Stability and Performance Issues of a Relay Assisted Multiple Access Scheme with MPR Capabilities
在这项工作中，我们研究的影响，中继节点的网络与有限数量的用户源和一个目的节点。我们假设用户有饱和的队列和中继节点没有自己的数据包，我们有随机访问的介质和时隙的时间。当到目的地节点的传输失败时，中继节点将其成功接收的源分组存储在其队列中。中继和目的节点具有多分组接收能力。我们得到的中继的队列，如平均队长，稳定性条件等特性的分析方程。我们还研究了每个用户的吞吐量和总吞吐量的网络。
2014-02-04 cs.IT cs.NI math.IT
Stable Throughput and Delay Analysis of a Random Access Network With Queue-Aware Transmission
在这项工作中，我们考虑一个两个用户和三个用户时隙ALOHA网络与多包接收（MPR）的能力。节点可以基于其他节点的状态来调整它们的传输概率和它们的传输参数。每个用户都有外部突发到达，存储在其无限容量队列中。对于两个和三个用户的情况下，我们得到的系统的稳定区域。对于两个用户的情况下，我们提供的条件，稳定区域是一个凸集。我们进行了详细的数学分析，以研究排队延迟制定两个边值问题（Dirichlet和Riemann-Hilbert边值问题），其中的解决方案提供了在用户节点的队列大小的联合平稳概率分布的生成函数。此外，对于MPR的两个用户对称的情况下，我们得到的平均延迟的下限和上限，而不显式计算的生成函数的固定联合队列长度分布。从数值结果中可以看出，边界似乎很紧。对于MPR模型的一个子类，即具有捕获效应的对称模型，得到了平均时延的显式表达式。我们还提供了最佳的传输概率在封闭形式的表达，最小化的平均延迟对称捕获的情况下。最后，我们数值评估所提出的理论结果。
2017-04-10 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Spectrum Access for a Rechargeable Cognitive Radio User Based on Energy Buffer State
本文研究了一个可充电的次要用户（SU）共享频谱与一个主要用户（PU）插入到一个可靠的电源的最大吞吐量。SU维持有限的能量队列并从自然资源（例如，太阳能、风能和声学噪声。我们提出了一种概率访问策略的SU的基础上的数据包的数量在其能量队列。我们研究了衰落信道下能量到达率、每个能量包的能量数量以及能量队列的容量对SU吞吐量的影响。结果表明，所提出的接入策略可以提高SU的性能。
2014-09-03 cs.IT cs.NI math.IT
Protocol Design and Stability Analysis of Cooperative Cognitive Radio Users
单个认知无线电发射机-接收机对与两个主要用户共享频谱，这两个主要用户与各自的接收机通信。每个主用户有一个本地流量队列，而认知用户有三个队列;一个存储自己的流量，而其他两个是中继队列，用于存储从两个主用户接纳的主中继数据包。提出了一种新的协作认知媒体接入控制协议，其中认知用户利用主频谱带的空闲时间。每个中继队列的流量到达控制使用可调的准入因子，而中继队列服务调度控制通过信道访问概率分配给每个队列的基础上的操作频带。所提出的协议的稳定区域的特征在于其最大预期吞吐量的光。数值结果表明，所提出的合作认知协议的性能增益。
2014-01-18 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Cooperative Cognitive Relaying and Spectrum Access for an Energy Harvesting Cognitive Radio: Reinforcement Learning Approach
Qatar University（卡塔尔大学）；Nile University（尼罗河大学）
在本文中，我们考虑了认知环境下的合作通信的背景下，认知无线电（CR）用户被假定为网络的自组织中继。假设CR用户和PU是能量采集器。CR用户协作地中继主用户（PU）的一些未递送的分组。具体地，CR用户将未递送的主分组的一部分存储在中继队列（缓冲器）中。它使用时隙上的适当动作来管理未递送的主分组到其中继队列的流。此外，它具有在空闲时隙（PU的队列为空的时隙）选择用于信道接入的所用队列的决定。假设一个数据包传输消耗一个能量包。最优策略根据主用户和CR用户到达数据和能量队列的速率以及信道的连通性而变化。CR用户通过承担中继未递送的主分组的责任来为PU节省能量。随着时间的推移，它最佳地组织自己的能量包以最大化其收益。
2014-07-08 cs.IT cs.LG cs.NI
Throughput-Optimal Random Access: A Queueing-Theoretical Analysis for Learning-Based Access Design
本文利用排队论分析指导基于学习的随机接入设计，基于MAB框架提出了MTOA-L和MTOA-G两种吞吐量优化方案，并通过统一排队论框架刻画和优化了它们的吞吐量-公平性权衡，证明MTOA-G在节点数多时更优。
2025-04-04 cs.NI
Optimal Random Access and Random Spectrum Sensing for an Energy Harvesting Cognitive Radio with and without Primary Feedback Leveraging
我们考虑具有能量收集能力的次级用户（SU）。我们设计的SU，其中包括随机频谱感知和随机接入，并利用主自动重传请求（ARQ）反馈的接入方案。我们研究两个问题的配方。在第一个问题的制定，我们所提出的计划的稳定区域的特征。感知和访问概率的获得，使得二级吞吐量最大化的约束下，主，二级队列是稳定的。而在第二个问题的制定，获得的感测和访问概率，使得辅吞吐量最大化的主队列的稳定性下，并保持主排队延迟低于一个指定的值，需要保证一定的服务质量（QoS）的主用户（PU）。我们认为频谱感知错误，并假设多包接收（MPR）的能力。数值结果表明，我们提出的系统的增强性能。
2014-04-27 cs.IT cs.NI math.IT
Probabilistic Cooperation of a Full-Duplex Relay in Random Access Networks
在这项工作中，我们分析了概率合作的全双工中继在多用户随机接入网络。继电器配备有接收器和发射器独立的开/关模式。这些模式被建模为接收器和发射器被激活的概率。我们提供的中继队列的性能，如到达率和服务率，稳定性条件，和平均队列大小的解析表达式。我们优化中继的操作设置，以最大限度地提高全网络的吞吐量，同时，我们保持中继的队列稳定，并最大限度地减少消耗的能量。此外，我们研究了SINR阈值和自干扰（SI）系数对每个用户和全网吞吐量的影响。对于低信干噪比阈值，我们表明在何种情况下，它是有益的，完全关闭中继，或关闭中继的接收机只。
2016-07-07 cs.IT cs.NI math.IT
Stability and Queueing Analysis of IEEE 802.11 Distributed Coordination Function
Bianchi提出了一种广泛采用的IEEE 802.11 DCF的二维马尔可夫链模型来描述饱和流量条件下单个节点的退避行为。使用这种方法，我们提出了一个排队模型的802.11 DCF下的非饱和流量环境。每个节点的输入缓冲区被建模为Geo/G/1队列，分组服务时间分布由802.11 DCF的马尔可夫状态空间和底层调度算法导出。DCF定义了两种访问机制，即基本访问机制和请求发送/清除发送（RTS/CTS）访问机制。基于该模型，研究了概率指数退避调度下两种方案的性能分析。得到了网络吞吐量的特征方程和分组转发延迟的表达式。具体地说，我们得到了稳定的吞吐量和有界的延迟区域相对于重传因子根据基本的分析。对于这两种接入方案，有界延迟区域是稳定吞吐量区域的子集。我们的研究结果表明，RTS/CTS访问机制是更稳定，性能优于基本的访问机制。仿真结果验证了本文分析的正确性。
2012-01-11 cs.NI
Delay Performance and Mixing Times in Random-Access Networks
我们探讨了无线随机接入网络中可实现的延迟性能。虽然相对简单，本质上是固有分布的，但适当设计的基于随机接入的方案提供了惊人的能力，可以在广泛的场景中匹配集中式调度机制的最佳吞吐量性能。然而，已经建立吞吐量最优性的特定类型的激活规则可能产生过多的队列和延迟。出于这个问题，我们研究是否延迟性能差是固有的这些计划的基本操作，或引起的特定类型的激活规则。我们推导出延迟下界的基于激活规则，这提供了根本的洞察力的原因过度延迟。对于固定的激活率，我们得到的下限表明，延迟和混合时间可以显着增长，在某些拓扑结构的负载以及。
2013-05-16 cs.NI math.PR
Stability conditions for a discrete-time decentralised medium access algorithm
我们考虑一个随机的分布式系统建模的无线网络的行为与节点采用离散时间版本的标准分散介质访问算法。系统是{ \em不饱和} --每个节点以每个时隙$λ$分组的速率接收外部分组流。每个数据包需要一个时隙来传输，但相邻节点不能同时传输。我们研究的算法是{ \em standard}的，因为：具有空队列的节点{ \em not}竞争介质访问;节点的访问过程{ \em not}依赖于其队列长度，只要它不为零。两个系统的拓扑结构被认为是，与节点排列在一个圆圈和一条线。我们证明了，对于任一拓扑，系统在条件$λ< 2/5$下是随机稳定的。该结果对于环形拓扑是直观的，因为每个节点在饱和系统（具有无限队列）中接收的吞吐量等于所谓的{ \em停放常数}，其大于$2/5$。(The然而，后一个事实无助于证明我们的结果。）对于线路拓扑，结果根本不直观，因为在饱和系统中，一些节点接收的吞吐量低于$2/5$。
2018-03-20 cs.NI math.PR
Optimal Random Access and Random Spectrum Sensing for an Energy Harvesting Cognitive Radio
我们考虑具有能量收集能力的次级用户。我们设计的接入方案的次级用户，其中包括随机频谱感知和随机接入，并利用主自动重传请求（ARQ）反馈。获得的感测和访问概率，使得辅助吞吐量最大化的约束下，主要和次要队列是稳定的，并且主要的排队延迟保持低于一个指定的值，需要保证一定的服务质量（QoS）的主要用户。我们认为频谱感知错误，并假设多包接收（MPR）的能力。数值结果表明，我们提出的系统的随机接入系统的增强性能，并证明利用主反馈的好处。
2012-08-28 cs.IT cs.NI math.IT
The MDS Queue: Analysing the Latency Performance of Erasure Codes
为了经济地扩展，数据中心越来越多地将其数据存储方法从使用简单的数据复制发展到使用更强大的擦除码，擦除码提供与复制相同的可靠性水平，但存储成本显著降低。特别地，众所周知，最大距离可分离（MDS）码，例如里德-所罗门码，提供最大存储效率。虽然在档案存储系统中使用代码来提供改进的可靠性是很好理解的，在档案存储系统中，数据被不太频繁地访问（或所谓的“冷数据”），但是代码在更频繁地访问和活动的“热数据”的存储中的作用不太清楚，在档案存储系统中，延迟是关键度量。本文从排队论的角度对基于MDS码的数据存储系统进行了研究，称之为“MDS排队”。“我们分析了MDS队列的（平均）延迟性能，为此我们提出了有见地的调度策略，这些策略形成了性能的上限和下限，并且被观察到非常严格。还提供了大量的模拟，并用于验证我们的理论分析。我们还采用MDS队列的框架来分析在分布式数据存储中执行所谓的降级读取（部分数据的读取）的不同方法。
2013-11-11 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Packetization Towards Low Latency in Random Access Networks (extended version)
School of Electronics and Communication Engineering, Sun Yat-sen University（中山大学电子与通信工程学院）
针对随机接入网络的排队延迟问题，建立分组大小与平均排队延迟（秒）的数学关系，通过数值方法找到最优分组以最小化延迟，并分析网络参数影响，应用于NTN场景。
2026-06-16 cs.NI
Cooperative Cognitive Relaying with Ordered Cognitive Multiple Access
我们研究了一个认知无线电系统与两个次用户谁可以与主用户在中继其数据包的主接收机合作。除了它自己的队列之外，每个次要用户都有一个队列来保存没有被主要接收者正确接收的主要数据包。次要用户以一定的概率接受未接收的主要数据包，如果两个队列都非空，则从它们的队列中随机发送。这些概率被优化以扩展系统的最大稳定吞吐量区域。此外，我们建议一个次要的多址接入方案，其中一个次要用户感测信道从时隙的开始$τ$秒，如果发现信道是空闲的，则发送。另一次用户在时间段$[0,2τ]$内感测信道以检测主用户和排名第一的次用户的可能活动。如果可能，它在从时隙开始的$2τ$秒之后开始发送。它通过增加其传输速率来补偿延迟的传输，使得它在时隙期间仍然传输一个分组。我们展示了这种有序系统比传统随机接入系统的潜在优势。我们还展示了合作的好处，在提高网络的吞吐量。
2012-08-28 cs.IT cs.NI math.IT
Relay-assisted Multiple Access with Full-duplex Multi-Packet Reception
研究了随机接入多用户网络中全双工协作中继的效果。首先，我们模型的自干扰，由于全双工操作，假设多个数据包接收能力的中继和目的地节点。在源节点处的业务被认为是饱和的，并且没有其自己的分组的协作中继在到目的地的传输失败时将其成功接收的源分组存储在其队列中。我们得到的中继，如到达率和服务率，稳定性条件，平均队列长度的关键性能指标的解析表达式，作为传输概率的函数，自干扰系数，和链路的中断概率。此外，我们研究了中继节点和自干扰系数对每个用户和聚合吞吐量，以及每个数据包的平均延迟的影响。我们发现，完美的自干扰消除起着至关重要的作用时，SINR阈值很小，因为它可能会导致更差的性能相比，半双工的情况下，吞吐量和延迟。这是因为在某些条件下，完美的自干扰消除会导致中继处的不稳定队列。
2015-02-26 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperative Access in Cognitive Radio Networks: Stable Throughput and Delay Tradeoffs
本文研究和分析了认知无线电系统中协作多址接入的基本吞吐量-时延权衡问题。我们专注于类的随机合作政策，从而次要用户（SU）服务于自己的数据队列或队列的主要用户（PU）中继数据与一定的服务概率。所提出的策略为用PU延迟交换增强的SU延迟打开了空间。为了实现这一目标，在系统中所涉及的队列的稳定性条件。此外，矩生成函数的方法来推导出封闭形式的表达式，由两个用户的数据包所遇到的平均延迟。结果表明，合作扩大了稳定的吞吐量区域的系统，显着减少在两个用户的延迟。此外，我们量化的SU延迟下所提出的政策，在传统的中继，给予严格的优先级的中继队列方面获得的收益。
2014-04-24 cs.NI
Effect of the Feedback Function on the QoS in a Time Space Priority with Active Queue Management
主动队列管理（AQM）的基本思想是感知网络中的拥塞程度，并通知数据包源，以便它们降低发送速率。文献中对主动队列管理机制进行了大量的研究。但是，在具有不同QoS要求的不同类型的分组共享同一链路的DiffServ架构的上下文中，没有使用这些方法。在本文中，我们研究了一种访问控制机制的RT和NRT数据包到达一个缓冲区实现在一个终端用户在HSDPA。该机制使用阈值来管理对缓存的访问，并赋予RT数据包优先访问权。为了控制缓冲器中NRT分组的到达速率，使用主动队列管理。我们研究了反馈函数对两类数据包的QoS参数的影响，给出了数学描述和解析结果，数值结果表明所提出的反馈函数对系统中的NRT数据包具有更高的QoS.
2013-04-11 cs.NI
Traffic-aware Gateway Placement and Queue Management in Flying Networks
无人机（UAV）已经成为承载通信节点（包括Wi-Fi接入点和蜂窝基站）的适当平台。这导致了由无人机组成的飞行网络的概念，作为一种灵活和敏捷的解决方案，随时随地提供按需无线连接。然而，现有技术的工作已经集中在优化提供到地面用户的连接的接入网络的布置，而忽略了回程网络设计。为了提高提供给地面用户的整体服务质量（QoS），需要仔细定义飞行网关（FGW）的位置和UAV中配置的队列的大小，以满足严格的性能要求。本文的主要贡献是一个流量感知的网关布局和队列管理（GPQM）算法的飞行网络。GPQM利用预先知道的位置的无人机和他们的交通需求，以确定FGW的位置和队列大小的无人机，以最大限度地提高总吞吐量，并提供随机延迟保证。GPQM评估通过ns-3模拟，考虑到一个现实的无线信道模型。结果表明，GPQM使用时提供的QoS显着的收益。
2022-07-05 cs.NI
Impatient Queuing for Intelligent Task Offloading in Multi-Access Edge Computing
多址边缘计算（MEC）作为即将到来的第五代（5G）和未来的超5G移动通信系统的重要组成部分而出现。它向蜂窝网络的边缘增加了计算能力，更接近能量受限的用户设备，从而允许用户将任务卸载到边缘计算节点，用于具有非常有限的电池消耗的低延迟应用。然而，由于用户需求和服务器负载的高动态性，在边缘节点处可能发生任务拥塞，从而导致长的排队延迟。这样的延迟会显著降低一些延迟敏感应用的体验质量（QoE），增加服务中断的风险，并且不能通过传统的队列管理解决方案有效地解决。在这篇文章中，我们研究了一个延迟中断的关键场景，用户打算限制延迟中断的风险。我们提出了一种基于不耐烦的排队策略，这样的用户智能选择MEC卸载和本地计算，让他们合理地从任务队列中退出。数值模拟结果表明，当队列状态信息完备时，该方法对一般服务模型是有效的。针对用户只能获得不完全队列状态信息的实际情况，设计了一种最优的在线学习策略，使其能够应用于泊松服务场景。
2022-07-12 cs.NI
Deficit Round-Robin-Based ISP Traffic Control Scheme Enabling Excess Bandwidth Allocation in Shared Access Networks
在共享接入中，运营商基于令牌桶的用户流量整形在活跃用户较少的情况下浪费了网络资源，因为它不能长期分配多余的带宽。为了解决这个问题，基于核心无状态公平交换（CSFQ）和令牌桶计量器（TBMs）的流量控制方案已经被提出，它可以在活跃用户之间分配与他们的令牌生成速率成比例的多余带宽。然而，对所有分组使用FIFO队列会降低符合性业务的短期性能，因为队列中已经存在不符合性分组。此外，基于指数平均的速率估计使得难以对业务条件的快速变化做出反应。在本文中，我们提出了一种新的流量控制方案的基础上赤字轮循（DRR）和TBMs，以保证服务质量的一致性数据包在所有的时间尺度，同时分配额外的带宽之间的活跃用户成比例的令牌生成率，其优势基于CSST的计划，通过仿真结果表明。
2014-10-03 cs.NI
Stability Analysis of GI/G/c/K Retrial Queue with Constant Retrial Rate
考虑了具有常数再审率的GI/G/c/K型再审判决系统.该系统由一个主队列和一个轨道队列组成。主队列具有$c$相同的服务器，可以容纳最大数量的$K$作业。如果一个新到达的作业发现主队列已满，它就加入轨道。原始的主作业根据更新过程到达系统。这些工作都有通用的身份证。服务时间。在轨道队列前面的作业在与轨道队列长度无关的指数分布时间后重试进入主队列。电话交换系统、媒体访问协议和短TCP传输只是所提出的交换系统的一些应用。对于这个系统，我们建立了最小的充分稳定性条件。我们的模型非常通用。此外，对于已知的特定情况（例如，M/G/1/1或M/M/c/c系统），所提出的模型作为特例涵盖了确定性服务模型和具有常数重试率的Erlang模型。过去没有考虑过后一种特殊情况。所得到的稳定性条件具有明确的概率解释。
2010-07-09 cs.NI
