双单播无线网络的自由度特征

固定多信道多射频无线网络的单播容量：可分离性与多信道路由

On the Unicast Capacity of Stationary Multi-channel Multi-radio Wireless Networks: Separability and Multi-channel Routing

第一个结果是关于固定多信道多无线电无线网络的单播容量的可分离性，即，这种网络的容量是否等于相应的单信道单无线电无线网络的容量之和。对于任意网络模型和随机网络模型，给定信道分配，可分性属性并不总是成立。然而，如果每个节点处的无线电接口的数量等于信道的数量，则分离性属性成立。第二个结果是关于多信道路由的影响（即，通过多个信道而不是通过单个信道路由比特）。对于两种网络模型，在两种路由方案下以信道分配为条件的网络容量并不总是相等的，但是如果每个节点处的无线电接口的数量再次等于信道的数量，则两种路由方案产生相等的网络容量。

线性确定性无线中继网络单播容量的快速算法

Fast Algorithm for Finding Unicast Capacity of Linear Deterministic Wireless Relay Networks

由Avestimehr、Diggavi和Tse '07提出的无线中继网络的确定性信道模型已经捕获了无线通信的广播和推理性质，并且已经广泛用于近似无线中继网络的容量。将最大流最小割定理推广到线性确定性无线中继网络中，并将线性确定性无线中继网络的单播容量刻画为描述源-目的割的所有二进制邻接矩阵的最小秩，这些邻接矩阵的个数随网络规模呈指数增长.在本文中，我们开发了一个快速算法，找到线性确定性无线中继网络的单播容量的最大数量的线性无关路径使用路径增强的思想。我们开发了一种改进的深度优先搜索算法，为线性确定性中继网络找到线性独立的路径，其总数被证明等于底层网络的单播容量。我们的算法的结果提出了一个容量实现的传输策略与一位长度的线性编码的中继节点在有关的线性确定性无线中继网络。文中给出了算法在一般情况下的正确性证明。此外，我们的算法具有由$O(|{\cal{V}}_x|\cdot C^4+d\cdot |{\cal{V}}_x|\cdot C^3)$界定的计算复杂性，这表明了对Amaudruz和Fragouli（其复杂度由$O(M\cdot |{\cal{E}}|\cdot C^5)$与$M\geq d$和$|{\cal{E}}|\geq|{\cal{V}}_x|$界定）以及Yazdi和Savari（其复杂度由$O(L^8\cdot M^{12}\cdot h_0^3+L\cdot M^6\c…

多个单播传输的无线网络编码的实用方法

Practical Methods for Wireless Network Coding with Multiple Unicast Transmissions

我们提出了一个简单而有效的无线网络编码和解码技术的多单播网络。它通过节点之间的合作来利用空间分集，节点执行由线性分组码的生成矩阵决定的分布式编码操作。为了验证该技术，我们利用贪婪码的二进制字段，并表明，任意多样性的订单可以灵活地分配给节点。此外，我们提出了最佳的检测规则为给定的模型，占中间结点错误，并建议一个低复杂度的网络解码器使用和积（SP）算法。建议SP检测器具有接近最佳的性能。我们还显示了渐进的网络编码的方法，利用无线信道在重复的方式没有网络编码（NC）的优越性，并给出相关的速率分集权衡曲线。最后，我们通过选择性编码来扩展给定的编码方法，以获得额外的编码增益。

无线网络中可靠单播的编码分组辅助救援方法

Encoded packet-Assisted Rescue Approach to Reliable Unicast in Wireless Networks

近年来，网络编码技术已经成为一种很有前途的方法，支持可靠的无线传输丢失信道。在现有的协议中，用户没有兴趣考虑他们在编码或解码操作中的编码分组，该规则是昂贵的和低效的。本文通过理论分析，研究了可靠单播网络编码中编码数据包的影响。使用我们的方法，接收器不仅存储他们无意中听到的编码数据包，而且还将这些信息报告给他们的邻居，这样用户就可以在编码决策和解码操作中考虑编码数据包。此外，我们提出了一种重新分配算法，以最大限度地提高编码的机会，从而达到更好的重传效率。最后，理论分析和车轮网络的仿真结果表明，由于编码数据包的重传效率的提高。

Optimizations with Intelligent Reflecting Surfaces (IRSs) in 6G Wireless Networks: Power Control, Quality of Service, Max-Min Fair Beamforming for Unicast, Broadcast, and Multicast with Multi-antenna Mobile Users and Multiple IRSs

Intelligent reflecting surfaces (IRSs) have received much attention recently and are envisioned to promote 6G communication networks. In this paper, for wireless communications aided by IRS units, we formulate optimization problems for power control under quality of service (QoS) and max-min fair QoS under three kinds of traffic patterns from a base station (BS) to mobile users (MUs): unicast, broadcast, and multicast. The optimizations are achieved by jointly designing the transmit beamforming of the BS and the phase shift matrix of the IRS. For power control under QoS, existing IRS studies i…

无线网络中的混合噪声网络编码与协作单播

Mixed Noisy Network Coding and Cooperative Unicasting in Wireless Networks

考虑了在多个中继节点存在的情况下，将单个消息传送到目的地的问题，称为协作单播网络。首先，我们介绍了“混合噪声网络编码”（MNNC）方案，它概括了“噪声网络编码”（NNC），其中允许中继解码和转发（DF）消息，而所有的中继（无一例外）发送噪声描述他们的意见。这些描述被利用在目的地和DF中继的目的是解码传输的消息，同时创建节点之间的充分合作。此外，目的地和DF中继器可以独立地选择要被解码或被视为干扰的描述的集合。该概念被进一步扩展到多跳场景，称为“分层MNNC”（LMNNC），其中DF中继被组织成表示网络中的一跳的不相交的组。对于合作单播加性高斯白噪声（AWGN）网络，我们表明，-提供DF中继适当选择- MNNC提高了所有先前建立的恒定间隙的割集界。其次，我们考虑了复合协作单播网络，其中信道参数在通信开始前随机抽取，在传输过程中保持固定。假设每次抽奖在源处未知，在目的地处完全已知，但在中继处仅部分已知。我们通过MNNC方案引入的概念，“选择性编码策略”（SCS），使中继动态地决定是否，除了通信嘈杂的描述，是可能的解码和转发消息。通过慢衰落AWGN中继网络证明，SCS明显优于传统的编码方案。

无线网络中多个单播信道容量的多项式拟阵方法

Capacity of Multiple Unicast in Wireless Networks: A Polymatroidal Approach

无向有线网络中的一个经典结果是多单播流量（多个源向多个目的地传递独立消息）的路由（流）的近最优性：最小割上限在最大流的源数量的对数因子内。在本文中，我们“扩展”的有线结果的无线上下文。我们的主要结果是一个简单的分层原则的近似最优性：{ \em本地物理层计划结合全局路由}。在这个结果中，我们关键地使用了无线信道的{ \em互易性}。我们的正式结果是在信道模型的背景下，“好”的本地计划，实现割集界，存在（如高斯MAC和广播信道，广播擦除网络，快衰落高斯网络）。分层架构，在无线网络的工程设计中很常见，如果物理层方案应该在其上运行的{ \em位置}被仔细设计，则可以具有接近最优的性能。反馈所示，以发挥关键作用，使物理层和网络层之间的分离。其关键技术思想是将无线网络建模为一个无向的“多拟阵”网络，并建立了最大流最小割逼近定理。

无线蜂窝网中具有用户移动性和自适应调制编码的单播IPTV的性能分析

Queueing Analysis of Unicast IPTV With User Mobility and Adaptive Modulation and Coding in Wireless Cellular Networks

近年来，可以通过宽带无线蜂窝网络支持直播TV、视频点播（VoD）、视频会议和在线游戏应用的单播IPTV服务已经变得流行。然而，视频流服务显著影响无线蜂窝网络的性能，因为它们占用带宽。为了维持系统性能，需要基于精确数学分析的有效的接纳控制和资源分配机制。另一方面，无线链路的质量通常由于用户移动性或时变信道特性而随时间变化。为了对抗这种时变信道，提高频谱效率，可以采用自适应调制编码（AMC）方案为移动用户提供单播IPTV服务。本文基于一种新的考虑用户移动性和AMC的单播IPTV业务接入模型，推导了无线蜂窝网络中单播IPTV业务的带宽利用率、阻塞率和丢包率的解析解。模拟也进行了验证分析结果的准确性。数值结果表明，所给出的解析结果是准确的。基于精确的闭合解，网络提供商可以对其网络实施精确的接纳控制和资源分配，以提高系统性能。

基于预编码的三个单播会话网络对齐的可行性研究

On the Feasibility of Precoding-Based Network Alignment for Three Unicast Sessions

我们考虑了在有向无环图上的三个单播会话的网络编码问题，当每个会话都有最小割时。Das等人先前的工作采用了基于预编码的干扰对齐技术，该技术最初是针对无线干扰信道开发的，特别是针对该问题。我们将这种方法称为基于预编码的网络对齐（PBNA）。与无线设置类似，PBNA渐近地达到最小割的一半;与无线设置不同，其可行性取决于图结构。Das等人提供了关于特定预编码矩阵的PBNA的一组可行性条件。然而，该集合由无限数量的条件组成，这在实践中是不可能检查的。此外，这些条件是纯代数的，没有关于图结构的解释。本文首先证明了Das.等人对于PBNA关于任何预编码矩阵的可行性也是必要的。然后，使用两个图相关的属性和度计数技术，我们减少了设置只有四个条件。这种减少使一个有效的算法，用于检查PBNA的可行性在一个给定的图。

双单播问题

The two-unicast problem

我们认为有线网络的通信容量为两个单播业务模式。该网络有两个源和两个目的地，每个源将消息传送到其自己的目的地，受到网络的有向边上的容量约束。我们提出了一个简单的外边界的问题，我们称之为广义网络共享（GNS）界。我们发现这个界是最紧的切边界的两个单播网络，是紧的，在一些瓶颈的情况下，虽然它是不紧的一般。我们还表明，问题的计算GNS界是NP-完全的。最后，我们表明，尽管它看起来很简单，两个单播问题是最一般的网络编码问题一样难。因此，线性编码是不足以实现一般的两个单播网络的容量，和非香农不等式是必要的一般两个单播网络的容量的特征。

基于预编码的3-单播干扰对齐方案可行性的图论表征

Graph-Theoretic Characterization of The Feasibility of The Precoding-Based 3-Unicast Interference Alignment Scheme

最近提出了一种新的基于预编码的会话间网络编码（NC）方案，该方案将最初为无线干扰信道设计的干扰对齐技术应用于有向无环网络的3-单播问题。这项工作的主要结果是3-单播干扰对齐方案的可行性的图论表征。为此，我们首先研究了点对点网络信道增益与底层图结构之间的几个关键关系。这样的关系是至关重要的，当表征图形-理论上的可行性预编码为基础的解决方案。

2源2宿网络的多个单播容量

Multiple Unicast Capacity of 2-Source 2-Sink Networks

我们研究了有线和无线多跳网络中多个单播的总容量。对于2个源节点和2个汇聚节点，总共有4个独立的单播会话（消息），每个源节点到每个汇聚节点（此设置也称为X网络）。对于具有任意连通性的有线网络，总容量仅通过路由来实现。对于无线网络，我们探索的自由度（DoF）的多跳X网络的分层结构，允许任意数量的跳，和任意连接内的每一跳。对于在每层中存在不超过两个中继节点的情况，基于网络的连通性，对于几乎所有的信道系数值，DoF只能取值1、4/3、3/2或2。当在每层中存在任意数量的中继器时，DoF也可以取值5/3。可扩展性方案包括线性转发、干扰对齐和对齐干扰中和原理。基于线性维数计算的直观性，构造了网络连通性的信息论逆命题。

无线信息流的改进组合算法

Improved Combinatorial Algorithms for Wireless Information Flow

Avestimehr等人的'07的工作最近提出了用于无线网络的确定性模型，并且将这种网络的单播容量C表征为描述所有可能的源-目的地切割的邻接矩阵的最小秩。Amaudruz和Fragouli在2009年的论文中首次提出了一种多项式时间算法，用于寻找线性确定性无线网络的单播容量。在这项工作中，我们改进Amaudruz和Fragouli的工作，并进一步降低了计算复杂性的算法，充分探索有用的组合功能内在的问题。我们的改进一般适用于与信道模型相关的任何大小的有限域。与其他算法相比，我们的改进算法在复杂度方面具有很强的竞争力。

不完全偷听下的无线网络编码

Wireless Network Coding with Imperfect Overhearing

网络编码不仅是实现单会话多播网络的容量所必需的，它还可以帮助提高具有多个单播会话的无线网络的吞吐量时，偷听到的信息是可用的。以往的研究大多是通过使用完美的偷听信息来实现这种改进，而在实际中，特别是在无线网络中，偷听信息往往是不完美的。到目前为止，还不清楚网络编码是否仍然应该在这种情况下使用不完美的偷听。在本文中，一个简单的，但无处不在的无线网络模型，两个单播会话被用来调查这个问题。从分集和复用折衷的角度，证明了即使在偷听信息不完善的情况下，网络编码仍然有助于提高系统的整体性能。这一结果意味着，网络编码应积极使用，而不管接收质量的偷听信息。

无线信息流的组合算法

Combinatiorial Algorithms for Wireless Information Flow

描述无线中继网络的单播容量是信息论中一个长期存在的问题。由于无线信道固有地广播信号并且在传输之间存在干扰，所以由于在网络中引起的复杂信号交互而出现困难。最近，Avestimehr，Diggavi和Tse提出了一种线性确定性模型，该模型考虑了无线信道的共享特性，重点关注信号相互作用而不是背景噪声。他们将图的最小割最大流定理推广到确定性信道的网络，并证明了容量可以使用信息理论工具来实现。他们表明，在这种情况下，最小割的值是描述源-目的地割的所有邻接矩阵的最小秩。在本文中，我们开发了一个多项式时间算法，发现中继编码策略，以实现线性确定性（无线）网络中的最小割值，单播连接的情况下。我们的算法关键使用信道之间的线性独立的概念来计算容量在多项式时间。此外，我们可以通过在中间结点使用非常简单的单符号处理来实现容量，从而建设性地产生有限长度策略，其实现线性确定性（无线）中继网络的单播容量。

基于预编码的三个单播会话的网络对齐

Precoding-Based Network Alignment For Three Unicast Sessions

我们考虑的问题，网络编码跨越三个单播会话的有向无环图，其中每个发送器和接收器连接到网络通过一个单一的边缘的单位容量。我们考虑一个网络模型，其中网络的中间部分只执行随机线性网络编码，并将我们的方法限制为基于预编码的线性方案，其中预编码器使用预编码矩阵对源符号进行编码。我们适应基于预编码的干扰对齐技术，最初开发的无线干扰信道，构建一个基于预编码的线性方案，我们称为{ \em基于预编码的网络对齐方案（PBNA）}。此设置与无线干扰信道之间的主要区别在于，网络拓扑可能会在传输矩阵的元素之间引入相关性，我们将其称为耦合关系，并且可能会影响PBNA的可实现速率。我们确定所有可能的这种耦合关系，并解释这些耦合关系的网络拓扑结构和多项式时间算法来检查这些耦合关系的存在。最后，我们表明，根据网络中存在的耦合关系，基于预编码的线性方案实现的最佳对称速率可以只取三个可能的值，所有这些都可以通过PBNA实现。

On Secure Network Coding for Multiple Unicast Traffic

This paper investigates the problem of secure communication in a wireline noiseless scenario where a source wishes to communicate to a number of destinations in the presence of a passive external adversary. Different from the multicast scenario, where all destinations are interested in receiving the same message, in this setting different destinations are interested in different messages. The main focus of this paper is on characterizing the secure capacity region, when the adversary has unbounded computational capabilities, but limited network presence. First, an outer bound on the secure cap…

功率控制系统中多干扰多播的SINR区域特征

Characterization of SINR Region for Multiple Interfering Multicast in Power-Controlled Systems

本文考虑了一个无线通信网络，由多个干扰组播会话。与每个发送器仅具有一个接收器的单播系统不同，在多播系统中，每个发送器具有多个接收器。无线单播系统中，无功率约束的信干噪功率比（SINR）的可行性取决于非负矩阵的Perron-Frobenius特征值。我们推广这一结果，并提出必要和充分条件的可行性，在无线多播系统中的SINR有和没有功率约束。研究了可行的信干噪比域及其几何性质。此外，提出了一种迭代算法，可以有效地检查可行性条件和计算可行SINR区域的边界点。

无线网络中协作多播的基本限制和缩放行为

Fundamental Limits and Scaling Behavior of Cooperative Multicasting in Wireless Networks

提出了一个分析慢衰落无线网络中节点数（网络规模）较大时用户协作的容量增益的框架。该框架说明了一个简单的多径丰富的瑞利衰落信道模型的情况下。单播（一个源和一个目的地）和多播（一个源和几个目的地）的情况下考虑。我们引入了一个有意义的概念，香农容量这样的系统，评估这种能力作为一个函数的信号-噪声比（SNR），并开发了一个简单的两阶段合作网络协议，实现it. We观察到，所得到的容量是相同的单播和组播，但表明，实现任何目标的错误概率所需的网络规模是小于单播比组播。最后，我们引入了网络“标度指数”的概念，以量化网络大小作为目标容量分数的函数的错误概率的衰减率。这个指数提供了额外的见解，系统设计师，使候选合作传输协议，即使在中等规模的网络更细粒度的比较。

Two-Layered Superposition of Broadcast/Multicast and Unicast Signals in Multiuser OFDMA Systems

We study optimal delivery strategies of one common and $K$ independent messages from a source to multiple users in wireless environments. In particular, two-layered superposition of broadcast/multicast and unicast signals is considered in a downlink multiuser OFDMA system. In the literature and industry, the two-layer superposition is often considered as a pragmatic approach to make a compromise between the simple but suboptimal orthogonal multiplexing (OM) and the optimal but complex fully-layered non-orthogonal multiplexing. In this work, we show that only two-layers are necessary to achieve…

具有随机传输时延的无线网络容量研究

On the Capacity of Wireless Networks with Random Transmission Delay

在本文中，我们介绍了新的编码方案的无线网络与随机传输延迟。这些编码方案的同步性的需要，减少了传输的数量，并实现了最佳的速率区域在相应的有线模型的多个单播和多播的情况下，最多三个用户下的等速率约束。编码方案分为两个阶段，第一，编码方案线，星型和线星型拓扑结构的随机传输延迟。第二，任何一般的拓扑结构与多个双向单播和组播会话被证明是分解成这些规范的拓扑结构，以减少传输的数量，而没有速率冗余。因此，为线、星和线-星拓扑结构开发的编码方案可作为构建所有网络的更通用编码方案的构建块。所提出的方案被证明是实时的（RT）的无线网络的意义上，他们实现了最小的解码延迟。利用可忽略的大小报头，这些编码方案被示出为适用于非同步网络，即，随机传输延迟的网络。最后，我们通过大量的模拟证明了这些方案的适用性。在具有随机传输延迟的无线网络上实现这样的编码方案可以提高性能和功率效率。

安全MISO多用户单播认知无线电系统中的鲁棒分层传输

Robust Layered Transmission in Secure MISO Multiuser Unicast Cognitive Radio Systems

研究了认知无线电下行链路多用户多输入单输出（MISO）通信网络中的鲁棒资源分配算法设计。我们专注于一个二级系统，它提供单播安全的无线分层视频信息，多个单天线二级接收器。资源分配算法设计被公式化为用于最小化次级发射机处的总发射功率的非凸优化问题。所提出的框架考虑了服务质量（QoS）的要求，在二级系统中的视频通信保密性，在二级发射机的潜在窃听者（主接收机）的信道状态信息（CSI）的不完善，以及在主接收机的最大可容忍接收干扰功率的限制。因此，所提出的问题制定利用分层传输和人工噪声生成的自保护架构，以确保通信保密。半定规划（SDP）松弛推导出一个资源分配算法，找到全局最优解的制定的问题。仿真结果表明，与传统的单层传输方案相比，所提出的分层传输资源分配算法具有显著的传输功率节省和对CSI不完善的鲁棒性。

一种基于网络编码的单播流高效重传算法

An Efficient Retransmission Based on Network Coding with Unicast Flows

近年来，网络编码技术已经成为一种很有前途的方法，支持可靠的无线传输丢失信道。在现有的协议中，用户没有兴趣考虑他们在编码或解码操作中的编码分组，该规则是昂贵的和低效的。本文通过理论分析，研究了可靠单播网络编码中编码数据包的影响。使用我们的方法，接收器不仅存储他们无意中听到的编码数据包，而且还将这些信息报告给他们的邻居，这样用户就可以在编码决策和解码操作中考虑编码数据包。此外，我们提出了一种重新分配算法，以最大限度地提高编码的机会，从而达到更好的重传效率。最后，理论分析和车轮网络的仿真结果表明，编码后的数据包提高了重传效率.

密集无线网络中的干扰对齐

Interference Alignment in Dense Wireless Networks

我们考虑任意密集的无线网络，其中$n$节点被放置在一个任意（确定性）的方式在一个正方形区域的单位面积和高斯衰落信道相互通信。我们提供的$n\times n$维单播和$n\times 2^n$维多播容量区域这样的无线网络的内部和外部边界。这些内部和外部边界仅相差一个因子$O(\log(n))$，从而产生整个区域的相当紧密的缩放特性。实现内边界的通信方案使用干扰对齐作为核心技术，并且至少在概念上是令人惊讶的简单。

带反馈的无线擦除网络

Wireless Erasure Networks with Feedback

考虑通过无线介质进行通信的队列的有损分组网络。本文提出了一种在单播网络中有反馈时的吞吐量最优传输策略，它具有以下优点：它需要非常有限的确认反馈形式。它是完全分布式的，与网络拓扑无关。最后，在信息理论割集速率的通信不需要网络编码，也不需要对分组进行无速率编码。这个简单的策略由每个节点随机选择一个数据包从它的缓冲区在每个机会发送。然而，只有当数据包被最终目的地成功接收时，它才会从节点的缓冲区中删除

中继网络的压缩转发方案：后向解码及与双子模流的连接

Compress-and-Forward Scheme for Relay Networks: Backword Decoding and Connection to Bisubmodular Flows

针对单播无线中继网络，提出了一种压缩转发后向解码方案。在源和中继处的编码是噪声网络编码方案（NNC）的推广。虽然它实现了与噪声网络编码方案相同的可靠数据率，但是与NNC方案的联合解码相比，后向解码允许更好的解码复杂度。表征分层解码方案被示出为等同于表征无线网络的信息流。给出了具有双子模容量约束的图的点流，并证明了它的最大流最小割定理，推广了计算机科学文献中关于容量约束图的流的许多著名结果.单播中继网络的结果被推广到具有多个源的网络，其中多个源具有针对单个目的地的独立消息。

协作无线局域网中干扰传输的协调

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。

Optimal Bandwidth Allocation for Multicast-Cache-Aided on-Demand Streaming in Wireless Networks

We consider a hybrid delivery scheme for streaming content, combining cache-enabled Orthogonal Multipoint Multicast (OMPMC) and on-demand Single-Point Unicast (SPUC) transmissions for heterogeneous networks. The OMPMC service transmits cached files through the whole network to interested users, and users not being satisfied by this service are assigned to the SPUC service to be individually served. The SPUC fetches the requested files from the core network and unicasts them to UEs using cellular beamforming transmissions. We optimize the delivery scheme to minimize the average resource consump…

具有非均匀业务需求的LEO卫星网络中联合单播与多播传输的速率分割

Rate-Splitting for Joint Unicast and Multicast Transmission in LEO Satellite Networks with Non-Uniform Traffic Demand

针对LEO卫星网络非均匀业务需求与资源受限问题，提出基于RSMA的NOUM速率匹配框架及GPI-RS-NOUM算法，以缩小供需速率差并优于多种基准。

无线网络的Scalability：一个大规模协作的实用入门

On Scalability of Wireless Networks: A Practical Primer for Large Scale Cooperation

一个直观的概述了各种类型的无线网络的可扩展性。简单的解析- tic参数在这里证明了其他作品中提出的缩放定律，以及以前没有考虑在文献中的条件。单播和组播消息，拓扑结构，层次结构，和可靠性协议的影响进行了讨论。我们展示了两个关键因素，瓶颈和擦除，通常可以支配网络的扩展行为。描述了吞吐量或延迟随发送节点数、接收节点数和文件大小的缩放。

无线网络上分组传输的效用最佳编码.第II部分：分组擦除信道网络

Utility Optimal Coding for Packet Transmission over Wireless Networks - Part II: Networks of Packet Erasure Channels

我们定义了一类多跳擦除网络，它近似于无线多跳网络。网络承载多个用户的单播流，并且流中的每个信息分组需要在指定的延迟截止期限内在流目的地被解码。编码速率在流/用户之间的分配受到网络容量的约束。我们提出了一个比例公平传输方案，最大化的流量吞吐量和效用。这是通过{ \em联合优化分组编码速率和编码分组的比特在传输时隙上的分配}来实现的。

多层中继多源多目的无线网络的自由度研究

On the Degree of Freedom for Multi-Source Multi-Destination Wireless Network with Multi-layer Relays

自由度（DoF）区域提供了高信噪比（SNR）区域中容量区域的近似，而总和DoF给出了缩放因子。在这封信中，我们分析的自由度区域和总和自由度单播分层多跳中继无线网络与任意数量的源/目的/中继节点，任意数量的跳数和任意数量的天线在每个节点。这个结果对于很多消息拓扑都是有效的。我们揭示了由于级联结构的多跳网络的容量的限制，并显示与电容网络的相似性。通过对边界间隙和最优性条件的分析，证明了多跳网络的极限容量严格劣于单跳网络。当跳数固定时，可以建立线性缩放定律。在成本的信道状态信息在发射机（CSIT）为每个组件的单跳网络，我们可以实现的计划，避免路由和简化调度。

Characterizing Energy Efficiency of Wireless Transmission for Green Internet of Things: A Data-Oriented Approach

The growing popularity of Internet of Things (IoT) applications brings new challenges to the wireless communication community. Numerous smart devices and sensors within IoT will generate a massive amount of short data packets. Future wireless transmission systems need to support the reliable transmission of such small data with extremely high energy efficiency. In this article, we introduce a novel data-oriented approach for characterizing the energy efficiency of wireless transmission strategies for IoT applications. Specifically, we present new energy efficiency performance limits targeting …

基于SWIPT的混合单播-多播物联网传感器网络中任播传输与调制的动态联合调度

Dynamic Joint Scheduling of Anycast Transmission and Modulation in Hybrid Unicast-Multicast SWIPT-Based IoT Sensor Networks

针对基于SWIPT的物联网传感器网络中分离式接收机能耗高的问题，结合集成接收机架构，提出UMSM联合调度算法，在满足吞吐量与采能约束下实现更优的采能与吞吐量性能。

基于物理层网络编码的无线广播

Wireless Broadcast with Physical-Layer Network Coding

研究了半双工节点约束下多跳无线网络的最大广播吞吐量及其可扩展性。我们允许使用物理层网络编码（PNC）。虽然PNC用于单播已经被广泛研究，但PNC用于广播的先前工作很少。我们的具体结果如下：1）对于单源广播，理论吞吐量上界为n/（n+1），其中n为网络的“最小割点”大小。2)通常，吞吐量上限并不总是可实现的。3)对于网格和许多其他网络，吞吐量上限n/（n+1）是可实现的。我们的工作可以被认为是试图了解最大流和最小割之间的关系，在半双工广播网络的周期（有以前的工作，网络的周期，但不是半双工广播网络）。

考虑组播中断的无线网络组播容量扩展

Multicast Capacity Scaling of Wireless Networks with Multicast Outage

多播传输有几个独特的特点，而不是更普遍研究的单播网络。特别是，这些包括（i）相同的数据包必须成功地传递到几个节点，（ii）中断可能同时发生在不同的接收器，和（iii）组播速率是由接收器与最弱的链路，以尽量减少中断和重传。为了捕捉这些关键特征，我们利用一个泊松集群过程组成的一个独特的泊松点过程（PPP）的发射机和接收机，然后定义的多播传输容量（MTC）的最大可实现的多播速率乘以每单位体积的多播集群的数量，占中断和重传。我们的主要结果表明，如果$τ$传输尝试是允许在一个多播集群，MTC是$Θ\left(ρk^{x}\log(k)\right)$，其中$ρ$和$x$是$τ$的功能，这取决于网络的大小和密度，和$k$是预期的接收器在一个集群中的平均数量。我们还表明，适当的重传次数可以显着提高MTC。

无线网络上分组传输的效用最佳编码-第一部分：二进制对称信道网络

Utility Optimal Coding for Packet Transmission over Wireless Networks - Part I: Networks of Binary Symmetric Channels

我们考虑多跳网络，包括二进制对称信道（$\mathsf{BSC}$）。网络承载用于多个用户的单播流。网络的效用是流的效用之和，其中每个流的效用是其吞吐量的凹函数。假设网络容量由流共享，则存在对网络资源的竞争，如编码速率（在物理层）、调度时间（在MAC层）等，在流动中。我们提出了一个比例公平传输方案，最大化的流量吞吐量的速率和调度约束的总和效用。这通过{ \em联合优化通过网络的所有流的分组编码速率}来实现。

Towards Practical File Packetizations in Wireless Device-to-Device Caching Networks

We consider wireless device-to-device (D2D) caching networks with single-hop transmissions. Previous work has demonstrated that caching and coded multicasting can significantly increase per user throughput. However, the state-of-the-art coded caching schemes for D2D networks are generally impractical because content files are partitioned into an exponential number of packets with respect to the number of users if both library and memory sizes are fixed. In this paper, we present two combinatorial approaches of D2D coded caching network design with reduced packetizations and desired throughput …

多跳协作无线网络中能量-时延权衡的数学分析

Algorithmic Aspects of Energy-Delay Tradeoff in Multihop Cooperative Wireless Networks

研究了时延受限的协作多跳无线网络中的能量有效传输问题。协作多跳方案的组合性质使得很难设计有效的多项式时间算法来决定哪些节点应该参与协作，以及它们应该何时以及以什么功率发送。在这项工作中，我们在无记忆网络中解决了这个问题，有或没有延迟约束，即，服务质量保证。我们分析了广泛的设置，包括单播，组播和广播，和两个主要的合作方法，即：能量积累（EA）和互信息积累（MIA）。我们提供了一个广义的算法制定的问题，包括所有这些情况下。我们调查的EA和MIA在我们的广义配方的相似性和差异。我们证明了广播和多播问题，在一般情况下，不仅NP困难，而且O（log（n））不可逼近。我们把这些问题分为三个部分：排序，调度和功率控制，并提出了一种新的算法，给定一个排序，可以最优地解决联合功率分配和调度问题在多项式时间内同时进行。我们进一步表明，经验表明，这种算法结合使用的Dijkstra的最短路径算法产生接近最佳的性能在典型的设置中的顺序推导。对于单播的情况下，我们证明，虽然问题仍然NP难与MIA，它可以解决最佳的，在多项式时间内使用EA。我们进一步使用我们的算法研究数值延迟和功率效率之间的权衡在合作广播和比较EA与MIA的性能以及我们的合作算法的性能与智能非合作算法在广播设置。

基于网络编码的下行多跳云无线接入网跨层设计

Cross-layer design for downlink multi-hop cloud radio access networks with network coding

在云无线接入网（C-RAN）的下行链路通信中，存在两种根本不同的前传技术：数据共享策略和基于压缩的策略。在前一种策略下，每个用户的消息通过前传网络从中央处理器（CP）组播到所有的服务远程无线头端（RRH），然后这些RRH通过联合波束成形来协作为用户服务;而在后一种策略下，用户消息首先在CP处被波束成形然后被量化，并且压缩的信号被单播到对应的RRH，然后，无线电收发器对其接收的信号进行解压缩以用于无线传输。以前的工作表明，在一般的压缩为基础的策略优于数据共享策略。另一方面，本文指出，在RRH通过多跳路由器连接到CP的C-RAN模型中，如果采用网络编码技术向协作RRH多播用户消息，则数据共享可以优于压缩，并且RRH的波束成形向量、用户-RRH关联基于稀疏优化和逐次凸逼近技术对前传网络上的网络编码设计进行联合优化。这与基于压缩的策略相比，其中通过简单路由在前传网络上单播信息，并且RRH的压缩噪声协方差和波束成形向量以及前传网络上的路由策略基于连续凸近似技术联合优化。观察到的整体网络吞吐量的增益是由于信息多播比C-RAN的多跳前传上的信息单播更有效。

利用网络编码优化低SNR无线网络

On optimizing low SNR wireless networks using network coding

研究了低信噪比下无线网络的速率优化问题。虽然容量的限制消失的SNR是已知的衰落和非衰落信道是线性的，我们研究了在低信噪比的无线网络中的操作与给定的节点位置，使用网络编码的流量的问题。我们开发的模型，低信噪比高斯广播信道和多址信道分别运行在一个非平凡的可行速率区域。我们表明，该问题归结为网络总功率的优化，可以铸造成标准的线性多商品最小费用流规划，没有固有的组合困难的结构时，网络编码使用非整数约束（这是一个合理的假设）。这基本上是由于容量相对于SNR消失的线性度，这有助于分别避免所考虑的降级广播信道和多址环境的干扰影响。我们提出了一个完全分散的原始-对偶次梯度算法，用于在网络的每个子图（即超弧）上实现最优速率，以支持一组流量需求（多播/单播连接）。

非线性链中的模拟网络编码

Analog Network Coding in Nonlinear Chains

在一般的无线中继网络中，模拟网络编码（ANC）的单播通信的最佳速率特性的问题是计算困难的。执行ANC的中继节点缩放并转发其输入信号。在这样的通信场景中的源-目的地信道通常是符号间干扰（ISI）信道，其导致在具有非凸、非封闭形式的目标函数和非凸约束的优化问题方面的最优速率的单字母表征。然而，对于一类特殊的网络，称为分层网络，有一些关键的结果和见解。为了深入了解最佳解决方案的性质并构建低复杂度方案来表征一般无线中继网络的最佳速率，我们需要（1）足够规则以便于分析的网络拓扑，但足够一般以捕获一般无线中继网络的基本特征，以及（2）以封闭形式近似目标函数而不显著损害性能的方案。针对这两个目标，本文提出了（1）非线性链式网络，和（2）两个近似方案。我们表明，他们的组合使我们能够紧密地表征最佳ANC率与低计算复杂性的一个更大的类的一般无线中继网络比现有的计划。

以内容为中心的无线分发网络研究

On Content-centric Wireless Delivery Networks

社交媒体的流量和移动连接的便利性已经产生了一种移动数据现象，预计在可预见的未来，这种现象将压倒移动蜂窝网络。尽管4G/LTE的出现，无线数据的增长率已经远远超过了移动网络的容量增长。需要一种全新的设计模式来应对不断增长的无线数据挑战。在这篇文章中，我们调查的问题，大量的内容交付的无线网络，并提出了一个系统的观点，内容为中心的网络设计及其潜在的挑战。为此，我们首先回顾了信息中心网络（ICN）的一些最新进展，它提供了媒体内容如何在网络上标记，分发和放置的基础。然后，我们制定的内容交付任务到一个内容速率最大化的问题，在共享无线信道，对比传统的智慧，试图增加单播系统的比特率，最大化的内容交付能力与固定量的无线资源。这个概念上简单的变化使我们能够利用“内容多样性”和“网络多样性”，通过利用丰富的计算源（通过应用层编码，推送和缓存等）。在现有的无线网络中。接着描述实现用于内容递送的无线网络众包的网络架构，接着是涵盖以上概念的示范性校园无线网络。

有线网络中多接入点无线局域网的公平调度

Fairness Scheduling for Coded Caching in Multi-AP Wireless Local Area Networks

本文研究了在大规模无线局域网中利用编码缓存进行按需视频流媒体传输的公平调度问题，提出了一种去中心化、异步且位置无关的缓存放置方案，并结合'过IP'交付机制，通过凸优化方法实现了最优公平性。

无线Mesh网络中的比例公平编码

Proportional Fair Coding for Wireless Mesh Networks

我们认为多跳无线网络承载单播流多个用户。每个流有一个指定的延迟期限，和有损无线链路建模为二进制对称信道（BSC）。由于链路上的传输时间（也称为通话时间）在流之间共享，因此增加一个流的通话时间的代价是减少共享同一链路的其他流可用的通话时间。我们推导出的联合分配流的空中通话时间和编码速率，实现成比例公平的吞吐量分配。这个效用优化问题是非凸的，本文的技术贡献之一是表明，比例公平效用优化，但可以分解成一系列的凸优化问题。这一系列凸问题的解决方案是唯一的解决方案，原来的非凸优化。令人惊讶的是，这个解决方案可以写在一个明确的形式，产生相当深入的比例公平联合空中时间/编码速率分配的性质。据我们所知，这是第一次，效用公平的联合分配的通话时间/编码速率进行了分析，也是第一次，效用公平延迟截止日期已被认为是。

移动无线Ad Hoc网络的容量赤字：一种率失真模型

On The Capacity Deficit of Mobile Wireless Ad Hoc Networks: A Rate Distortion Formulation

路由协议所产生的开销减少了移动无线自组织网络中用于中继有用数据的容量。发现路由数据包所产生的协议开销量的下限对于开发高效的路由协议以及表征网络用户可用的实际（有效）容量是重要的。本文提出了一个信息理论的框架，用于表征网络中的移动节点的地理路由的最小路由开销。具体地，最小开销问题被公式化为速率失真问题。该公式可应用于具有任意流量到达和位置服务方案的网络。下界推导出维护目的节点的位置和一致的邻居信息的节点移动性和数据包到达过程中所产生的最小开销。这导致了对整体运输能力的路由开销所造成的赤字的表征。

无线Ad Hoc网络确定性传播的一般容量

General Capacity for Deterministic Dissemination in Wireless Ad Hoc Networks

在广义物理模型（GphyM）下，研究了随机无线网络中确定性传播（DD）的容量缩放定律.这确实不是一个新话题。我们重新处理这个问题的动机是双重的：首先，我们的目标是提出一个更一般的结果，通过研究系统的不同参数对网络容量的影响，统一一般齐次随机模型的网络容量。其次，我们的目标是关闭在文献中的网络容量的上限和下限之间的差距。（1）研究一般节点密度$λ\in [1,n]$的齐次随机网络，而不是文献中的随机稠密网络（RDN，$λ=n$）或随机扩展网络（REN，$λ=1$）。(2)我们解决了一般的确定性传播会话，\ie，一般的组播会话，它统一的单播和广播会话的能力，通过设置为一个通用值$n_d\in[1,n]$为每个会话的目的地的数量。(3)我们允许会话的数量在$n_s\in(1,n]$的范围内变化，而不是像文献中那样假设$n_s=Θ(n)$。通过引入Poisson布尔连续渗流模型，得到了任意情形下$(λ, n_d, n_s)$的容量的一般上界，并根据文献中已有的一般下界证明了它们是紧的.

下一代蜂窝网络中的多跳缓存辅助编码组播

Multihop Caching-Aided Coded Multicasting for the Next Generation of Cellular Networks

Golrezaei等人提出的部署无线分布式毫微微缓存基础设施的下一代蜂窝网络。艾尔研究。通过利用每个小区中的多跳通信，显著减少了所需的毫微微缓存助手的数量。通过使用用户终端（UT）中未充分利用的存储和通信能力来实现毫微微高速缓存的这种减少，这导致降低分布式毫微微高速缓存的部署成本。提出了一种多跳索引编码技术，用于对助手中的缓存内容进行编码，以实现顺序最优容量增益。这可以作为Golrezaei等人提供的解决方案的有效内容交付算法。作为示例，我们考虑其中内容具有流行度分布的无线蜂窝系统。它已被证明，如果内容遵循高的内容重用流行度分布，我们的方法可以取代许多单播通信与组播通信。我们将证明，基于图着色算法的启发式算法发现的简单线性索引码可以在Zipfian内容流行度分布下实现顺序最优容量。

多接入点无线局域网中编码缓存的最优公平性调度

Optimal Fairness Scheduling for Coded Caching in Multi-AP Wireless Local Area Networks

本研究针对多AP无线局域网的按需视频流场景，研究编码缓存的比例公平调度下的用户速率分布与可实现速率区域，同时提出低复杂度策略并与未编码缓存、频率复用等现有技术对比。

多跳无线网络的组播中断概率和传输容量

Multicast Outage Probability and Transmission Capacity of Multihop Wireless Networks

多播传输，其中相同的数据包必须被传递到多个接收器，是传感器和战术网络的一个重要方面，并有几个独特的特点，而不是更普遍研究的单播网络。特别地，这些包括（i）相同的分组必须被成功地递送到几个节点，（ii）在任何接收器处的中断要求分组至少被重传到该接收器，以及（iii）多播速率由具有最弱链路的接收器支配，以便最小化中断和重传。本文的第一个贡献是开发一个易于处理的多播模型和吞吐量度量，捕捉这些关键特征在多播无线网络。我们利用一个泊松簇过程（PCP）组成的一个不同的泊松点过程（PPP）的发送器和接收器，然后定义的组播传输容量（MTC）的最大可实现的组播速率每次传输尝试的最大强度的组播集群解码延迟和组播中断的约束下。多播集群是分组在其上被多播的连续区域，并且为了减少中断，可以将其细分为$v$更小的多播区域。本文的第二个贡献是分析了这个模型的几个关键方面，我们开发了以下主要结果。假设$τ/v$传输尝试允许每个细分区域中的多播集群，我们表明，MTC是$Θ(ρk^{x}\log(k)v^{y})$，其中$ρ$，$x$和$y$是$τ$和$v$的功能，这取决于网络的大小和强度，和$k$是预期的接收器在集群中的平均数量。我们推导出$\{ρ, x, y\}$的一些制度的利益，也表明，适当的重传次数可以显着提高MTC。

确定性无线中继网络的代数网络编码方法

Algebraic Network Coding Approach to Deterministic Wireless Relay Networks

Avestimehr等人提出的确定性无线中继网络模型，已经提出了近似高斯中继网络。该模型被称为ADT网络模型，考虑了无线介质的广播性质和干扰。Avestimehr等人证明了最小割最大流定理在ADT网络中成立。在本文中，我们表明，ADT网络模型可以描述的代数网络编码框架内介绍的Koetter和Medard。我们证明了ADT网络问题可以用一个矩阵来描述，称为“系统矩阵”。我们证明了ADT网络的最小割是系统矩阵的秩，从而消除了在计算ADT网络的最小割时对两个节点之间的指数割数进行优化的需要。我们扩展的ADT网络的容量表征更一般的连接。我们的代数方法不仅提供了一个单一的单播/组播连接的最小割最大流定理，但也扩展到非组播连接，如多个组播，不相交的组播，和两级组播。我们还提供了ADT网络的任意一般连接集的可并行性的充分条件。此外，我们表明，随机线性网络编码，一个随机分布的网络代码的建设算法，实现上述连接的能力。最后，我们将ADT网络扩展到具有随机擦除和循环的网络（因此，允许双向链接）。注意，ADT网络是为了近似无线网络而提出的;然而，ADT网络是非循环的。此外，ADT网络没有对无线链路的随机性进行建模。在我们的代数框架下，我们将循环以及随机故障纳入ADT网络模型。

Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Energy Harvesting Nodes

Transmission capacity of an ad hoc wireless network is analyzed when each node of the network harvests energy from nature, e.g. solar, wind, vibration etc. Transmission capacity is the maximum allowable density of nodes, satisfying a per transmitter-receiver rate, and an outage probability constraint. Energy arrivals at each node are assumed to follow a Bernoulli distribution, and each node stores energy using an energy buffer/battery. For ALOHA medium access protocol (MAP), optimal transmission probability that maximizes the transmission capacity is derived as a function of the energy arrival…

动态拓扑无线网络中的吞吐量优化广播

Throughput-Optimal Broadcast in Wireless Networks with Dynamic Topology

我们考虑时变无线网络中的吞吐量最优广播问题，其底层拓扑结构被限制为有向无环图（DAG）。先前的广播算法沿着生成树路由分组。在具有时变连通性的大型网络中，这些树很难计算和维护。在本文中，我们提出了一个新的在线吞吐量最优广播算法，使分组的分组调度和路由决策，避免了需要维护任何全局拓扑结构，如生成树。我们的算法依赖于系统状态信息进行传输决策，因此，可以被认为是一个众所周知的背压算法，使点到点单播传输决策的基础上，不需要的知识，端到端的路径的长度信息的概括。在技术上，反压算法是通过随机稳定网络队列来实现的。然而，由于与广播相关的数据包重复，违反了工作守恒原则，排队过程很难在广播问题中定义。为了解决这个基本问题，我们确定了某些状态变量，其行为类似于广播设置中的虚拟队列。通过随机稳定这些虚拟队列，我们设计了一个吞吐量最优的广播策略。我们还得到了新的时变无线DAG的广播容量的特征，并推导出一个有效的算法来计算的容量准确地在一定的干扰模型的假设下，和多时间的近似算法计算的容量在较少的限制性假设。

WiFlix：大规模MU-MIMO无线网络中的自适应视频流

WiFlix: Adaptive Video Streaming in Massive MU-MIMO Wireless Networks

我们考虑的问题，同时按需流存储的视频多个用户在多小区无线网络中，多个单播流会话并行运行，并共享相同的频带。每个流会话由视频“块”的顺序传输形成，使得每个块在其回放截止时间内到达对应的用户回放缓冲器。我们将问题公式化为网络效用最大化（NUM），其中目标是公平地最大化用户的视频流体验质量（QoE），然后使用李亚普诺夫优化导出迭代控制策略，该策略解决NUM问题达到任何精度水平，并产生在线协议，其中每次迭代的控制动作分解为由用户请求队列互连的两层：i）在每个用户节点处实现的使人联想到DASH的视频流适配层;所提出的块请求方案是一种拉策略，其中每个用户机会主义地从相邻基站请求视频块，并且基于请求队列的当前大小动态地适应其请求的质量。对于传输调度组件，我们首先描述了一般的最大权重调度器，然后将其具体化到无线网络中的基站具有多用户MIMO（MU-MIMO）波束成形能力。我们利用信道硬化效应的大规模MIMO信道（大规模MIMO），并设计了一个低复杂度的用户选择方案，以解决潜在的组合问题，选择用户子集的下行链路波束成形，可以很容易地实现，并在每个基站独立运行。