Buffer Aided Relaying Improves Both Throughput and End-to-End Delay
由于系统吞吐量的提高，缓冲器辅助中继近年来引起了人们的广泛关注。然而，通常认为的副作用是在中继节点处的缓冲导致分组延迟的增加。在本文中，我们研究了缓冲中继对用户数据的端到端延迟的影响，从他们到达源的时间，直到交付到目的地。我们使用简单的讨论来提供对系统中数据包的整体等待时间的见解。通过研究伯努利分布信道条件，并使用直观的概括，我们得出结论，在中继使用缓冲区不仅提高了吞吐量，但具有讽刺意味的是，端到端的延迟以及。在实际系统中的计算机模拟证实了上述结果。
2015-03-09 cs.IT cs.NI math.IT
To Relay or Not To Relay in Cognitive Radio Sensor Networks
最近的工作提出了中继在认知无线电网络中的MAC层，其中的主要数据包被转发的辅助节点保持一个额外的队列专门用于中继功能。然而，主数据包的中继可能会在次数据包上引入延迟（称为次延迟），并且需要额外的功率预算，以便转发主数据包，这在使用具有有限功率资源的传感器部署网络时尤其重要。为此，可以采用接纳控制，以有效地管理中继在认知无线电传感器网络。在本文中，我们首先分析和制定的二次延迟和所需的功率预算的次级传感器节点的关系的接受因子，表明是否允许被转发的主要数据包或不。在定义了上述内容之后，我们提出了在调整接受因子时二次延迟和所需功率预算之间的折衷。在续集中，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少二次延迟的准入控制参数所需的功率预算的限制，加上有关的各个队列的稳定性，由于它们的相互依赖性的分析观察到的约束。这个问题的解决方案是使用迭代分解方法，即对偶和原始分解，使用拉格朗日乘子，简化了原来的复杂问题，导致最终的等价对偶问题，包括初始的Karush Kuhn Tucker条件。使用导出的等价对偶问题，我们得到了最佳的接受因子，而此外，我们强调的额外延迟最小化的可能性，通过改变拉格朗日乘子的值放松初始约束。
2012-11-21 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperative Cognitive Relaying Under Primary and Secondary Quality of Service Satisfaction
本文提出了一种新的协作协议，它涉及到主用户和次用户之间的合作。我们考虑一个认知设置与一个主要用户和多个次要用户。时间资源被划分为离散的时隙。在每个时隙中，一个次要用户被调度用于根据时分多址进行传输，而其余的次要用户（我们称之为次要中继）尝试对主要分组进行解码。之后，次中继采用协作波束成形来转发主分组，并向被调度用于传输的次源的次目的地提供保护以免受干扰。我们的特点的多样性复用权衡的主要来源下，建议的协议。我们考虑由其所需的吞吐量指定的每个用户的某些服务质量。最优化问题就是在这种条件下提出的。结果表明，优化问题是线性的，可以很容易地解决。我们表明，所需的二次吞吐量的总和必须小于或等于正确的数据包接收的概率。
2014-07-01 cs.IT cs.NI math.IT
On the Stable Throughput of Cooperative Cognitive Radio Networks with Finite Relaying Buffer
在本文中，我们研究了认知无线电系统中的协作通信问题，其中次用户有有限的中继空间的偷听主数据包。更具体地说，我们的特点是稳定的吞吐量区域的认知无线电网络与有限的中继缓冲区在次要用户。为了实现这一目标，我们制定了一个约束优化问题，最大限度地提高次要用户的吞吐量，同时保证稳定的主要用户队列。我们考虑一个一般的合作政策，其中的数据包准入和队列选择概率，在二级用户，都依赖于有限的中继缓冲区的状态（长度）。尽管纯粹的优化问题的复杂性，由于其非凸性，我们将其转换为一个线性规划。我们的数值结果揭示了一些有价值的见解，例如，就扩展稳定吞吐量区域而言，在传递主分组时进行合作总是互利的。此外，该系统的稳定吞吐量区域，相比无限中继队列容量的情况下，边际收缩有限中继队列容量。
2014-10-09 cs.NI
Joint Relaying and Spatial Sharing Multicast Scheduling for mmWave Networks
毫米波（mmWave）通信在超5G网络中有效传播大量数据方面发挥着至关重要的作用。不幸的是，毫米波通信的方向性显著地使有效的数据传播复杂化，特别是在多播中，多播在新兴应用（例如，V2X，公共安全）。而对于工作在较低频率（即，sub-6 GHz）已经被广泛研究，但是它们对于毫米波系统是次优的，因为毫米波具有显著不同的传播特性，即，使用定向传输来补偿高路径损耗，从而促进频谱共享。在本文中，我们提出了新的多播调度算法，通过联合利用中继和空间共享增益，同时旨在最大限度地减少多播完成时间。我们首先用一个全面的模型来描述最小时间毫米波多播问题，并用整数线性规划（ILP）将其公式化。我们进一步设计了一个实用的和可扩展的分布式算法命名为mmDiMu，逐渐最大化的传输吞吐量随着时间的推移的基础上。最后，我们进行了验证，通过广泛的模拟在不同的规模和结果表明，mmDiMu显着优于传统的算法，减少约95%的组播完成时间。
2019-07-30 cs.NI
Maximum Secondary Stable Throughput of a Cooperative Secondary Transmitter-Receiver Pair: Protocol Design and Stability Analysis
在本文中，我们研究了一个次要的发射机-接收机对和一个主要的发射机（PT）的最大稳定吞吐量的主要-次要网络之间的合作的影响。每个发射机，无论是主发射机还是次发射机，都有一个缓冲区用于存储自己的流量。除了其自身的缓冲器之外，次发射机（ST）具有用于存储由于信道损伤而未递送的主分组的一部分的缓冲器。此外，次要目的地具有用于存储未递送的主要分组的一部分的中继队列。在所提出的合作系统中，ST和次要目的地通过中继PT的未成功传输的分组来增加次要分组的频谱可用性。我们考虑两个多址接入策略使用的ST和次要目的地利用PT的沉默会话。数值结果表明，所提出的合作系统的收益超过非合作的情况下。
2014-06-09 cs.IT cs.NI math.IT
Probability Prediction based Reliable Opportunistic (PRO) Routing Algorithm for VANETs
在车载自组织网络中，由于车辆的高移动性，网络参数变化频繁，发送端在向接收端发送数据包时所保存的信息可能会过时，因此为了提高路由效率，提出了基于概率预测的车载自组织网络可靠机会路由算法。PRO路由算法可以预测接收端的信干噪比（SINR）和分组队列长度（PQL）的变化。预测结果用于确定候选集中每个中继车辆的效用。车辆效用的计算是基于权重的算法，权重是候选中继车辆的SINR和PQL的方差。每个中继车辆的中继优先级由效用值确定。通过这些创新，PRO可以实现比SRPE，ExOR（街道为中心）和GPSR路由算法更好的路由性能（如分组投递率，端到端延迟和网络吞吐量）。
2017-09-24 cs.NI
Maximum Throughput of a Cooperative Energy Harvesting Cognitive Radio User
在本文中，我们研究的最大吞吐量的饱和可充电次用户（SU）共享频谱与主用户（PU）。SU以一定的收获率从环境中收获能量包（令牌）。假设所有的发射机都有数据缓冲器来存储输入的数据包。除了其自身的业务缓冲器之外，SU还具有用于存储用于中继的被准许的主分组的缓冲器;以及用于存储从环境中收获的能量令牌的缓冲器。我们提出了一个新的合作认知中继协议，允许SU中继一小部分未交付的主要数据包。我们考虑干扰信道模型（或多包接收（MPR）信道模型），并发传输可以生存的干扰，具有一定的概率，其特征在于补充的信道中断。该协议充分利用了主队列的突发性和接收端的MPR能力。此外，它在次级吞吐量最大化的目标下有效地消耗次级能量令牌。我们的数值结果显示了合作的好处，接收器的MPR能力，和二次能量队列到达率的系统性能从网络层的角度来看。
2014-07-08 cs.IT cs.NI math.IT
Experimental Analysis of Communication Relaying Delay in Low-Energy Ad-hoc Networks
近年来，越来越多的应用使用ad-hoc网络进行本地M2M通信，但是在某些情况下，例如当使用WSN时，由分组中继引起的软件处理延迟可能是不可忽略的。在本文中，我们计划并使用Raspberry Pi Zero W进行了延迟测量实验。结果表明，在低能耗的ad-hoc网络中，应用程序的处理延迟总是很大的，不能忽略，它至少是核心路由的10倍，相当于传输延迟的30%。此外，如果任务是CPU密集型的，例如数据包加密，则处理延迟可能大于传输延迟，并且其行为由简单的线性模型表示。我们的研究结果表明，在ad-hoc网络中实现QoS的关键因素是一个适当的节点到节点的负载均衡，考虑到CPU的性能和通过每个节点的流量。
2020-12-10 cs.NI cs.OS cs.PF
Multi-Hop Extensions of Energy-Efficient Wireless Sensor Network Time Synchronization
我们提出了多跳扩展的无线传感器网络的能量有效的时间同步方案，这是基于异步源时钟频率恢复和反向双向消息交换。我们考虑两个层次的扩展，分别基于分组中继和时间转换网关，并通过仿真分析其性能的层数和延迟的变化。仿真结果表明，分组中继的时间同步性能接近时间转换网关，且具有较低的复杂度。
2017-02-02 cs.NI
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
BShare: Packet Queueing Delay-Driven Buffer Sharing for Datacenter Switches
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；Purdue University（普渡大学）
提出一种仅需单个可配置参数的简单缓冲区共享机制BShare，利用数据包排队延迟来集成缓冲区管理与主动队列管理，在突发数据中心负载下将先进传输协议（如PowerTCP）的流完成时间性能提升高达45.07%。
2026-05-22 cs.NI
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
On the Coexistence of a Primary User with an Energy Harvesting Secondary User: A Case of Cognitive Cooperation
在本文中，我们考虑了一个认知场景中，能量收集次级用户（SU）与主用户（PU）共享频谱。辅助源在主源的静默期间帮助主源递送其未递送的分组。主源具有用于存储其数据分组的队列，而次源具有两个数据队列;一个队列用于存储其自己的分组，另一个队列用于存储被接受用于中继的未递送的主分组的部分。假设次级源是基于电池的节点，其从环境中收获能量包。除了其数据队列之外，SU还具有用于存储所收获的能量分组的能量队列。次级能量包用于初级包解码和数据包传输。更具体地，如果次级能量队列为空，则次级源既不能帮助初级源也不能传输来自数据队列的分组。能量排队被建模为具有马尔可夫到达和服务过程的离散时间排队。由于队列之间的相互作用，我们提供了所提出的系统的稳定区域的内部和外部边界。我们研究了能量到达率对稳定区域的影响。数值结果表明，合作的显着收益。
2014-07-28 cs.IT cs.NI math.IT
Interference-Aided Energy Harvesting: Cognitive Relaying with Multiple Primary Transceivers
我们考虑一个频谱共享的情况下，一个次级发射机（ST）通过解码和转发次级中继（SR）与其目的地通信的干扰存在下，从多个主发射机。SR从接收到的包括主要干扰的射频信号中获取能量，并使用它将信息转发到次要目的地。继电器采用时间切换策略，随着时间的推移在能量收集和信息解码之间切换。在ST和SR的主要中断约束和峰值功率约束下，为了确定平均次级吞吐量，我们推导出精确的次级中断概率和遍历容量的解析表达式，分别表征延迟限制和延迟容忍传输。我们还研究了主收发器的数量和峰值功率约束对最佳能量收集时间的影响，最大限度地提高了次级吞吐量。通过利用主干扰作为能量源，与为了能量收集目的而忽略主干扰的情况相比，次级网络实现了更好的吞吐量性能。最后，我们考虑的情况下，ST也收获能量从主传输和比较其吞吐量性能与非能量收获ST的情况下。
2017-07-14 cs.IT cs.NI math.IT
Cognitive Radio Networks with Probabilistic Relaying: Stable Throughput and Delay Tradeoffs
在本文中，我们研究和分析的基本吞吐量和延迟的权衡在认知无线电系统的协作多址接入。我们重点关注随机协作策略类，其中二级用户（SU）以一定的服务概率为自己的数据队列或主用户（PU）中继数据队列提供服务。此外，在中继队列处引入接纳控制，由此PU的分组以接纳概率被接纳到中继队列。所提出的策略引入了PU和SU的延迟之间的基本折衷。因此，它为PU延迟交换增强的SU延迟打开了空间，反之亦然。因此，可以根据预期应用的需求来调整系统。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。系统的吞吐量和延迟上的服务和接纳概率的变化的效果进行了深入的研究。结果表明，合作扩大了稳定的吞吐量区域。此外，数值模拟结果断言解析推导的延迟表达式的极端精度。此外，我们提供了一个标准的SU的基础上，它决定是否合作是有益的PU或没有。此外，我们显示的影响，在中继队列中使用的准入概率控制的数据流。
2014-04-24 cs.NI
Toward Trusted Sharing of Network Packet Traces Using Anonymization: Single-Field Privacy/Analysis Tradeoffs
分布式安全分析需要共享网络数据。为了共享而对网络数据进行分析，在隐私保护与安全分析能力之间建立了基本的权衡。这种隐私/分析权衡已经被许多研究人员所承认，但这是第一篇提供实证测量来表征企业数据集的隐私/分析权衡的论文。具体来说，我们在网络数据包跟踪中的单个字段上执行匿名化选项，然后使用入侵检测系统警报作为安全分析功能的代理进行测量。我们的结果显示：（1）两个字段具有零和折衷（更多的隐私减少安全分析，反之亦然），以及（2）八个字段具有更复杂的折衷（不是零和），其中隐私和分析两者都可以同时完成。
2007-10-26 cs.CR cs.NI
On the Impact of Guest Traffic in Open-Access Domestic Broadband Sharing Schemes
开放获取国内宽带连接共享是一种自愿做法，具有社会、经济和公共安全效益。尽管如此，宽带用户通常出于多种原因而不愿与客人自由共享他们的宽带连接;其中之一是共享他们的网络可能会妨碍他们自己的宽带体验质量。在本文中，我们通过实验研究了上行链路访客流量对共享者的宽带体验质量的影响，这两个通用和宽带共享特定的数据包调度策略。在我们的研究中使用的访客用户流量和接入点配置文件都是通过分析从实际宽带共享网络环境中捕获的真实流量跟踪和测量来开发的。我们的研究结果验证了宽带共享方案的混合数据包调度策略的适用性，并表明，只有几十个千兆字节每秒的上行链路访客流量可以容忍的共享者，而不妨碍他们的宽带质量的经验。在这种情况下，我们表明，选择最合适的数据包调度策略的宽带共享，以及其各自的配置，在很大程度上取决于宽带连接的能力和政策的丢包行为的客人流量。
2018-06-06 cs.NI
Outage Analysis of Spectrum Sharing Energy Harvesting Cognitive Relays in Nakagami-$m$ Channels
能量收集（EH）认知中继是解决频谱利用效率低下问题的一个令人兴奋的解决方案，同时实现绿色通信和空间多样性。在频谱共享的情况下，我们调查的认知中继网络的性能，其中一个次要的源与其目的地通过Nakagami- $m$信道通过解码和转发EH中继通信，同时保持低于预定义的阈值的主用户的中断概率。具体来说，我们推导出一个封闭形式的表达二次中断概率，并表明它是一个功能的概率EH中继有足够的能量进行中继，这反过来又取决于能量收集和消费率的EH中继和主要中断概率阈值。我们还表明，放松主要中断约束可能并不总是有利于认知EH中继网络由于中继的发射功率的能量约束的限制。
2015-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Cooperative Cognitive Relaying Schemes for Cognitive Radio Networks
我们研究认知无线电网络，其中主用户（PU）可以与认知无线电用户（即，次级用户（SU））用于其数据分组的传输。PU被假定为以时隙方式操作的缓冲节点，其中时间被划分为等长的时隙。我们开发了两个计划，涉及主要和次要用户之间的合作。为了满足某些服务质量（QoS）要求，用户共享时隙持续时间和信道频率带宽。此外，SU可以利用主反馈消息来进一步增加其数据率并满足PU QoS要求。所提出的合作方案的设计，使得SU数据率最大化的约束下，PU的平均排队延迟保持小于平均排队延迟的情况下，非合作PU。此外，所提出的方案保证了PU队列的稳定性，并保持SU发出的平均能量低于一定值。所提出的方案还提供了更强大的和潜在的连续服务的SU相比，在认知网络中的传统做法，其中SU发送的频谱空洞和沉默会话的PU。我们包括主要的源突发，感知错误，和反馈解码错误的分析，我们提出的合作计划。优化问题是离线解决的，需要一个简单的二维基于网格的搜索优化变量。数值结果表明，在SU数据率和PU吞吐量，平均PU的延迟，和平均PU节能方面的合作计划的有益收益。
2017-10-26 cs.IT cs.NI math.IT
A Round-Robin Packet Scheduler for Hierarchical Max-Min Fairness
分层链路共享解决了在多个聚合级别进行细粒度流量控制的需求。目前，可以支持分层链路共享的分组转发器不适合以线路速率实现，并且当将过剩容量分配给需要额外带宽的类时，所部署的转发器表现不佳。我们提出了HLS，一个包调度器，确保分层的最大-最小公平分配的链路带宽。HLS支持最低速率保证和类之间的隔离。由于它是作为一个非分层循环调度器实现的，它适合于以高速率运行。我们在Linux内核中实现HLS，并评估它实现的速率分配和开销。我们比较的结果与CBQ和HTB，现有的调度算法在Linux中的分层链路共享。我们表明，HLS的开销是可比的，其他有类的数据包转发器。
2021-08-22 cs.NI
Random linear multihop relaying in a general field of interferers using spatial Aloha
在我们的基本模型中，我们研究了嵌入在一个独立的平面泊松场的干扰节点的一条线上的节点的平稳泊松模式。假设时隙Aloha和信号干扰和噪声比捕获条件，与通常的幂律路径损耗模型和瑞利衰落，我们明确评估几个本地和端到端的性能特性相关的最近邻分组中继在这条线上，并研究其依赖于模型参数（中继和干扰节点的密度，Aloha调谐和外部噪声功率）。我们的模型可以应用在两种情况下：第一种使用是车辆的ad-hoc网络，车辆随机位于一条直路上。第二个用途是研究一个典型的路由跟踪（一般）平面ad-hoc网络中的一些路由机制。我们所选择的方法使我们能够量化的非效率的纯ad-hoc网络中的长距离路由，并评估一个可能的补救措施，它的形式额外的固定中继节点，称为路边单位在车辆网络。它也使我们能够考虑一个更一般的领域的干扰节点和研究的影响，其节点的聚类的路由性能。作为一个特殊的情况下，与更多的集群比毒药字段，我们认为干扰节点的泊松线字段，其中所有的节点是随机位于随机直线。与我们的基本模型的比较揭示了一个悖论：干扰节点的聚类降低了路由上单个（典型）传输的中断概率，但增加了平均端到端延迟。
2015-03-19 cs.NI math.PR
Age of Information Analysis for Dynamic Spectrum Sharing
及时的信息更新对于网络化监控系统中的时间敏感应用至关重要。研究了认知无线电网络（CRN）中次用户（SU）可以将主用户（PU）的状态数据包转发到目的地的实时状态更新问题。在所考虑的CRN中，SU有机会访问PU拥有的频谱，以将其自己的状态分组发送到目的地。信息的新鲜度由信息年龄（AoI）度量来衡量。通过为SU开发新的最优状态更新和分组中继方案来最小化平均AoI和能量消耗的问题在PU的平均AoI约束下被解决。这个问题被制定为一个约束马尔可夫决策过程（CMDP）。价值函数的单调性和可分解性的特点，然后用来表明，最佳的更新和中继策略是基于阈值的相对于AoI的SU。这些结构揭示了SU的AoI和能量消耗之间以及SU的AoI和PU的AoI之间的折衷。提出了一种渐近最优算法。数值结果表明了该策略的有效性。
2020-01-28 cs.NI
Probabilistic Band-Splitting for a Buffered Cooperative Cognitive Terminal
在本文中，我们提出了一个认知协议，涉及初级和次级用户之间的合作。除了自己的队列之外，次要用户（SU）还有一个队列来存储，然后中继未发送的主要数据包。当主队列非空时，SU保持空闲并尝试解码主分组。当主队列为空时，SU将总信道带宽分成两个正交子带，并将每个子带概率地分配给队列。我们所提出的协议的优势，优先认知中继（PCR）协议中，SU分配的优先级在传输中的主要数据包超过自己的数据包。我们提出了两个问题的配方，一个基于吞吐量和其他延迟。这两个优化问题被证明是一个给定的带宽分配的线性规划。数值结果表明所提出的协议的好处。
2014-07-08 cs.NI
Opportunistic Channel Sharing in Stochastic Networks with Dynamic Traffic
本文研究具有动态业务的随机网络。接入点（AP）和用户的空间分布首先建模为相互独立的泊松点过程（PPP）。与大多数文献假设所有AP都是满载的不同，我们认为没有数据传输的AP不会对用户产生干扰。AP根据待传输数据包的存在和提出的干扰抑制策略，机会性地共享信道。在干扰抑制区域中，一次只能有一个AP处于活动状态以在信道上传输数据包，而其他相邻AP保持静默以减少严重干扰。分析了任意接入点的空闲概率受业务负载和信道可用性的影响。获得了网络中同时活跃的AP的密度，并进一步阐述了分组丢失率。我们揭示了网络特征的影响（例如，AP密度、用户密度和信道状态）和服务特征（例如，用户请求、分组大小）对网络性能的影响。仿真结果验证了我们提出的模型。
2016-11-17 cs.NI
On the Design of Relay--Assisted Primary--Secondary Networks
使用$N$认知中继，以协助主要和次要的传输在时隙的认知设置与一个主要用户（PU）和一个次要用户（SU）的影响。提出了一种用于信道感知的重叠频谱感知策略，其中SU在从时隙开始的$τ$秒内感知信道，而认知中继在从时隙开始的$2 τ$秒内感知信道，从而为SU提供了相对于中继的固有优先级。中继在$[0,τ]$间隔上感测信道以检测主要活动，并在$[τ,2τ]$间隔上感测信道以检测次要活动。中继帮助PU和SU传递它们未传递的分组，并在两者都空闲时进行传输。研究了两个基于优化的公式与服务质量的约束，包括排队延迟。这两种情况下的完美和不完美的频谱感测进行了研究。这些结果显示了中继的好处及其增强初级和次级性能的能力，特别是在PU和SU发射机与其各自的接收机之间没有直接链路的情况下。三个分组解码策略在中继也进行了研究，并比较它们的性能。
2014-05-20 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Routing and Power Control for a Single Cell, Dense, Ad Hoc Wireless Network
我们考虑一个密集的，ad hoc无线网络，局限于一个小区域。无线网络作为单个小区来操作，即，一次只支持一个成功的传输。数据包通过多跳中继在源目的地对之间发送。我们假设节点自组织成一个多跳网络，使所有的跳跃长度为d米，其中d是一个设计参数。存在基于竞争的多址方案，并且假定每个节点总是具有要发送的数据，或者源自它，或者来自传输分组（饱和假设）。在这种情况下，我们试图最大限度地提高网络的传输容量的测量（以比特米每秒测量）在功率控制（在衰落环境中）和跳距d，受到平均功率约束。我们首先认为，对于一个密集的收集节点局限于一个小区域，单细胞操作是有效的单用户解码收发器。然后，密集的ad hoc无线网络（如上所述）作为一个单一的细胞，我们研究的跳长和功率控制，最大限度地提高了传输容量为一个给定的网络功率约束。
2009-07-21 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
Contract-Based Cooperative Spectrum Sharing
提供适当的经济激励对于动态频谱共享的成功至关重要。合作频谱共享是实现这一目标的有效途径之一。在协作频谱共享中，次要用户（SU）中继主要用户（PU）的业务，以换取用于SU自己的通信需求的专用传输时间。本文研究了不完全信息下的协作频谱共享问题，其中SU的类型（中继信道增益和功耗评估）是私有信息，不为PU所知。受契约理论的启发，我们将网络建模为劳动力市场。单一的PU是向SU提供合同的雇主。该合同由一组合同项组成，这些合同项表示频谱接入时间（即，奖励）和中继功率（即，贡献）。SU是雇员，他们每个人都选择最好的合同项目来最大化他的收益。我们研究了弱和强不完全信息情形下的最优契约设计。首先，我们为两种情形下的可行契约提供了充分必要条件。在弱不完全信息的情况下，我们进一步推导出最优的合同，达到相同的最大PU的效用在完全信息基准。在强不完全信息的情况下，我们提出了一个分解和比较算法，实现了接近最优的合同。我们的未来表明，PU的平均效用损失由于次优算法和强大的不完全信息都相对较小（小于2%和1：3%，分别在我们的数值结果与两个SU类型）。
2011-02-21 cs.NI
Delay Modelling for Single Cell IEEE 802.11 WLANs Using a Random Polling System
在本文中，我们考虑的问题建模的平均延迟经历的数据包在一个单一的细胞IEEE 802.11 DCF无线局域网。在每个节点i处的分组到达过程被假设为具有速率参数λ i的泊松过程。由于节点共享单个信道，因此它们必须为了成功传输而相互竞争。通过将系统建模为具有零延迟时间的1-有限随机轮询系统，来近似分组的平均延迟。我们表明，即使是非均匀的数据包到达过程中，平均延迟的数据包在整个队列是相同的，并取决于系统的利用率和总吞吐量的MAC。大量的模拟进行验证的分析结果。
2010-09-22 cs.NI
Spectrum Sharing Scheme Between Cellular Users and Ad-hoc Device-to-Device Users
为了更有效地利用频谱资源，与未许可用户共享许可频谱的协议正受到越来越多的关注。从蜂窝网络的角度来看，频谱利用不足使得空间重用成为现有标准的可行补充。干扰管理是设计这些方案的主要组成部分，因为许可用户保持其预期的服务质量是至关重要的。我们开发了一个分布式的动态频谱协议，在该协议中，ad-hoc设备到设备用户机会主义地访问蜂窝用户积极使用的频谱。首先，信道增益估计用于为设备到设备用户设置可行的发射功率，该发射功率将它们引起的干扰保持在允许的干扰温度内。然后，通过路由发现分组以随机接入方式分发网络信息，以帮助在两个设备到设备用户之间建立单跳或多跳路由。我们发现，在发现数据包中的网络信息可以降低路由发现的失败率，并减少必要的传输，找到一个路由的数量。使用找到的路由，我们表明，两个设备到设备的用户可以通信中断的概率很低，而只有最低限度地影响蜂窝网络，并可以实现显着的节能时，直接与对方通信，而不是利用蜂窝基站。
2013-08-26 cs.NI
Relative Rate Reduction Based Control with Adjustable Congestion Level
在未来的互联网中，有可能改变拥塞控制的元素，以消除由基于分组丢失事件的当前控制机制引起的抖动和批量丢失。我们调查的基本问题，调整发送速率，以实现最佳利用率的高度可变的带宽的网络路径，使用准确的数据包速率信息。这是通过利用在接收器处测量的分组速率的函数连续地控制发送速率来完成的。我们提出的相对损失的发送方和接收方之间的数据包速率（相对速率降低，RRR）作为一个新的准确和连续的衡量拥塞的网络路径，取代不稳定波动的数据包丢失。我们证明，选择各种RRR为基础的反馈功能，达到最佳的可调拥塞水平。该方法保证了竞争流的公平带宽共享。最后，我们提出了测试床实验来证明该算法的性能。
2017-07-22 cs.NI
Cooperative Caching Towards Efficient Spectrum Utilization in Cognitive-IoT Networks
Concordia University（康考迪亚大学）
本文提出基于深度强化学习的协作缓存方法，通过缓存主用户内容以降低延迟并提高缓存命中率，优化CIoT网络的频谱利用效率。
2025-12-16 cs.NI eess.SP
A Versatile Wireless Network Protocol for Spectrum Sharing with Passive Radio Services
本文提出DPASS协议，通过无源用户发射开关键控信号，使主动无线电经功率估计检测并动态协调频谱，兼容WiFi、LoRa和LTE等多种现有无线技术。
2023-05-30 cs.NI
Distributed Intrusion Detection of Byzantine Attacks in Wireless Networks with Random Linear Network Coding
网络编码是一种优雅的技术，其中，不是简单地中继它们接收的信息分组，而是允许网络的节点将\emph{several}分组组合在一起用于传输，并且该技术可以用于实现网络中的最大可能信息流并节省所需的分组传输次数。此外，在能量受限的无线网络中，例如无线传感器网络（无线自组织网络的典型类型），应用网络编码来减少无线传输的次数也可以延长传感器节点的寿命。虽然在无线传感器网络中应用网络编码显然是有益的，但由于一个传输信息实际上是多个其他信息的组合的操作，因此在网络中可能发生错误传播。这一特性也使得网络编码系统容易受到各种错误攻击，尤其是拜占庭攻击。在网络编码的情况下，当网络中的敌对节点产生错误信息时，这些错误信息会在中间节点处混合，从而破坏到达目的节点的所有信息。最近的研究工作表明，网络编码可以与经典的错误控制码和密码学相结合，用于安全通信或不当行为检测。然而，当涉及到拜占庭攻击时，这些结果的效果有限。事实上，除非我们找到那些敌对节点并将其隔离，否则在存在恶意节点的情况下，网络编码的性能可能比纯路由差得多。本文提出了一种基于随机线性网络编码的分布式分层算法，用于恶意节点的检测、定位和隔离。
2013-03-11 cs.NI
Machine Learning enabled Spectrum Sharing in Dense LTE-U/Wi-Fi Coexistence Scenarios
University of Chicago（芝加哥大学）
将机器学习（ML）技术应用于复杂的工程问题已被证明是一种有吸引力和有效的解决方案。ML技术在解决非线性问题方面的前景影响了这项工作，其目的是应用已知的ML技术，并开发新的ML技术，用于Wi-Fi和LTE之间的无线频谱共享。在这项工作中，我们专注于LTE-U论坛开发的LTE-Unlicensed（LTE-U）规范，该规范使用占空比方法实现公平共存。该规范建议当同信道Wi-Fi基本服务集（BSS）的数量从一个增加到两个或更多个时减少LTE-U基站（BS）处的占空比。然而，在不解码Wi-Fi分组的情况下，实时检测在信道上操作的Wi-Fi BSS的数量是一个具有挑战性的问题。在这项工作中，我们展示了一种新的基于ML的方法，它通过使用在LTE-U OFF持续时间期间观察到的能量值来解决这个问题。与解码整个Wi-Fi分组相比，在LTE-U BS关闭时间期间仅观察能量值是相对直接的，这将需要LTE-U基站处的完整Wi-Fi接收器。我们通过实时实验实现并验证了所提出的基于ML的方法，并证明了一个和多个Wi-Fi AP传输之间的能量分布之间存在不同的模式。与现有的自相关（AC）和能量检测（ED）方法相比，所提出的基于ML的方法导致更高的准确性（在所有情况下接近99%）。
2020-03-18 cs.LG cs.NI eess.SP
