Goodput Maximization in Cooperative Networks with ARQ
在本文中，平均成功吞吐量，即，研究了瑞利衰落环境下编码3节点协作网络的有效吞吐量。假设在网络中采用简单的自动重传请求（ARQ）技术，使得错误接收的码字被重传直到成功递送。假设继电器工作在放大转发（AF）或解码转发（DF）模式。在这些假设下，描述了重传机制和协议，并确定了成功发送信息所需的平均时间。随后，制定了AF和DF中继的有效吞吐量。的权衡和有效吞吐量，传输速率和中继位置之间的相互作用进行了研究，并确定最佳策略。
2011-01-14 cs.IT math.IT
Coding Versus ARQ in Fading Channels: How reliable should the PHY be?
研究了瑞利块衰落信道中信道编码和自动重传请求（ARQ）的折衷。重编码系统对应于具有很少ARQ重传的低传输速率，而较轻编码对应于较高传输速率但更多重传。最佳的错误概率，其中最佳是指最大化的平均成功的吞吐量，推导出并示出为一个递减函数的平均信号-噪声比和信道分集阶。这项工作的一般结论是，最佳错误概率相当大（例如，10%或更大），并且以非常小的错误概率操作可能导致显著降低的吞吐量。即使考虑到诸如延迟约束和确认反馈错误等许多实际ARQ考虑，该结论也成立。
2010-03-30 cs.IT math.IT
Age of Information under Source-Aware Truncated ARQ in Multi-Source Wireless Status Updating
本文研究了多源无线物联网状态更新系统中截断自动重传请求协议下的信息时效性，提出了一种源感知截断ARQ方案，通过差异化最大传输次数优化信息年龄分布和能耗。
2026-04-25 cs.IT math.IT
On the Performance of NOMA with Hybrid ARQ
本文研究了混合自动重传请求与追赶合并（HARQ-CC）辅助下行非正交多址（NOMA）系统的中断性能。首先得到了个体中断概率和分集增益的封闭表达式。基于开发的分析中断概率，最小重传次数和发射功率分配系数之间的权衡，然后提供了一个给定的目标速率。所提供的模拟结果证明了开发的分析结果的准确性。此外，它表明，NOMA结合HARQ-CC可以实现一个显着的优势时，只有平均信道状态信息是已知的发射机。特别地，通过利用HARQ-CC，可以有效地改善NOMA系统中具有较小发射功率的用户的性能。
2018-07-10 cs.IT math.IT
ARQ Diversity in Fading Random Access Channels
采用跨层优化方法设计对称随机接入无线系统。代替传统的碰撞模型，一个更真实的物理层模型被认为是。基于此模型，一个增量冗余自动重传请求（IR-ARQ）方案，定制，以共同打击冲突，多径衰落，和加性噪声的影响，开发。分析了该方案在满载队列下的分集-复用-延迟折衷（DMDT），并与Gallager树冲突解决算法和Tsatsanis等人的网络辅助分集多址（NDMA）协议进行了比较.然后用随机到达的队列模型代替满载队列模型，在此模型下比较了这些协议的稳定域、平均时延和分集增益。总的来说，我们的分析和数值结果建立了所提出的IR-ARQ方案的优越性，并揭示了一些重要的见解。例如，对于给定的总吞吐量，通过最大化某个用户发送新数据包的概率并最小化每个用户使用的传输速率，可以优化性能。
2006-10-17 cs.IT math.IT
ARQ Security in Wi-Fi and RFID Networks
在本文中，我们提出了两个实用的基于ARQ的安全方案的Wi-Fi和RFID网络。我们提出的方案，分别提高了这些网络的机密性和真实性功能。这两种方案都基于相同的思想;通过利用合法节点和潜在对手所经历的多径衰落之间的统计独立性，建立密钥，然后不断更新。这两种方案的连续密钥更新属性使它们能够抵御所有的被动窃听攻击和大多数目前已知的针对Wi-Fi或RFID网络的主动攻击。然而，每个方案都是量身定制的，以最好地满足其各自范式的要求。在Wi-Fi网络中，我们覆盖而不是完全取代当前的Wi-Fi安全协议。因此，我们的Wi-Fi方案可以通过对IEEE 802.11标准的微小修改来容易地实现。另一方面，所提出的RFID方案引入了第一个可证明安全的低成本RFID认证协议。所提出的方案施加的吞吐量安全权衡，通过我们的分析和实验结果，是实际上可以接受的。
2010-10-15 cs.CR cs.IT math.IT
On the Throughput of Secure Hybrid-ARQ Protocols for Gaussian Block-Fading Channels
本文的重点是一个信息理论研究的可靠的数据包通信的重传协议下的保密性约束。重新访问的混合自动重传请求（HARQ）协议的块衰落窃听信道，其中两个合法的用户在块衰落信道中的存在下，一个被动的窃听者拦截的传输通过一个独立的块衰落信道进行通信。在该模型中，发射机经由无差错公共信道从合法接收机获得1比特ACK/NACK反馈。通过联合考虑信道编码、保密编码和重传协议，研究了安全HARQ协议的可靠性和保密性。特别是，基于良好的Wyner码序列的重复时间分集（RTD）和增量冗余（INR）协议的错误和保密性能进行了研究，这确保了机密消息被成功解码的合法接收机，并保持在一个给定的信道实现集的窃听者完全无知。本文首先说明了存在一个良好的速率兼容的Wyner码族，确保安全的INR协议。接下来，两种类型的中断概率，连接中断和保密中断概率的定义，以表征合法通信链路的可靠性和相对于窃听者的链路的机密性之间的权衡。对于一个给定的连接/保密中断概率对，安全HARQ协议的可实现的吞吐量块衰落信道。最后，渐近分析和数值计算表明HARQ协议的吞吐量和保密性的好处。
2007-12-26 cs.IT math.IT
Analysis of Fixed Outage Transmission Schemes: A Finer Look at the Full Multiplexing Point
本文研究的传输方案的性能，具有增加的平均SNR的速率，同时保持一个固定的中断概率。这与关注于增加速率和降低中断概率的经典Zheng-Tse分集复用折衷（DMT）相反。三种不同的系统进行了探讨：天线分集系统，时间/频率分集系统，和自动重传请求（ARQ）系统。为了准确地研究固定中断设置中的性能，必须超越粗略的渐进复用增益度量。在天线分集和时间/频率分集的情况下，对高SNR中断容量（即，复用增益加上功率/速率偏移）准确地描述了性能并显示了分集的非常显著的益处。ARQ也被认为是提供了一个显着的性能优势，但即使是一个仿射近似中断容量是无法捕捉这种优势和中断容量必须直接研究在非渐近制度。
2007-10-08 cs.IT math.IT
Benefit of Delay on the Diversity-Multiplexing Tradeoffs of MIMO Channels with Partial CSI
本文重新审视了著名的多天线，块瑞利衰落信道的速率和可靠性之间的基本权衡在高信噪比（SNR）制度时（i）发射机有机会（无噪声）每相干间隔的因果信道状态信息（CSI）和（ii）软解码延迟连同最坏情况下的延迟保证是可以接受的。这项工作的一个关键发现是，在可靠性的实质性改善，可以实现一个非常短的预期延迟和稍长（但有界）的最坏情况下的解码延迟保证在通信系统中，发射机有机会甚至一个比特的因果CSI的每个相干间隔。虽然在精神上类似于最近关于基于自动重传请求（ARQ）的通信系统的工作，其中解码失败在发射机处是已知的并且导致重传，但是这里发射边信息纯粹基于CSI。这里报道的研究结果还提供了进一步的支持，一个新兴的理解，解码延迟（相关的吞吐量）和码字块长度（相关的编码复杂性和延迟）是明显不同的设计参数，可以调整控制可靠性。
2007-07-14 cs.IT math.IT
Physical Layer Security-Aware Routing and Performance Tradeoffs in Ad Hoc Networks
物理层安全技术在adhoc网络中的应用近年来引起了学术界的广泛关注。然而，现有的研究主要集中在单跳和两跳网络的情况下，和通信服务质量（QoS）的下降所造成的提高安全性方面的代价在很大程度上是没有调查。作为解决这些问题的一个步骤，本文探讨了物理层的安全感知路由和性能权衡在多跳ad hoc网络。具体来说，对于任何给定的端到端路径，我们首先推导出其连接中断概率（COP）和保密中断概率（SOP）的封闭形式，这分别作为通信QoS和传输安全的性能指标。基于封闭形式的表达式，我们然后研究了安全QoS权衡，以最小化COP（分别）。SOP）以该SOP为条件（分别为COP）是有保障的。通过对给定路径的分析，我们进一步提出了一种分布式的路由算法，该算法可以实现任意一对源节点和目的节点的最优性能折衷。最后，仿真和数值结果验证了我们的理论分析的效率，以及说明的安全QoS权衡和路由性能。
2017-05-15 cs.CR cs.IT cs.PF
Capacity of Cellular Wireless Network
无线网络容量的早期定义，例如，确切的理论结果已知的传输或传输容量非常适合于adhoc网络，但不能直接应用于蜂窝无线网络，在蜂窝无线网络中，大规模基站（BS）协调是不可能的，并且SINR模型下的重传/ARQ是通用特征。在本文中，蜂窝无线网络中，基站位置和移动用户（MU）的位置分布作为独立的泊松点过程被认为是，每个MU连接到最近的BS。利用ARQ，在SINR模型下，分组传输的有效下行链路速率是预期延迟（直到成功所需的重传次数）的倒数，在利用BS密度对其进行缩放之后，我们将其用作我们的网络容量定义。精确表征蜂窝无线网络的这种自然容量度量。示出的容量首先增加多项式与BS密度在低BS密度制度，然后规模逆指数与BS密度的增加。两个不同的上限推导出的低和高BS密度制度相关。一个单一的功率控制策略，以实现在这两个政权的上限。这个结果是从根本上不同于众所周知的能力的结果，如运输和传输容量的规模作为（高）BS密度的平方根的自组织网络。我们的研究结果表明，强的时间相关性的SINR与PPP分布的BS位置是有限的，在蜂窝无线网络中的高BS密度制度的可实现的容量比以前认为的要小得多。我们的分析的副产品表明，具有重传的ALOHA策略的容量为零。
2017-04-18 cs.IT math.IT
Scaling Law Tradeoff Between Throughput and Sensing Distance in Large ISAC Networks
本文研究自组织ISAC网络中通信与感知性能的基本权衡，通过提出可实现方案并证明逆命题，刻画吞吐量与感知距离的最优缩放律权衡，结果对随机衰落网络成立且自由缩放传输参数无法改善权衡。
2025-02-14 cs.IT math.IT
Real-Time Remote Estimation with Hybrid ARQ in Wireless Networked Control
本文面向 LTI 动态系统提出基于 HARQ 的实时远程估计框架，通过联合估计质量与重传次数优化在线传输策略，证明最优策略的切换结构并给出低复杂度次优方案。
2019-03-28 cs.IT cs.SY eess.SY
Overlaid Cellular and Mobile Ad Hoc Networks
在使用频分双工的蜂窝系统中，不断增长的互联网业务导致上行链路和下行链路业务的不平衡，从而导致上行链路频谱利用率低下。为了解决这个问题，本文考虑覆盖一个ad hoc网络的蜂窝上行链路网络，以提高频谱利用率和空间复用效率。分析了覆盖网络的传输容量，定义为在中断约束下的自组织节点和移动用户的最大密度。使用随机几何工具，覆盖网络的容量权衡曲线是线性的。基于频率分离的重叠网络比基于空间分离的重叠网络具有更高的网络容量。此外，空间多样性，以提高网络容量。
2008-06-28 cs.IT math.IT
On the Tradeoffs of Implementing Randomized Network Coding in Multicast Networks
随机网络编码（RNC）大大降低了在大规模异构网络中实现网络编码的复杂性。本文探讨了两个权衡在应用RNC：第一个研究RNC的性能如何变化与节点的随机化能力。具体而言，有限的随机网络编码（L-RNC）方案-其中中间结点执行随机编码的基础上，只有有限数量的随机系数-提出了其性能界限进行了分析。这样的L-RNC方法适用于节点具有有限的计算/存储容量或者具有关于下游边缘连接性的模糊性（例如，如在adhoc传感器网络中）。这里研究的第二个权衡检查了广义RNC的可靠性和容量增益之间的关系，即，RNC的中断概率与源节点处的传输速率的关系。这种权衡表明，显着减少中断概率是可能的，当源故意发送，仅略低于网络容量。该方法为在有限域大小固定的情况下提高RNC的可行概率提供了一种有效的手段。
2009-02-18 cs.IT math.IT
Optimal Utility-Energy tradeoff in Delay Constrained Random Access Networks
速率、能量和时延是ad-hoc网络中的三个主要参数。在本文中，我们讨论的问题，最大化的网络效用和最小化的能量消耗，同时满足一个给定的传输延迟约束的每个数据包。我们制定这个问题的标准凸优化形式，并随后讨论在这样的框架中的效用，能量和延迟之间的权衡。此外，为了适应网络的分布式性质，一个分布式算法，节点决定选择传输速率和概率的基础上，他们的本地信息。
2010-11-23 cs.IT cs.NI math.IT
Enhancing Secrecy with Multi-Antenna Transmission in Wireless Ad Hoc Networks
我们研究了无线自组织网络中的物理层安全性，并研究了两种类型的多天线传输方案，以提供保密增强。为了建立安全的传输对恶意窃听者，我们考虑生成的人工噪声与扇区或波束成形。对于这两种方法，我们提供了一个统计特性和权衡分析的中断性能的合法通信和窃听链路。然后，我们研究了这两种方案的保密传输容量方面的全网保密吞吐量性能，并研究了信息信号和人工噪声之间的最佳功率分配。我们的分析表明，在发射功率优化下，波束成形方案优于扇区化方案，除了发射天线的数量足够大的情况下。我们的研究还揭示了扇区化和波束成形方案的最优功率分配之间的一些有趣的差异。
2013-08-24 cs.IT math.IT
Multihop Routing in Ad Hoc Networks
本文提出了一种双重的方法，封闭形式的分析和轻量级的模拟，使移动自组织网络的性能评估，是更现实，更有效，更准确的比那些发现在现有的出版物。新的分析所容纳的一些功能是阴影，排除和保护区，距离相关的衰落。三种路由协议进行检查：最小延迟，最近的邻居，和最大进度路由。研究了路径可靠性、平均条件时延、平均条件跳数和区域频谱效率之间的权衡。
2013-09-13 cs.IT cs.NI math.IT
Network Coding with Two-Way Relaying: Achievable Rate Regions and Diversity-Multiplexing Tradeoffs
本文讨论了在无线自组网中通过双向中继的多跳网络编码进行信息交换的基本特性。首先分析了时分多跳（TDMH）、MAC层网络编码（MLNC）和PHY层网络编码（PLNC）实现的端到端速率区域。结果表明，MLNC并不总是比TDMH获得更好的速率，TDMH和MLNC之间的分时能够实现更大的速率区域，PLNC主导TDMH和MLNC实现的速率区域。MLNC和PLNC的机会调度算法，然后提出了稳定的双向中继系统的泊松到达时，速率对是在MLNC和PLNC的香农速率区域。为了理解多跳网络编码的双向传输限制，还分析了在有或没有特定业务模式的情况下的和速率优化以及多个中继节点上的双向传输的端到端分集复用折衷（DMT）。
2009-02-13 cs.IT math.IT
Adjacent-Channel Interference in Frequency-Hopping Ad Hoc Networks
本文认为ad hoc网络，使用编码的连续相位频移键控（CPFSK）和跳频多址接入的组合。虽然CPFSK具有紧凑的频谱，但一些信号功率不可避免地飞溅到相邻的频率信道中，从而引起相邻信道干扰（ACI）。ACI的量通过设置分数带内功率来控制;即，位于每个频道的频带内的信号功率的分数。虽然这个数量通常是任意选择的，但在选择中涉及权衡。本文提出了一种新的分析跳频ad hoc网络，仔细纳入ACI的效果。该分析占的阴影，Nakagami衰落，CPFSK调制指数，码率，频率信道的数量，分数带内功率，和空间分布的干扰手机。中断概率和传输容量的表达式。以最大化传输容量为目标，确定了每个频率信道中应包含的最佳分数带内功率。
2015-04-08 cs.IT math.IT
Distributed Opportunistic Scheduling for MIMO Ad-Hoc Networks
针对多输入多输出（MIMO）ad-hoc网络，提出了一种基于竞争的媒体接入的分布式机会调度协议。所提出的调度协议区别于其他现有的作品，其明确的设计，通过利用空间复用和分集在{ \em分布式}的方式系统吞吐量的改善。结果，可以调度多个链路以在由发射/接收天线形成的空间信道上同时发射。考虑到反馈需求和系统吞吐量之间的权衡，我们提出并比较了不同层次的反馈信息的协议。此外，在传统的随机接入协议，忽略了竞争链路的物理信道条件，所提出的协议实现了一个纯阈值的政策，从最优停止理论，即只有超过阈值的信道条件的链路允许数据传输。仿真结果表明，所提出的协议可以实现令人印象深刻的吞吐量性能，利用空间复用和分集。
2008-02-28 cs.IT math.IT
Optimal Power Control for Concurrent Transmissions of Location-aware Mobile Cognitive Radio Ad Hoc Networks
在认知无线电（CR）网络中，CR用户打算在授权给传统网络的相同频谱带上操作。在保护传统网络中的通信和最大化CR传输的吞吐量之间存在折衷，特别是当CR链路由于CR用户的移动性而不稳定时。由于频谱感知的非零误检概率和实现复杂性，本文研究了一种无需感知的移动CR自组网频谱共享方案，通过在CR网络中引入位置感知能力来提高频率复用率。我们提出了一种最优的功率控制算法的CR发射机，以最大限度地提高CR用户的并发传输区域，特别是在移动场景。在所提出的功率控制算法下，移动CR网络在不对传统网络中的主用户造成有害干扰的情况下实现了最大吞吐量。仿真结果表明，所提出的最优功率控制算法在提高网络中的分组投递率方面优于采用固定功率策略的算法。
2011-05-03 cs.IT math.IT
Reliability Bounds for Delay-Constrained Multi-hop Networks
我们考虑一个线性多跳网络，由多个状态的离散时间无记忆信道在每一跳，在半双工中继协议下的正交分时跨跳。我们分析了错误的概率和相关的可靠性函数\cite{Gallager68}在多跳网络，重点是随机编码和球包装的界限，在每一跳的点对点编码的假设下。特别是，我们定义了多跳网络的系统可靠性函数，并推导出该函数的上下界，以指定网络的可靠性最佳的操作条件下的终端到终端的信道使用的总数量的约束。此外，我们应用可靠性分析约束下的自动重传请求（ARQ）协议的支持下，多跳通信的预期端到端的延迟。考虑到加性高斯白噪声（AWGN）信道模型在每一跳，我们评估和比较这些界限，以了解多跳对增强端到端的速率可靠性延迟权衡的作用。
2008-10-28 cs.IT math.IT
Performance Comparisons of Geographic Routing Protocols in Mobile Ad Hoc Networks
地理路由协议大大降低了拓扑存储的要求，并提供灵活的适应移动自组网的动态行为。本文介绍了两种地理路由协议和流行的AODV协议的性能评估和比较。平均路径可靠性，平均条件延迟，平均条件跳数，和区域频谱效率和各种参数的影响之间的权衡示出了有限的ad hoc网络与随机放置的手机。本文采用了一种双重的方法，封闭形式的分析和简单的模拟，适用于大多数路由协议，并提供了一个更现实的性能评估比以前可能的。新的分析中包括的一些功能是阴影，排除和保护区，距离相关的衰落，干扰相关。
2015-09-03 cs.IT cs.NI math.IT
Transmission Capacities for Overlaid Wireless Ad Hoc Networks with Outage Constraints
我们研究了两个共存的无线网络（一个主网络与二级网络），在同一地理区域内运行，并共享相同的频谱的传输能力。我们将传输容量定义为传输密度、传输速率和成功传输概率（1减去中断概率）之间的乘积。主（PR）网络具有更高的优先级来接入频谱，而无需特别考虑辅（SR）网络，其中SR网络通过仔细控制其发射机的密度来限制其对PR网络的干扰。假设节点按泊松点过程分布，两个网络使用不同的传输范围，我们量化了这两个网络的传输容量，并基于渐近分析讨论了它们之间的折衷.我们的研究结果表明，如果PR网络允许其中断概率略有增加，两个网络的总传输容量（即，每单位面积的总频谱效率）将比单个网络的频谱效率显著提高。
2009-01-05 cs.IT math.IT
Throughput Improvement and Its Tradeoff with The Queuing Delay in the Diamond Relay Networks
钻石中继信道模型作为无线Ad Hoc网络中的一种基本传输模型，近年来受到了广泛的关注。节点协作和机会调度机制是提高无线网络性能的两项重要技术。在本文中，我们考虑这样一个问题，如何有效地结合机会调度和合作模式在瑞利衰落的情况下。为此，我们首先比较了吞吐量的SRP（空间复用模式）和AFP（放大转发模式）在半双工的情况下，假设信道侧信息是已知的，然后拿出一个新的调度方案。这将是，仅在SRP和AFP之间切换对获得预期的改进几乎没有帮助，因为SRP由于其有效的空间重用而平均而言总是优于AFP。为了进一步提高吞吐量，我们提出了一种新的处理策略，在SRP模式下，在两个中继都使用缓冲区。通过有效地利用增益相对较高的链路，可以以排队延迟为代价大大提高吞吐量。此外，我们将定量评估排队延迟和吞吐量和额外的排队延迟之间的权衡。最后，为了实现我们提出的策略，并确保它始终运行在稳定的状态，我们提出了两个标准和一个算法的切换阈值的选择和调整。
2009-07-10 cs.IT math.IT
Analysis and Optimization of a Frequency-Hopping Ad Hoc Network in Rayleigh Fading
本文提出了一种新的方法来优化存在瑞利衰落的跳频ad hoc网络。假设系统使用容量接近码（例如，Turbo或LDPC）和非相干二进制连续相位频移键控（CPFSK）调制。以传输容量为性能指标，对跳频信道数、CPFSK调制指数和码率进行联合优化。网络中的移动台被假定为均匀地位于有限区域内。给出了具有物理干扰信道的网络的中断概率的闭式表达式。中断概率首先被发现条件上的移动台的位置，然后平均的移动台的空间分布。传输容量是空间频谱效率的度量，从中断概率获得。考虑到CPFSK调制和容量逼近编码的约束，对传输容量进行了修正。提出了两种最大化输电容量的优化方法。第一种是蛮力法，第二种是梯度搜索算法。从优化获得的结果棚新的洞察到跳频信道的数量，调制指数，和纠错码的速率之间的基本权衡。
2012-07-14 cs.IT math.IT
Performance Guarantees of Distributed Algorithms for QoS in Wireless Ad Hoc Networks
考虑无线网络，其中每个通信链路具有最小带宽服务质量要求。某些无线链路对由于在同一附近而相互干扰，并且这种干扰由冲突图来建模。给定冲突图和链路带宽要求，目标是仅使用本地化信息来确定是否可以满足所有链路的需求。在一个极端，每个节点只知道其邻居的需求;在另一个极端，存在一个具有全局信息的最佳集中式调度器。本工作通过量化分散化程度和分布式算法的性能之间的权衡，在这两个极端之间进行插值。这个开放的问题是解决的主要干扰模型，并得到以下一般结果：如果每个节点知道的要求，在一个球的半径$d$集中在节点，然后有一个分布式算法的性能是远离的最佳，集中式算法的一个因素，最多$(2d+3)/(2d+2)$。分析了分布式算法的性能和复杂度之间的折衷。结果表明，对于线路网络的协议干扰模型下，行约束是一个因素，最多$3$远离最优。这两个边界都是最好的。
2020-02-18 cs.DM cs.IT math.IT
On the capacity of mobile ad hoc networks with delay constraints
以前的工作，ad hoc网络容量主要集中在源-目的地吞吐量的要求，不同的模型和传输方案，重点是延迟容忍的应用程序。在这样的问题中，网络容量的提高是作为一个折衷与传输延迟。研究了adhoc网络支持时延敏感业务的容量问题。首先，提出了一个通用的框架，用于表征在一个ad hoc网络的物理层和网络层之间的相互作用。然后，CDMA ad hoc网络，其中先进的信号处理技术，如多用户检测依赖于提高用户容量，进行了分析。网络容量的特点是使用的几何参数和大规模的分析相结合，为几个网络的情况下，采用匹配滤波器，解相关器和最小均方误差接收器。洞察有限系统的网络性能也提供了通过模拟。分析和仿真结果表明，一个显着的网络容量增益ad hoc网络采用多用户检测器相比，使用匹配滤波器接收器，以及非常好的性能，即使在严格的延迟和传输功率的要求。
2005-10-10 cs.IT cs.NI math.IT
Exclusion and Guard Zones in DC-CDMA Ad Hoc Networks
在直接序列码分多址（DS-CDMA）ad hoc网络中的中心问题是防止远近问题。本文考虑了两种类型的保护区，可用于控制远近问题：一个基本的禁区和一个额外的CSMA保护区，可以建立的载波侦听多路访问（CSMA）协议。在禁止区中，没有移动设备物理存在，模拟了实际网络中始终存在的移动设备之间的最小物理间隔。潜在的干扰移动站超出了一个发射移动站的禁区，但在其CSMA保护区，是由协议去激活。本文提供了一个DS-CSMA网络的一种或两种类型的保护区的分析。建立了一个有限规模的网络模型，该网络中移动节点数量有限，空间分布均匀。该分析适用于一个封闭形式的表达式中断概率在Nakagami衰落的存在下，条件网络的几何形状。DS-CDMA和非扩频网络的禁区和CSMA保护区之间的权衡进行了探讨。扩展因子和保护区半径在实现指定级别的平均中断概率和传输容量方面提供了设计灵活性。与CSMA保护区相比，禁止区的优点在于，由于网络没有变薄，因此活动移动台的数量保持恒定，并且可以实现更高的传输容量。
2013-04-19 cs.IT math.IT
On Spatial Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Threshold Based Scheduling
本文研究了随机无线自组网中的空间容量问题，在随机无线自组网中，探测和数据传输是按顺序进行的。我们提出了一种新的信号干扰比（SIR）阈值为基础的调度方案，其中通过与第一次探测开始，每个发射机迭代地决定进一步探测或保持空闲，这取决于是否在进行中的探测估计的SIR大于或小于预定义的阈值。尽管可以假设发射机最初根据齐次泊松点过程（PPP）来部署，但是基于SIR的调度使得PPP不再适用于在随后的探测和数据传输阶段中对保留的发射机的位置进行建模，这是由于在它们的决策中的干扰引起的耦合。我们首先专注于单级探测，发现当SIR阈值设置得足够小，以确保在网络中的可接受的干扰水平，所提出的方案可以大大优于非调度参考方案的空间容量。通过提出一种新的近似方法来处理非泊松点过程上的相关SIR分布，我们清楚地描述了空间容量，并获得了精确/近似的封闭形式表达式。然后，我们成功地扩展到多阶段的探测，通过适当地设计多个SIR阈值，以确保逐步提高的空间容量。此外，我们分析了多阶段探测开销的影响，并提出了一个探测能力的调度设计权衡。最后，大量的数值结果表明，所提出的调度相比，现有的计划的性能。
2014-09-09 cs.IT math.IT
Guard Zones and the Near-Far Problem in DS-CDMA Ad Hoc Networks
在直接序列码分多址（DS-CDMA）ad hoc网络中的中心问题是防止远近问题。本文考虑了两种类型的保护区，可用于控制远近问题：一个基本的禁区和一个额外的CSMA保护区，可以建立的载波侦听多路访问（CSMA）协议。在禁止区中，没有移动设备物理存在，模拟了实际网络中始终存在的移动设备之间的最小物理间隔。潜在的干扰移动站超出了一个发射移动站的禁区，但在其CSMA保护区，是由协议去激活。本文提供了一个DS-CSMA网络的一种或两种类型的保护区的分析。一个网络的有限程度与有限数量的移动台被建模为一个统一的聚类过程。该分析使用了封闭形式的表达式中断概率在Nakagami衰落的存在下，条件网络的几何形状。通过使用本文的分析，探讨了DS-CDMA和非扩频网络的禁区和CSMA保护区之间的权衡。
2012-09-19 cs.IT cs.NI math.IT
The Throughput-Outage Tradeoff of Wireless One-Hop Caching Networks
我们考虑无线设备到设备（D2 D）网络，其中节点具有来自可用文件库的预缓存信息。节点随机请求文件。如果请求的文件不在板载缓存中，则通过单跳“本地”通信从某个相邻节点下载。当在请求节点的邻域中没有找到所请求的文件时，或者如果网络准入控制策略决定不服务于该请求，则发生中断事件。当库中的节点数和文件数都增长到无穷大时，我们用系统参数的各种制度的紧缩放定律来描述最佳吞吐量-中断权衡。我们的分析是基于Gupta和Kumar { \em协议模型}的基础D2 D无线网络，广泛用于文献中的容量缩放定律的无线网络没有缓存。我们的研究结果表明，D2 D频谱重用和缓存在用户节点的组合产生的每个用户的吞吐量独立于用户的数量，对于任何固定的中断概率在$(0,1)$。这意味着D2 D缓存网络是“可扩展的”：即使用户数量增加，每个用户也能实现恒定的吞吐量。这种行为是非常不同的经典Gupta和Kumar的ad-hoc无线网络上的结果，其中每个用户的吞吐量为零的用户数量的增加。此外，我们表明，用户的吞吐量是成正比的缓存信息在整个文件库大小的分数。因此，我们可以得出结论，D2 D缓存网络可以将“内存”转化为“带宽”（即，使用户设备上的板载高速缓冲存储器加倍产生100%的用户吞吐量增加）。
2015-07-28 cs.IT math.IT
Energy and Utility Optimization in Wireless Networks with Random Access
能量消耗是无线网络中关注的主要问题。能量最小化增加了网络节点在不充电或更换电池的情况下正常工作的时间。网络性能的另一个标准是数据传输速率，它通常由网络效用函数量化。在这些标准之间存在着内在的权衡，加强其中一个标准可能会使另一个标准恶化。在本文中，我们考虑网络效用最大化（NUM）和能量最小化的双标准优化问题。该问题是制定随机接入（RA）媒体接入控制（MAC）的ad-hoc网络。首先，我们优化性能的MAC和效用定义为一个单调递增的函数的链路吞吐量。在这一部分中，我们研究了能量和效用之间的最优权衡。在第二部分中，我们将效用定义为端到端速率的函数，并同时优化MAC层和传输层。我们计算最佳持续概率和端到端速率。最后，利用对偶定理，将问题分解为更小的子问题，分别在节点层和网络层求解。这种分解避免了对中央单元的需要，同时保持了分层的好处。
2010-11-23 cs.IT math.IT
Optimal Control in Two-Hop Relay Routing
研究了时延容忍移动自组网中数据包传播的最优控制问题。我们考虑一个两跳转发策略下，预期数量的节点携带的数据包的副本服从线性动态。我们利用这一属性制定的线性二次最优控制，使我们能够获得封闭形式的表达式的最优控制的框架内的问题，并研究通过改变各种参数，定义的成本数值权衡。
2009-11-17 cs.IT cs.NI math.IT
Coding Improves the Throughput-Delay Trade-off in Mobile Wireless Networks
我们研究了大规模无线自组织网络的吞吐量延迟性能权衡。已经表明，如果允许节点移动并且采用2跳中继方案，则每个源-目的地对的吞吐量可以从Theta（1/sqrt（n log n））提高到Theta（1）。这种吞吐量的提高所付出的代价是很大的延迟。实际上，在随机游走移动性模型下，2跳中继方案的延迟缩放是Theta（n log n）。在本文中，我们采用编码技术，以提高移动无线网络的吞吐量延迟权衡。对于随机移动模型，我们通过使用Reed-Solomon码将延迟从Theta（nlog n）改进为Theta（n）。我们的方法保持了移动性所获得的多样性，同时减少了延迟。
2009-08-28 cs.IT math.IT
Joint Network Coding for Interfering Wireless Multicast Networks
干扰是无线网络容量限制的关键因素之一。ad-hoc无线网络的多播容量随着固定区域内发送和/或接收节点数量的增加而降低。数字网络编码（DNC）已被证明可以提高无干扰无线网络的多播容量。然而，最近提出的物理层网络编码（PNC）和模拟网络编码（ANC）已经表明，当冲突分组中的一个是先验已知的时，可以从两个分组的冲突中解码未知分组。利用这样的冲突解码方案，在本文中，我们提出了一个基于联合网络编码的合作重传（JNC-CR）计划，其中我们表明，ANC连同DNC可以提供一个更高的重传增益比通过ANC，DNC或自动重传请求（ARQ）为基础的重传。该方案可以应用于两个相互干扰的无线多播组。由于无线传输的广播性质，不同多播组的接收机可以机会性地监听并缓存来自干扰发射机的分组。这些缓存的数据包，以及接收器从其发送器接收的数据包，然后可以用于解码JNC数据包。通过仿真，我们验证了JNC具有更高的重传增益性能与最佳的DNC方案。
2011-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Optimizing the SINR operating point of spatial networks
本文讨论了以下问题，这是一个多用户分散网络的设计和部署的兴趣。给定W Hz的总系统带宽和用于每次传输的R bps的固定数据率约束，为了使网络中同时传输的数量最大化，应该将频带划分成多少个大小为W/N的频率时隙N？在干扰受限的ad-hoc网络中，划分可用频谱会导致两种相互竞争的效果：在积极的方面，它减少了每个频带上的用户数量，因此降低了导致SINR增加的干扰水平，而在消极的方面，每次传输的SINR要求增加，因为必须在较小的带宽上实现相同的信息速率。探讨带宽和SINR之间的权衡，并确定最佳的N值的系统参数是本文的重点。使用随机几何，我们解析推导出最佳的SINR阈值（直接对应于最佳的频谱效率）在这个权衡曲线，并表明它是一个函数的路径损耗指数。此外，最佳SINR点位于低SINR（功率受限）和高SINR（带宽受限）状态之间。为了在该最佳点处操作，频带的数量（即，复用因子）应该增加，直到作为复用因子的递增函数的门限SINR等于最佳值。
2007-02-05 cs.IT math.IT
Metaprism Design for Wireless Communications: Angle-Frequency Analysis, Physical Realizability Constraints, and Performance Optimization
本文研究静态频率选择性 metaprism 的无线通信设计，提出角度-频率反射特性、物理可实现多端口模型及专门优化方法，并通过全波电磁仿真验证其有效性。
2025-01-12 cs.IT math.IT
