且在具有移动性的分布式环境中表现不佳。在本文中，一个合作的媒体访问控制（MAC）层协议，称为\emph{STiCMAC}，设计，允许多个中继在同一时间在IEEE 802.11网络中进行传输。该传输基于一种称为\emph{randomized distributed space-time coding}（\emph{R-DSTC}）的新型DSTC方案，该方案需要最少的协调。与传统的合作方案，选择具有良好的链路的节点，\emph{STiCMAC}选择一个\emph{transmission mode}，可以最大限度地提高端到端的数据率。任何从源正确接收的站都可以充当中继并参与转发。MAC协议以完全分散的方式实现，并且能够在运行中适时地招募中继，从而使其\emph{robust}适应信道变化和用户移动性。仿真结果表明，该算法在移动环境下，网络容量和时延性能都有很大提高。
2011-09-21 cs.NI
Dynamic Sounding for Multi-User MIMO in Wireless LANs
消费电子（CE）设备越来越依赖于无线局域网（WLAN）。下一代WLAN将继续利用多天线系统来满足对WLAN系统容量的不断增长的需求。多输入多输出（MIMO）天线系统提高了频谱效率和单用户吞吐量。多用户MIMO（MU-MIMO）系统利用用户的空间分离来增加总吞吐量。在MU-MIMO系统中，有效的信道探测对于实现最佳性能至关重要。本文中的系统分析提供了深入了解在执行信道探测的速率。本文证明了单用户发射波束成形（SU-TxBF）和MU-MIMO存在最佳探测间隔，并提出了一种低复杂度的MU-MIMO WLAN部署动态探测方法。该方法根据给定无线电环境下的实时学习结果自适应地调整探测间隔。使用真正的空中信道测量，显着的吞吐量提高（高达31.8%），通过采用建议的动态探测方法，这是符合IEEE 802.11ac。
2018-12-04 cs.NI eess.SP
Coordinating Interfering Transmissions in Cooperative Wireless LANs
在本文中，我们提出了一个合作的媒体访问控制（MAC）协议，该协议是专为物理层，可以解码干扰传输在分布式无线网络。所提出的协议主动强制两个独立的数据包传输干扰的控制和合作的方式。该协议确保当节点期望发送单播分组时，无论目的地如何，它都以最小的开销与中继节点协调，以便通过无线信道与第三节点并发地发送。中继负责允许来自两个选定节点的数据包干扰，只有当所需的数据包可以在适当的目的地解码，并增加了合作传输的总速率。如果这不可行，则采用经典的协作或直接传输。为了使分布式的，不协调的，和自适应操作的协议，中继选择机制的介绍，以便最佳的中继是动态选择，并根据信道条件。该协议最重要的优点是，干扰传输可以起源于两个MBMS的完全独立的单播传输。我们提出的仿真结果验证了我们所提出的方案的吞吐量和延迟方面的功效。
2011-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Deep Reinforcement Learning-Based Channel Allocation for Wireless LANs with Graph Convolutional Networks
Kyoto University（京都大学）
去年，IEEE 802.11极高吞吐量研究组（EHT Study Group）成立，以发起对IEEE 802.11新特性的讨论。EHT研究小组讨论了无线局域网（WLAN）中接入点（AP）的协调控制方法。本研究提出了一种使用图卷积网络（GCN）的基于深度强化学习的信道分配方案。作为一种深度强化学习方法，我们使用了一种著名的方法双深度Q网络。在密集部署的无线局域网中，AP的可用拓扑结构的数量是非常高的，因此，我们提取的拓扑结构的特征的基础上GCN。我们将GCN应用到竞争图中，其中在其载波侦听范围内的AP被连接以提取载波侦听关系的特征。此外，为了提高学习速度，特别是在学习的早期阶段，我们采用了基于博弈论的方法来收集独立于神经网络模型的训练数据。仿真结果表明，与现有的方法相比，该方法可以适当地控制信道。
2019-05-17 cs.LG cs.NI eess.SP
Spatial fairness in linear wireless multi-access networks
多址接入网络在吞吐量方面可能表现出严重的不公平性。最近的研究表明，这种不公平是由于邻域结构的局部差异：邻居较少的节点获得更好的访问。我们研究了饱和线性网络中的不公平性，并通过适当地选择节点的激活率作为邻居数目的函数，采用多址接入CSMA协议来完全消除不公平性。然后，我们调查的后果，这种选择的激活率的网络平均饱和吞吐量，我们表明，这些速率表现良好，在非饱和设置。
2010-04-07 cs.NI math.PR
Sustainable Throughput of Wireless LANs with Multi-Packet Reception Capability under Bounded Delay-Moment Requirements
随着宽带无线服务的迅速普及，了解通过无线局域网（WLAN）发送数据的速度是至关重要的。由于Bianchi的开创性工作之后的大量研究，饱和流量条件下的WLAN吞吐量已经得到了很好的理解。相比之下，以前的调查吞吐量性能在不饱和的业务条件下，主要是基于现象学的观察，这导致一个常见的误解，WLAN可以支持的业务负载高达饱和吞吐量，如果不是更高，在非饱和条件下。在本文中，我们表明，通过严格的分析，这种误解可能会导致不可接受的服务质量：平均分组延迟和延迟抖动可能接近无穷大，即使当流量负载是远远低于饱和吞吐量。因此，在非饱和条件下，饱和吞吐量不是WLAN容量的可靠度量。为了弥补这一差距，我们定义了安全有界的平均延迟（SBMD）吞吐量和安全有界的延迟抖动（SBDJ）吞吐量，反映了实际的网络容量用户可以享受时，他们需要有限的平均延迟和延迟抖动，分别。我们早期的工作证明，在一个WLAN与多包接收（MPR）能力，饱和吞吐量的尺度与网络的MPR能力超线性。本文将调查扩展到非饱和的情况下，并表明超线性缩放也适用于SBMD和SBDJ吞吐量。我们的研究结果在这里完成的演示MPR作为一个强大的容量增强技术的WLAN在饱和和非饱和条件下。
2010-06-22 cs.NI cs.PF
Token-DCF: An Opportunistic MAC protocol for Wireless Networks
IEEE 802.11 DCF是目前在无线局域网中使用的MAC协议。802.11 DCF由于两种类型的开销而效率低下：信道空闲时间和冲突时间。本文提出了一种有效的MAC协议的设计和性能评估的无线网络，称为令牌DCF。令牌DCF减少了空闲时间和冲突时间。在令牌DCF中，每个站点通过偷听无线介质上传输的分组来跟踪相邻链路的队列长度。然后使用结果来向网络站分配特权。特权站不遵循退避机制，并且在信道被感测到空闲之后立即发送。仿真结果表明，与802.11 DCF相比，Token-DCF可以显著提高信道利用率、系统吞吐量和信道接入延迟。
2012-02-02 cs.NI
An Overview of Wireless Local Area Network (WLAN)
无线通信是科学和技术的应用，对现代生活至关重要。从早期的收音机和电话到现在的手机和笔记本电脑等设备，访问全球网络已经成为我们生活中最基本和不可或缺的一部分。无线通信是一个不断发展的领域，未来在这个领域有很多可能性。对该领域未来的一个期望是，可以开发设备以支持具有更高数据率和更高安全性的通信。这一领域的研究表明，支持这种通信能力的主要手段是使用无线局域网。随着无线局域网在全球范围内的部署越来越多，了解不同的技术并选择最合适的技术对我们来说越来越重要。本文对现有的无线局域网技术及其存在的问题进行了详细的研究，对无线局域网的定义、无线局域网的需求、无线局域网的发展历史、无线局域网的优势进行了简要的描述，并对学术界在无线局域网方面的相关工作、无线局域网技术、无线局域网面临的风险和攻击进行了综述，最后提出了今后研究的重点。
2013-03-08 cs.CR cs.NI
User-Access Point Association for High Density MIMO Wireless LANs
研究高密度WLAN中通过用户-AP关联实现UL-MIMO吞吐量潜力的问题，提出基于改进Kuhn-Munkres算法的图匹配方法最优分配STA以最大化总吞吐量效用，仿真显示相比多种算法获得显著增益。
2024-08-26 cs.IT cs.NI math.IT
Stub Wireless Multi-hop Networks using Self-configurable Wi-Fi Basic Service Set Cascading
无线互联网接入的增长趋势已经由IEEE 802.11推动。然而，应用场景仍然受到其短无线电范围的限制。存根无线多跳网络（WMN）是一个强大的，灵活的，和成本效益的解决方案的问题。然而，通常它们由单个无线电网状节点形成，并且遭受隐藏节点、不公平性和可扩展性问题。我们提出了一个简单的多无线电，多信道的WMN解决方案，命名为Wi-Fi网络基础设施扩展-双无线电（WiFIX-DR），以克服这些问题。WiFIX-DR重用IEEE 802.11内置的机制和信标，以形成一个存根WMN作为一组可自配置的互连基本服务集（BSS）。实验结果表明，所提出的解决方案相比，单无线电无线网状网的可扩展性提高。
2016-11-29 cs.NI
Analysis of 802.11b MAC: A QoS, Fairness, and Performance Perspective
近年来，无线局域网取得了巨大的增长。在各种无线LAN技术中，基于IEEE 802.11b的无线LAN技术可以被引用为当今最突出的技术。尽管802.11b被广泛部署，但它还不能被称为一种成熟的技术。虽然802.11 b是足够的基本连接和分组交换，很明显，有足够的空间，其改善领域，如服务质量，公平性，性能，安全性等，在这份调查报告中，我们确定并认为，802.11 b网络的媒体访问控制器是这些改进的主要领域。为了阐明我们的主张，我们强调了一些与802.11b MAC相关的服务质量、公平性和性能问题。我们还描述和分析了一些目前的研究，旨在解决这些问题。然后，我们提出了一种新的方案，称为智能冲突避免，寻求提高MAC，以解决802.11b和类似网络的一些性能问题。
2004-11-08 cs.NI
Distributed Fair Scheduling Using Variable Transmission Lengths in Carrier-Sensing-based Wireless Networks
IEEE 802.11无线网络（包括无线局域网和Ad-hoc网络）的公平性由于MAC竞争和动态性的随机性和复杂性而难以预测和控制。此外，不对称的信道条件，如捕获和信道错误所造成的，往往会导致站之间的严重不公平。在本文中，我们提出了一种新的分布式调度算法，我们称之为VLS，为“{ \em可变长度调度}”，提供加权公平的所有站点，尽管MAC层和物理信道的缺陷。VLS的独特功能包括使用基于分布式观测的可变传输长度，与802.11的竞争窗口算法的兼容性，在时变无线环境中实现高吞吐量的机会主义调度，以及灵活性和易于实现。此外，VLS使每个站的吞吐量更平滑，这对视频和语音等实时应用很有吸引力。虽然本文主要假设了802.11协议，但该思想通常适用于基于载波侦听多址接入（CSMA）的无线网络。
2007-12-12 cs.NI
Implementation and Experimental Evaluation of a Collision-Free MAC Protocol for WLANs
冲突是无线局域网中吞吐量下降的主要原因。这些网络的当前争用机制基于随机退避策略，以避免与其他发射机的冲突。尽管它可以降低冲突的概率，但随机退避会阻止用户实现无冲突调度，从而更有效地使用信道。通过在成功传输后等待确定性定时器来修改竞争机制，用户将能够在成功的竞争者之间构建无冲突调度。这项工作显示了一个无冲突的MAC（CF-MAC）协议的无线局域网使用商业硬件和开放固件的无线网卡，这是能够支持许多用户的实验结果。测试结果表明，建议CF-MAC协议导致更好的分配用户之间的可用带宽，更高的吞吐量和更低的损失比未修改的WLAN客户端使用传统的固件。
2014-10-29 cs.NI
Reusing Wireless Power Transfer for Backscatter-assisted Relaying in WPCNs
用户协作是解决无线供电通信网络（WPCN）中严重的远近用户不公平问题的有效技术。在本文中，我们考虑一个WPCN，其中两个合作的无线设备（WD）首先从混合接入点（HAP）收获无线能量，然后将其信息传输到HAP。具有较强WD到HAP信道的WD帮助中继其他较弱用户的消息。特别是，我们利用在无线能量传输阶段，其中较弱的用户反向散射接收到的能量信号，以被动的方式将其信息发送到中继用户的环境反向散射通信的使用。通过这样做，中继用户可以重新使用能量信号用于同时的能量收集和信息解码（例如，使用能量检测器）。与传统WPCN中的主动信息传输相比，该方法有效地节省了协作过程中弱用户在信息传输上所消耗的能量和时间。与建议的后向散射辅助中继方案，我们共同优化的时间和功率分配的无线能量和信息传输，以最大限度地提高共同的吞吐量。具体来说，我们推导出最优解的半封闭形式的表达式，并提出了一个低复杂度的优化算法来解决联合优化问题。通过与一些有代表性的基准方法进行比较，我们在广泛的网络设置下进行了仿真，并证明了所提出的合作方法有效地提高了WPCN的吞吐量性能。
2020-01-03 cs.NI
Achieving AoI Fairness in Spatially Distributed Wireless Networks: From Theory to Implementation
本文设计并实现了基于IEEE 802.11的WiFair随机接入协议，以缓解无线网络中信息年龄的空间不公平性，在SDR测试平台上的实验表明，该协议在拥塞和未拥塞场景下均显著降低了平均和峰值AoI，并保持了鲁棒性。
2024-08-28 cs.NI
Backscatter-assisted Relaying in Wireless Powered Communications Network
研究了一种新的两用户无线供电通信网络（WPCN）中的协作方法，其中一个混合接入点（HAP）向两个分布式无线设备（WD）广播无线能量，而WD使用收集的能量向HAP发送各自独立的信息。为了解决WPCN中由远近效应引起的用户不公平问题，我们允许具有较强WD到HAP信道的WD使用其收集的部分能量来帮助将其他较弱用户的信息中继到HAP。特别是，我们利用在无线能量传输阶段的反向散射通信的使用，使帮助中继用户可以收获能量，并同时从较弱的用户接收信息。我们得到最大的共同吞吐量性能，通过联合优化的时间持续时间和功率分配的无线能量和信息传输。我们的仿真结果表明，后向散射辅助的合作方案可以有效地提高吞吐量公平性能的WPCN。
2018-07-14 cs.NI eess.SP
Wireless Congestion Control Protocol For Multihop Ad Hoc Networks
传统的TCP拥塞控制机制在IEEE 802.11 MAC协议应用于多跳Ad hoc网络时，遇到了许多新的问题，性能受到影响。许多问题是由于MAC层的介质争用造成的。本文首先说明了严重的介质竞争和拥塞是紧密耦合的，TCP的拥塞控制算法粒度过粗，导致吞吐量不稳定和过长的延迟。进一步，我们说明了TCP的严重的不公平性问题，由于介质竞争和总吞吐量和公平性之间的权衡。然后，基于新的使用信道繁忙率，一个更准确的度量来表征网络的利用率和拥塞状态，我提出了一个新的无线拥塞控制协议（WCCP），有效地和公平地支持多跳ad hoc网络中的传输服务。在该协议中，沿业务流的每个转发节点执行节点间和节点内的公平资源分配，并相应地确定MAC层反馈。端到端的反馈最终由流中的瓶颈节点决定，并被带回到源以控制其发送速率。大量的仿真结果表明，WCCP显着优于传统的TCP的信道利用率，延迟和公平性，并消除饥饿问题。
2010-02-08 cs.NI
Joint AP Association and PCS Threshold Selection in Dense Full-duplex Wireless Networks
联合接入点（AP）关联和物理载波侦听（PCS）阈值选择具有在高竞争、干扰和自干扰（SI）受限的传输下改善高密度无线LAN（WLAN）中的性能的潜力。使用随机几何工具，用户和AP位置是空间点过程的独立实现。考虑到信道接入协议的固有影响，吞吐量的空间密度（SDT），这取决于信道接入概率和覆盖率，推导出的性能目标。利用网络的空间统计，吞吐量效用最大化问题，制定寻求AP关联和PCS阈值选择策略，共同最大化SDT。分析推导了AP关联和PCS门限选择策略，并给出了数值求解算法。在涉及全双工（FD）节点的模拟场景下，优化AP关联可以在大规模无线网络中从低到高的节点密度下获得性能增益。考虑PCS阈值选择优化联合AP关联，以提高性能，有效地分离并发传输的空间。结果表明，AP关联在FD无线局域网组用户到最小的竞争域和PCS阈值优化降低了干扰域的用户组的额外的性能增益。
2021-04-28 cs.IT cs.NI math.IT
User Cooperation for Enhanced Throughput Fairness in Wireless Powered Communication Networks
研究了无线供电通信网络（WPCN）中一种新的用户协作方法，即一对分布式终端用户首先从一个能量节点（EN）广播的无线能量中获取能量，然后利用所获取的能量协作向目的节点（DN）发送信息。特别地，两个协作用户彼此交换它们的独立信息以形成虚拟天线阵列并且联合地向DN发送。通过允许每个用户分配其收集的能量的一部分来发送其他的信息，所提出的合作可以有效地缓解WPCN中的用户不公平问题，其中用户可能由于差的能量收集性能和高数据传输消耗而遭受非常低的数据率。通过优化无线能量传输、用户消息交换和联合信息传输的时间分配，我们得到了合作方案所实现的最大公共吞吐量。通过与一些有代表性的基准方案的比较，我们的结果表明，所提出的用户合作在提高吞吐量性能在不同的设置下的有效性。
2016-10-28 cs.IT cs.NI math.IT
Proportional Fairness in Multi-channel Multi-rate Wireless Networks-Part I: The Case of Deterministic Channels
这是两部分论文系列的第一部分，研究使用比例公平（PF）效用函数作为多信道多速率无线网络中容量分配和调度的基础。第一部分的贡献有三个方面。(i)首先，我们为PF奠定了理论基础，具体地，我们给出了PF的基本属性和物理/经济解释。我们通过一般的数学论证表明，PF导致平等的通话时间分配给用户的单通道的情况下;以及对于多信道情况向用户分配相等的等效通话时间，其中用户所享受的等效通话时间是用户在所有频道上所享受的通话时间的加权和，频道的权重是该频道的价格或价值。我们还建立了PF解决方案的帕累托效率。(ii)其次，我们推导出PF解决方案的特点，是有用的PF优化算法的建设。我们提出了几个PF优化算法，包括一个快速算法，是适合并行实现。(iii)第三，我们研究了使用PF效用的容量分配在大规模的WiFi网络，包括许多相邻的无线局域网。我们发现，PF解决方案同时实现更高的系统吞吐量，更好的公平性，和较低的中断概率相对于默认的解决方案，今天的802.11商业产品。本文系列的第二部分将我们的研究扩展到时变信道的情况，其中用户在信道上享受的数据率随时间动态变化
2008-02-22 cs.IT cs.NI cs.PF
On the Fairness Performance of NOMA-based Wireless Powered Communication Networks
远近效应导致无线供电通信网络（WPCN）中严重的吞吐量不公平。在本文中，我们利用非正交多址接入（NOMA）技术，并提出了一个公平意识的NOMA调度方案，以减轻远近效应，提高最大-最小公平性。具体来说，我们排序的所有用户根据他们的信道条件，并将它们分为两组，干扰组与高信道增益和非干扰组与低信道增益。发电站（PS）与干扰组中的用户的数据传输同时发送能量信号。因此，非干扰组中的用户可以收获更多的能量并实现更高的吞吐量，而干扰组中的用户由于来自PS的干扰信号而降低其性能。然后，我们应用顺序统计理论分析有序用户的可达速率，在此基础上，所有的用户进行适当的NOMA传输分组，以实现系统的最大-最小公平性。同时，推导了确定每个组中用户集合的最佳干扰用户数。我们的仿真结果验证了显着改善网络公平性和吞吐量通过公平意识的NOMA为基础的调度方案。
2019-06-01 cs.IT cs.NI math.IT
Ensuring Predictable Contact Opportunity for Scalable Vehicular Internet Access On the Go
随着支持媒体的手持设备及其与车载娱乐系统的集成的日益普及，移动用户对高数据速率服务的需求显而易见。这种不断增长的数据需求不断超过蜂窝网络在经济上所能支持的范围。大规模无线局域网（WLAN）可以提供这样的服务，但部署和维护成本很高。另一方面，开放式WLAN接入点不需要新的部署，但只能提供机会性服务，缺乏任何性能保证。相比之下，精心规划的路边WiFi稀疏部署为移动用户提供了具有服务质量保证的经济可扩展基础设施。在本文中，我们提出了一个新的指标，称为联系机会，密切模型的数据服务质量，移动用户可能会遇到的驾驶时，通过系统。然后，我们提出了有效的部署算法，以最大限度地减少成本，以确保所需的接触机会。通过考虑各种动态元素，我们进一步将此概念和部署技术扩展到一个更直观的度量标准-平均吞吐量。在一个真实的道路网络和实验结果的模拟表明，我们的方法实现了显着更好的成本与吞吐量权衡在最坏的情况下和平均情况下相比，一些常用的部署算法。
2014-01-04 cs.NI
5GLoR: 5G LAN Orchestration for enterprise IoT applications
5G-LAN是一种企业局域网（LAN），利用5G技术实现无线连接，而不是WiFi。5G技术是独一无二的：它使用网络切片来区分相同流量类别中的客户，并在RF域中使用新的QoS技术。大多数企业LAN不支持这种独特的功能，它们主要依赖于区分流量类别而不是客户的DiffServ-like技术。我们首先表明，5G网络和LAN之间的QoS不匹配会影响LAN驻留分析应用程序的洞察力的准确性。我们系统地分析了QoS不匹配的根本原因，并提出了一种第一种5G-LAN协调器（5GLoR）。5GLoR是一种中间件，应用程序可以使用它来通过企业LAN保留其5G数据流的QoS。5GLoR会定期分析队列的状态，为应用提供合适的DSCP标识，并安装相关的交换机重写规则（以更改交换机之间的DSCP标识），以持续保持5G数据通过LAN的QoS。对于WebRTC应用，5GLoR将RTP帧级延迟和帧间延迟分别提高了212%和122%。此外，使用5GLoR，两个示例应用（人脸检测和识别）的准确性提高了33%，而延迟减少了约25%。我们的实验表明，与MEC上的相同应用程序相比，5G-LAN上的应用程序的性能（准确性和延迟）与所提出的5GLoR表现良好。这一点很重要，因为5G-LAN为应用程序提供的计算、网络和存储资源比资源受限的MEC多一个数量级，并且成熟的企业技术可以用于部署、管理和更新物联网应用程序。
2023-02-08 cs.NI
Location, location, location: Border effects in interference limited ad hoc networks
无线网络从根本上受到接收信号强度及其固有干扰的限制。它示出在这里，在有限的ad hoc网络中，节点的位置是根据泊松点过程建模，没有载波侦听用于介质访问，由位于网络部署/操作区域的边界的节点接收的SINR平均大于其余的。这主要是由于这种网络的不均匀的干扰景观，这是特别好的边界节点引起的各种性能不均匀性和接入不公平。使用随机几何工具，我们量化这些空间变化，并提供封闭形式的通信理论的结果，显示为什么接收器的位置是如此重要。
2015-04-08 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Aware Optimization and Mechanism Design for Cellular Device-to-Device Local Area Networks
在设备到设备（D2D）局域网（LAN）中，移动用户（MU）必须协作以从无线蜂窝网络下载公共实时内容。然而，在蜂窝网络上维持这样的D2D LAN需要引入将激励MU合作的机制。本文研究了蜂窝网络上的能量感知D2D LAN形成问题。使用博弈论框架来制定该问题，其中每个MU寻求在积极参与D2D LAN的同时使其能量消耗最小化。针对MU的自私行为，提出了一种惩罚和激励机制，以保证MU之间的协作。在该机制中，提出了一种估计算法来模拟D2D局域网的形成过程，然后调整机制参数来维持协作。仿真结果表明，该框架可以提高能源效率高达36%，相对于传统的组播场景。
2016-01-25 cs.GT cs.IT cs.NI
Coverage Analysis for UAV-Assisted Cellular Networks in Rural Areas
尽管农村地区的覆盖增强是下一代无线网络（即，5G和6G），低预期利润阻止了电信提供商在人口稀少的地区投资。因此，需要设计和部署具有成本效益的替代方案，将蜂窝基础设施扩展到这些地区。一个具体的数学模型，表征和清楚地捕捉上述问题可能是一个关键的推动力，研究任何潜在的解决方案的效率。不幸的是，通常使用的数学工具，模型大规模无线网络的目的是不捕捉不公平，在蜂窝覆盖方面，遭受郊区和农村地区。事实上，在大城市中，蜂窝部署基本上是容量驱动的，因此蜂窝基站密度在市中心最大，并且在远离市中心时下降。在本文中，一个新的随机几何为基础的模型，以显示覆盖的空间变化之间的城市，郊区和郊区的定居点。事实上，通过实施非齐次泊松点过程（PPP），它是可能的，以研究在一个现实的情况下，地面基站（TBS）聚集在城市中心周围，而外部空中基站（ABS）均匀分布在城市禁区外的性能指标。在此基础上，我们的模拟结果可以量化的改善，在覆盖概率方面，即使是一个令人惊讶的低密度的ABS可以带来周边地区取决于禁区的延伸，使我们能够得出有见地的考虑。
2021-03-25 cs.CG cs.NI
