Optimizing Client Association in 60 GHz Wireless Access Networks
60 GHz频段的毫米波通信被认为是实现多千兆位无线接入的关键技术之一。然而，在这样的频带中的高传播损耗对无线资源的最佳利用构成了主要障碍，其中高效的客户端与接入点（AP）的关联的问题至关重要。本文研究了60 GHz无线接入网中的客户端关联问题。AP利用率和快速消失的通信链路的质量是控制参数。由于客户端关联优化问题具有复杂的非凸性和组合性，因此提出了一种新的求解方法来保证资源分配的均衡性和公平性。基于拉格朗日对偶理论和次梯度方法，提出了一种新的分布式、轻量级、易于实现的关联算法。结果表明，该算法是渐近最优的，即相对的对偶差距减少到零的客户端的数量增加。理论和数值结果表明，许多有用的属性的算法，如快速收敛，可扩展性，时间效率，和公平执行相比，现有的方法。最后得出结论，所提出的解决方案可以应用在即将到来的60 GHz无线接入网络。
2013-02-11 cs.NI
A Survey on Delay-Aware Network Structure for Wireless Sensor Networks with Consecutive Data Collection Processes
无线传感器网络（WSN）由空间分布的自主传感器组成，以监测物理或环境条件，如温度，声音，压力等。在传感应用中，数据包从传感器节点流向基站。在数据汇集过程中，使用自自底向上的的方法。在自自底向上的的方法中，所有节点将其感测到的数据分组直接发送到基站。在这种方法将导致增加延迟，这将导致更高的能源消耗。为了降低传感器节点的能量消耗，分簇算法和低能量自适应分簇层次（LEACH）被使用。在无线传感器信息系统中，正在使用传感器信息系统中的功率高效收集（PEGASIS）。无线传感器网络中存在着诸如时延、网络生命周期、能量耗散等问题需要解决。
2014-02-06 cs.NI
Empirical Evaluation of the Heat-Diffusion Collection Protocol for Wireless Sensor Networks
热扩散（HD）路由是我们最近开发的多跳无线网络的热感知路由策略的启发热力学。在以前的理论研究中，我们已经表明，HD路由保证吞吐量最优，最大限度地减少二次路由成本，最大限度地减少网络上的队列拥塞，并提供路由成本和排队延迟之间的权衡，是帕累托最优的。虽然引人注目，但这些保证是基于理想化的假设（包括全局同步，集中控制和无限缓冲区），迄今为止仅通过简化的数值模拟进行评估。我们在这里提出了第一个实用的分散版本的HD算法，我们称之为热扩散收集协议（HDCP），用于无线传感器网络。我们提出了一个彻底的评估HDCP的基础上，真正的试验台实验，包括其性能的比较分析，相对于最先进的收集树协议（CTP）和背压收集协议（BCP）的无线传感器网络。我们发现，HDCP具有显着更高的吞吐量区域和更大的抗干扰能力相比，CTP。然而，我们也发现，HDCP的最佳性能是最好的BCP的性能，由于在他们的邻居排名，我们通过肯德尔的Tau检验验证的相似性。
2018-09-02 cs.NI
Energy-Efficient Data Collection in Clustered Wireless Sensor Networks employing Distributed DCT
针对无线传感器网络（WSNs）中传感器数据的相关性强、适合于在离散余弦变换（DCT）域进行变换的特点，提出了一种基于DCT变换矩阵和分簇的能量有效的数据汇集方法，我们建议来自网络的每个簇仅以两种常见方式向基站（BS）发送少量的大DCT变换系数以用于数据汇集，直接地或者在多跳路由中。可以基于在BS处接收的大系数来恢复来自传感器网络的所有传感数据。我们进一步分析和制定的通信成本的功率消耗传输数据在这样的网络的基础上随机问题。最后，对几种常用的聚类算法进行了应用和比较，验证了分析和仿真结果.噪声和无噪声环境中所提出的方法被认为是。
2016-11-17 cs.NI
Extend the lifetime of wireless sensor networks by modifying cluster-based data collection
无线传感器网络有很大的潜力，以提高我们的能力，以查看和控制的物理环境，但在这些网络的功耗问题已成为一个重要的参数，在其可靠性，因为在许多应用的网络。无线传感器需要保证端到端的质量参数，在这些网络中对服务质量的支持至关重要。在无线传感器网络中，最重要的问题之一是每个网络的生命周期，它直接关系到网络传感器的能量消耗。增加网络寿命是这些类型网络中最具挑战性的要求之一。提出了一种降低无线传感器网络功耗的分簇方法，该方法是传感器网络可扩展性和降低能耗的最有效方法。仿真结果表明，该算法能够有效降低无线传感器网络的能量消耗，显著提高网络的生存时间。
2022-07-16 cs.NI
Age of Broadcast and Collection in Spatially Distributed Wireless Networks
我们考虑一个无线网络与基站广播和收集时间敏感的数据，并从空间分布的节点在无线干扰的存在。信息年龄（AoI）是指自最近一次发送的数据包生成以来所经过的时间，用于捕获信息的新鲜度。在广播和收集的上下文中，我们将广播年龄（AoB）定义为直到所有节点接收到新更新所经过的时间量，并且将收集年龄（AoC）定义为直到基站从所有节点接收到更新所经过的时间量。我们量化了两种情况下的平均广播和收集年龄：1）实例相关，其中所有节点和节点的位置是已知的，2）实例无关，其中它们是未知的，但随机定位，预期年龄的特征在于相对于节点位置。在实例独立的情况下，我们表明，AOB和AOC规模超指数相对于周围的基站的区域的半径。仿真结果突出了预期的AoB和AoC是如何受到网络参数，如网络密度，介质访问概率，和覆盖区域的大小的影响。
2022-12-09 cs.NI
Optimizing Local Capacity of Wireless Ad Hoc Networks
在这项工作中，我们评估本地容量的无线Ad Hoc网络与几个介质访问协议，并确定最佳的协议。我们将本地容量定义为随机位于网络中的接收器接收到的平均信息速率。我们分析了网格模式协议，同时发射机定位在一个规则的网格模式，纯ALOHA协议，同时发射机根据均匀泊松分布和排除协议，同时发射机根据排除规则，如节点着色和载波侦听协议进行调度。我们的分析使我们能够推测，本地容量是最佳的同时发射机定位在一个网格模式的基础上等边三角形和我们的研究结果表明，这种最佳的本地容量是最多的两倍，简单的ALOHA协议的本地容量。我们的研究结果还表明，节点着色和载波侦听协议接近最佳的本地容量几乎可以忽略不计的差异。
2011-11-09 cs.NI
A Mobile Agent-Based Hierarchical Reinforcement Learning Framework for Energy-Balanced Data Collection and Wireless Charging in WSN
Imam Khomeini International University（伊玛目霍梅尼国际大学）；Amirkabir University of Technology（阿米尔卡比尔理工大学）
针对WSN能量不均衡问题，提出统一移动智能体框架，以分层强化学习顺序执行数据采集与无线充电，实现自适应调度，延长网络寿命15%并均衡能量分布。
2026-10-02 cs.NI
Scalable and Energy-Efficient Predictive Data Collection in Wireless Sensor Networks with Constructive Interference
本文提出STAIR框架，利用构造性干扰和子模优化算法在资源受限的无线传感器网络中实现可扩展、节能的预测性数据收集，并在真实测试床上验证了其有效性。
2025-08-11 cs.NI
Optimizing Quality of Experience of Dynamic Video Streaming over Fading Wireless Networks
我们解决的问题，视频流数据包从接入点（AP）到多个客户端在一个共享的无线信道衰落。在这样的系统中，每个客户端维护从其播放视频的分组的缓冲器，并且每当缓冲器为空时，在流传输中发生中断。客户端可以切换到较低质量的视频数据包，或者请求以较高的能量水平进行数据包传输，以便最大限度地减少中断次数加上中断时段的次数以及流式传输的低质量视频数据包的数量，同时AP上存在平均功率约束。我们提出了一个约束马尔可夫决策过程（CMDP）的视频质量和传输功率的选择问题。我们发现，涉及$N$客户端的问题分解成$N$ MDPs，每个只涉及一个单一的客户端，而且，最佳的政策有一个阈值结构，在该结构中，决定选择的视频质量和功率电平的传输完全取决于缓冲区的水平。
2015-09-17 cs.NI
On Optimizing Energy Efficiency in Multi-Radio Multi-Channel Wireless Networks
多无线电多信道（MR-MC）网络通过利用多个无线电接口和非重叠信道来显著提高网络吞吐量。吞吐量优化是MR-MC网络资源分配的主要目标之一，近年来，网络的能量效率也越来越受到关注。虽然打开更多的无线电设备并利用更多的信道进行通信总是有益于网络容量，但从能源效率的角度来看，它们可能不一定是期望的。这两个经常相互冲突的目标之间的关系还没有得到很好的研究，在许多现有的作品。本文研究了MR-MC网络在满容量运行下的能量效率优化问题，分析了无线电台数目和信道数目的最优选择。我们提供详细的问题制定和解决方案的程序。特别是，对于同质商品网络，我们推导出最优能量效率的理论上界，并分析了可以实现这种最优性的条件。数值结果表明，所获得的最优能量效率接近理论上界。
2014-10-07 cs.NI
Optimizing Data Forwarding from Body Area Networks in the Presence of Body Shadowing with Dual Wireless Technology Nodes
在本文中，我们关注的问题，从无线体域网（WBAN）的数据转发到网关时，身体阴影影响的能力WBAN节点与网关进行通信。为了解决这个问题，我们提出了一种新的WBAN架构，使用两种通信技术。一个网络形成在身体上的节点之间，并且利用电容性身体耦合通信（BCC）来实现，而IEEE 802.15.4射频（RF）网络用于将数据转发到网关。由于身体阴影而阻塞RF链路的WBAN节点通过BCC链路将其数据转发到充当中继并具有活动RF连接的节点。对于这种架构，我们设计了一个网络层协议，管理这两种通信技术，并负责中继选择和数据转发。接下来，我们开发的两个独立的通信链路的介质访问控制（MAC）协议的分析性能模型，以用于驱动以前的算法的决定。最后，分析模型用于进一步优化能量和延迟效率。我们测试我们的系统在不同的配置下，首先进行模拟，然后使用真正的RF跟踪。
2015-06-27 cs.NI
Towards Internet of Things (IOTS):Integration of Wireless Sensor Network to Cloud Services for Data Collection and Sharing
云计算为托管在Web上的应用程序提供了巨大的好处，这些应用程序也具有特殊的计算和存储要求。本文提出了一种可扩展的和灵活的架构集成无线传感器网络与云。我们使用基于REST的Web服务作为可互操作的应用层，可以直接集成到其他应用领域中进行远程监控，例如电子医疗保健服务、灵巧家庭，甚至车辆区域网络（VAN）。为了验证概念，我们在基于IP的低功耗WSN测试床上实现了基于REST的Web服务，它可以从任何地方访问数据。警报功能也已实现，以通过电子邮件或推文通知用户，以便在超过感兴趣的值和事件时监视数据。
2013-10-08 cs.NI
RIS-assisted Data Collection and Wireless Power Transfer in Low-altitude Wireless Networks
本研究针对低空无线网络中物联网设备能量受限和信道质量差的问题，提出RIS辅助的无人机数据采集与无线功率传输系统，通过联合优化RIS相移、无人机轨迹、充电时间和设备调度，并采用AO-IPDQN深度强化学习算法，最小化信息年龄和无人机能耗，仿真验证了其优越性能。
2025-09-24 cs.NI
A Graph Theoretic Approach for Optimizing Key Pre-distribution in Wireless SensorNetworks
在无线传感器网络中，为密钥预分配方案找到最优的密钥分配（在给定的约束条件下）是一项困难的任务。因此，大多数实际方案都是基于概率密钥分配，这导致次优方案需要密钥存储在节点总数中是线性的。引入图论框架研究无线传感器网络密钥预分配方案中密钥存储、平均密钥路径长度（与电池消耗直接相关）和弹性（对受损节点）之间的基本权衡。基于所提出的框架，一个下界的密钥存储推导出一个给定的平均密钥路径长度。给出了妥协概率的一个上界。这个框架也导致设计的密钥分配方案的存储复杂性相同的顺序作为下限。
2009-09-10 cs.CR cs.NI
Harvest: A Reliable and Energy Efficient Bulk Data Collection Service for Large Scale Wireless Sensor Networks
我们提出了一个批量数据汇集服务，收获，能量受限的无线传感器节点。为了增加空间重用，从而减少延迟，Harvest执行从多个节点到基站的并发、流水线式渗出。为此，它使用的节点的距离-k着色，特别是具有恒定数量的颜色，这产生了TDMA调度，从而节点可以同时通信，由于冲突的低分组丢失。该着色基于不利用位置知识的随机化CSMA方法。给定网络的有界度，每个节点仅等待O个$(1)$时间以在其距离k的邻居中获得唯一的颜色，与传统的确定性分布式距离k的顶点着色形成对比，其中每个节点等待O个$(Δ^{2})$时间以获得颜色。Harvest提供了将内存使用限制为一个小的恒定字节数或随着内存使用的增加而改善延迟的选项;它可以与或不与额外的消息转发可靠性机制一起使用。我们在感性测试平台上使用51个微尘对Harvest的性能进行了实验评估。我们还提供了理论以及基于TOSIM的比较收获与秸秆，现存的数据汇集服务实施的TinyOS平台，使用一个节点一次渗出。对于超过3跳的网络，Harvest与Straw相比至少减少了33%的延迟。
2021-01-27 cs.NI
Optimizing Channel Access for Event-Driven Wireless Sensor Networks: Analysis and Enhancements
研究了事件驱动的无线传感器网络中的媒体访问控制问题。在这种无线传感器网络中，传感器节点只在监测区域内发生事件时才向汇聚节点发送数据。在这种无线传感器网络中的节点遇到相关的流量作为一个子集的节点开始发送数据，同时感测一个共同的事件。我们希望重新考虑这种类型的流量特性的介质访问控制（MAC）。对于无线传感器网络，现有的MAC协议利用基本的CSMA/CA策略，如IEEE 802.11二进制指数退避（BEB）算法来处理数据包之间的冲突时，多个节点需要访问信道。我们发现，这种BEB算法不工作，而不会招致访问延迟或性能下降，由于增加了冲突和重传的节点遇到相关的流量时，数量。基于上述观察，我们提出了一种自适应随机退避（ARB）算法，能够减轻相关流量的影响，并能够最大限度地减少碰撞的机会。ARB基于BEB的微小修改。我们使用数值分析表明，我们的建议，提高了信道接入的延迟，吞吐量和帧丢失概率相比，IEEE 802.11 DCF。利用NS-2网络仿真器进行了仿真，以验证分析结果。
2012-05-20 cs.NI
High Reliable secure data collection using Complexity exchanging code key method addressing protocol in Wireless Sensor Network
无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是信息与通信技术中的一个新兴领域。在无线传感器网络中，由于传感器节点的不兼容性，数据传输和数据汇集都是不安全的。因此，为传感器网络提供安全保障是非常重要的。基于密钥的机制是一种安全的数据汇集机制，主要用于保证数据的机密性。由于每对通信节点之间都需要进行数据加密和解密，因此大量使用了区间成对密钥。固定密钥机制中，攻击者很难检测到隐私同态（PH）中随机生成的密钥链函数的规律性，PH意味着没有中间结点进行加解密，只能直接收集和聚合数据进行加解密。这是一种特殊的基于密钥的方案。它完全基于贝塔分布和一些统计工具，使用密钥编码方法，使用复杂性交换码密钥方法寻址协议。我们展示了如何减少重大的攻击和安全的数据汇集无线传感器网络。
2012-07-23 cs.CR cs.NI
A Distributed Data Collection Algorithm for Wireless Sensor Networks with Persistent Storage Nodes
提出了一种分布式数据汇集算法，用于无线传感器网络获取信息的准确存储转发。该算法不依赖于传感器网络的拓扑结构，路由表，或传感器节点的地理位置，而是利用均匀分布的存储节点。分析和仿真结果表明，该算法可以通过查询任意小的存储节点集，以很高的概率精确收集到传感器节点所传播的数据。
2010-11-11 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Scheduling Algorithms for Optimizing Information Freshness in Wireless Networks
信息年龄（AoI）测量自在源处生成最后一个接收到的信息包以来所经过的时间。本文研究了在时变信道和成对干扰约束条件下，无线网络中单跳流的AoI最小化问题。我们认为简单，但广泛的，类的分布式调度策略，其中传输尝试在每个链路上有一定的尝试概率。我们得到了一个有趣的最佳尝试概率和最佳的AoI的链接之间的关系，及其相邻的链接。然后，我们证明了最佳尝试概率可以通过求解凸优化问题来计算，这可以分布式完成。
2018-03-17 cs.IT cs.NI math.IT
Design and Implementation of a Wireless SensorNetwork for Agricultural Applications
我们提出了一个最短路径树为基础的设计和实施，能源效率高的数据汇集无线传感器网络感测各种参数在农业农场使用内部开发的低成本传感器。节点遵循同步的、周期性的睡眠-唤醒时间表，以最大化网络的生命周期。实现的网络由24个传感器节点在3英亩的玉米农场和它的性能被捕获的7个窥探节点不同的数据汇集间隔：10分钟，1小时和3小时。农场中几乎静态的无线链路促使我们在很长的数据汇集周期（3天）内使用同一棵树。观察到跨节点的能量消耗的不平衡非常小，并且网络架构使用易于实现的协议来执行不同的网络活动，包括处理节点故障。我们提出了对我们的实施进行的广泛测试的结果和分析，这提供了重要的见解。
2019-10-22 cs.NI
Optimizing Layerwise Microservice Management in Heterogeneous Wireless Networks
本文提出了一种在异构无线网络中优化微服务管理的方法，通过二元二次规划和改进的ADMM算法，减少微服务请求的延迟。
2025-12-04 cs.NI
QoE Enhancement Schemes for Video in Converged OFDMA Wireless Networks and EPONs
接入网络中无线和有线客户端的带宽需求持续快速增长，这主要是由于视频流量的增长。可以在接入网络中利用应用感知来优化终端客户端的体验质量（QoE）。在这项研究中，我们利用客户端应用程序中的信息（例如，视频分辨率）以实现改善用户QoE的优良资源分配。我们强调优化系统的QoE，而不是服务质量（QoS），因为用户满意度直接依赖于QoE和优化QoS不一定优化QoE，如本研究所示。我们提出了应用程序感知的资源分配方案的以太网无源光网络（EPON），它支持无线（利用正交频分多址）和有线客户端运行视频会议应用程序。数值结果表明，应用感知的资源分配方案提高了有线和无线客户端的视频会议应用的QoE。
2018-06-16 cs.NI
UAV-Assisted Joint Data Collection and Wireless Power Transfer for Batteryless Sensor Networks
College of Computer Science and Technology, Jilin University（吉林大学计算机科学与技术学院）；College of Computing and Data Science, Nanyang Technological University（南洋理工大学计算与数据科学学院）
本文提出一种无人机辅助的联合数据采集与无线电力传输方案，通过深度强化学习优化发射功率和轨迹，以提高偏远地区无电池传感器网络的数据收集效率和公平性。
2026-01-23 cs.NI
Optimizing Data Freshness in Time-Varying Wireless Networks with Imperfect Channel State
我们考虑的情况下，一个基站（BS）试图收集新鲜的信息，从功率受限的传感器在随时间变化的频带有限的无线信道。我们通过最近提出的度量标准-信息时代来表征数据的新鲜度。我们考虑一个时变信道模型与功率自适应。与以前的工作不同，分组丢失可能会发生由于不完善的信道估计或解码错误。我们提出了一个渐近最优调度算法，最大限度地减少AoI性能，并满足带宽和功率约束，在这样的网络。数值模拟结果表明，该策略优于贪婪的，我们观察到，传感器与穷人的信道被安排在更高的AoI，以限制数据包丢失。
2019-10-13 cs.IT cs.NI math.IT
Clustering Based Topology Control Protocol for Data Delivery in Wireless Sensor Networks
由于传感器节点能量有限且不可再生，直接影响网络的寿命，因此如何优化传感器节点的能量一直是无线传感器网络研究的热点。现有的技术用于优化能量消耗是基于利用节点冗余，自适应无线电传输功率和拓扑控制。拓扑控制协议对网络的生命周期、可用能量和连通性有着重要的影响。在本文中，我们将传感器节点分为强节点和弱节点的基础上，他们的剩余能量以及操作寿命，并提出了一个基于分簇的拓扑控制协议（CTCP），延长网络的生命周期，同时保持最小的连接。在Java-Simulator（J-Sim）中进行的大量仿真表明，该协议在网络生命周期、平均延迟和能量利用率等性能指标上均优于现有协议。
2013-01-23 cs.NI
Modeling overall energy consumption in Wireless Sensor Networks
最小化无线传感器网络应用的能量消耗对于在成本、寿命和功能方面有效实现预期应用至关重要。然而，最小化任务几乎是不可能的，因为没有总能量成本函数可用于优化。优化总能量成本的特定组件无助于降低总能量成本，因为这种降低可能会被应用的其他组件的能量消耗的增加所抵消。最近，我们提出了层次能量驱动架构作为一个强大的架构，考虑到所有的主要能源成分的无线传感器网络应用。基于所提出的架构，本文提出了一个单一的整体模型，并提出了一个可行的配方来表达一个通用的无线传感器网络应用程序的整体能源消耗的能源成分。该公式为评估无线传感器网络应用的性能、优化其组成部分的操作以及设计更节能的应用提供了具体的表达。本文还提出了模拟结果，以证明我们的模型和能量公式的可行性
2011-12-25 cs.NI
Building a Smart, Secured and Sustainable Campus: A Self-Powered Wireless Network for Environmental Monitoring
本文提出一种自供电无线网络方案，通过在建筑内部署无线传感器节点采集环境数据，并融合安全措施与可持续电源管理，用于构建智能、安全、可持续的校园。
2025-02-05 cs.NI
Multi-UAV Data Collection Framework for Wireless Sensor Networks
在本文中，我们提出了一个框架设计的无线传感器网络的基础上，多无人机（UAV）。具体而言，我们的目标是在预算和电力限制方面最大限度地降低部署和运营成本。为此，我们首先优化簇头（CH）的数量和位置，保证从所有传感器收集数据。然后，以最小化数据收集飞行时间为目标，对无人机的数量和飞行轨迹进行优化。因此，我们区分两种轨迹方法：1）无人机悬停在访问CH的上方; 2）无人机悬停在CH的范围内。这一结果包括数据收集设计的指导方针。讨论了传感器节点K均值聚类的特点。接下来，我们说明了轨迹规划的最优和启发式解决方案的性能。遗传算法被证明是接近最优的，只有$3.5\%$退化。研究了航迹进场、环境和无人机高度等因素的影响。最后讨论了无人机航迹的公平性问题。
2019-12-03 cs.NI eess.SP
Energy and Age Pareto Optimal Trajectories in UAV-assisted Wireless Data Collection
研究了一种无人机辅助的无线网络，该网络中无人机从地面传感器节点收集信息，并将收集到的数据传输到仓库。信息新鲜度由信息年龄（AoI）度量捕获，而UAV的能量消耗被视为另一个性能标准。最重要的是，AoI和能源效率本质上是相互竞争的指标，因为降低AoI需要UAV更频繁地返回仓库，导致更高的能源消耗。为此，我们设计无人机路径，优化这两个相互竞争的指标，揭示帕累托前沿。为了制定这个问题，提出了一个多目标混合整数线性规划（MILP）与基于流的约束集，我们应用本德的分解建议制定。总体结果表明，所提出的方法可以推导出非支配的解决方案，无人机基于无线数据汇集的决策。数值结果证实了我们的研究，提出了两个目标的帕累托前沿和无人机轨迹的影响。
2022-05-10 cs.NI eess.SP
Optimizing RRH Placement Under a Noise-Limited Point-to-Point Wireless Backhaul
在本文中，我们研究的部署决策和位置优化的远程无线头端（RRH）在协调分布式网络中存在的无线回程。我们实现了一个方案，其中RRH使用迫零波束成形（ZF-BF）的接入信道，以共同服务于多个用户，而在回程的RRH连接到他们的中央单元（CU）通过点对点的无线链路。我们调查的影响，该计划的部署的RRH和由此产生的可实现的频谱效率在接入信道（回程中断约束下）。我们的研究结果表明，即使是噪声限制的回程链路，大的带宽必须分配给回程，以允许自由分布的RRH在网络中。此外，我们的研究结果表明，分布在更多的RRH上的可用天线是有利的，相比，一个更共处一地的天线系统。这促使进一步的工作来研究无线回程方案的效率和它们对具有联合传输的协调分布式网络的性能的影响。
2021-02-12 cs.IT cs.NI math.IT
Optimizing ROS 2 Communication for Wireless Robotic Systems
Department of Electrical Engineering and Computer Science（电气工程与计算机科学系）；DGIST（韩国国立智能科学研究院）
本文首次深入分析 ROS 2 的 DDS 栈在无线大负载传输中的网络层问题，提出一种轻量级兼容的 DDS 优化框架，通过 QoS 配置即可在现有模式失败时可靠传输大负载并保持低延迟。
2025-08-15 cs.NI cs.RO
Throughput Optimizing Localized Link Scheduling for Multihop Wireless Networks Under Physical Interference Model
我们研究了无线网络中吞吐量最优的局部链路调度。链路调度的大多数结果假设二进制干扰模型，简化了实际无线通信中的干扰约束。虽然物理干涉模型更精确地反映了物理现实，但在物理干涉模型下，问题变得更加困难。在物理干扰模型下的链路调度方面，现有的研究成果很少，而在更实际的分布式或局部化调度方面的研究成果更少。在本文中，我们解决了复杂的物理干扰约束所带来的本地化链路调度的挑战。通过合作的分区和移位策略到挑选和比较计划，我们提出了一类本地化的调度算法，可证明的吞吐量保证受到物理干扰的限制。线性功率设置中的算法是第一局部化算法，其实现了经受物理干扰约束的最优容量区域的至少恒定部分。该算法在均匀幂设置是第一个局部化算法的最优解的对数逼近比。我们广泛的仿真结果证明了我们的算法的正确性和性能效率。
2013-01-24 cs.DC cs.NI
Optimizing Wireless Networks with Deep Unfolding: Comparative Study on Two Deep Unfolding Mechanisms
Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
本文比较了两种深度展开机制在下一代无线网络功率控制中的应用，分别基于数值解和闭式解设计半展开与完全深度展开模型，并在准确性和推理速度上验证其适用于实时场景。
2024-02-17 cs.LG cs.NI
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）。
2010-08-02 cs.IT cs.NI math.IT
Optimizing Age of Information in Wireless Networks with Perfect Channel State Information
信息年龄（AoI），定义为从最后一次收到的更新生成以来所经过的时间，是一个新提出的衡量网络中信息更新及时性的指标。我们考虑一般干扰约束下的网络和时变信道的AoI最小化问题。我们提出了两种策略，即基于虚拟队列的策略和基于年龄的策略时，信道状态是可用于网络调度器在每个时间步。我们证明了基于虚拟队列的策略是接近最优的，直到一个常数的附加因子，和基于年龄的策略是最多的因素4远离最优性。与我们以前的工作，得出年龄最优的政策时，信道状态信息是不可用的调度器相比，我们表现出4倍的改善年龄由于信道状态信息的可用性。
2018-03-17 cs.IT cs.NI math.IT
Optimizing Information Freshness in Wireless Networks under General Interference Constraints
信息年龄（AoI）是最近提出的用于测量信息新鲜度的度量。AoI测量自生成上次收到的更新以来所经过的时间。我们考虑的问题，最小化的平均和峰值AoI在无线网络中，由一组源-目的地链路，在一般的干扰约束。当新鲜的信息总是可用于传输，我们表明，一个固定的调度策略是峰龄最优的。我们还证明了该政策实现的平均年龄是在两个因素的最佳平均年龄。在新鲜的信息并不总是可用的情况下，和数据包/信息生成速率必须控制随着调度链路传输，我们证明了一个重要的分离原则：最佳的调度策略可以设计假设新鲜的信息，和独立，数据包生成速率控制可以忽略干扰。本文首次分析了离散时间G/Ber/1排队的峰值和平均AoI，这可能是一个独立的研究领域。
2019-12-09 cs.IT cs.NI math.IT
Simulation of Video Streaming Over Wireless Networks with NS-3
视频流服务与无线网络的结合在许多领域发挥着重要作用。在本文中，我们提出了一个基于NS-3的仿真平台，用于评估和优化无线网络上的视频流应用的性能。该仿真旨在提供实时测量，从而节省了真实设备的高成本。该平台由视频流服务器、视频流客户端和无线网络环境组成，视频流操作在UDP协议下实现，并配备了应用级自适应速率控制器。我们使用该平台来模拟不同的使用情况下，共享多个视频流之间的无线多路访问信道。
2023-02-27 cs.NI
DRL Optimization Trajectory Generation via Wireless Network Intent-Guided Diffusion Models for Optimizing Resource Allocation
Southwest Jiaotong University（西南交通大学）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）
本文提出基于无线网络意图引导扩散模型的DRL优化轨迹生成方法，通过实时生成与微调优化轨迹，减少状态信息暴露并适应差异化QoS需求，在动态通信系统中实现比传统DRL更稳定的频谱效率和更优性能。
2024-10-18 cs.AI cs.NI
Collection: UAV-Based Wireless Multi-modal Measurements from AERPAW Autonomous Data Mule (AADM) Challenge in Digital Twin and Real-World Environments
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Southern Methodist University（南方卫理公会大学）；National University of Sciences and Technology（国立科学与技术大学）；University of Utah（犹他大学）；Florida International University（佛罗里达国际大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；The University of Georgia（佐治亚大学）；Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学）；The University of North Texas（北德克萨斯大学）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文提出基于AERPAW自主数据中继无人机的无线多模测量数据集，用于数字孪生与现实环境中的自主无线实验基准。
2026-02-19 cs.NI
Trajectory Design in Rechargeable UAV Aided Wireless Networks: A Unified Framework for Energy Efficiency and Flight Time Minimization
研究了一种可充电无人机（UAV）辅助的无线网络，在该网络中，一架无人机被派遣向一组地面终端（GT）发送信息，并在机载电池耗尽之前返回充电站（RS）。其核心目标是通过联合优化飞行速度、发射功率和悬停位置，设计一条包括飞行和充电时间在内的总持续时间最短的无人机轨迹。提出了一种基于流量的数学规划公式，为飞行和充电时间的联合优化提供了最优解。此外，为了克服最优决策的维数灾难，提出了一种两步法。在第一步中，无人机的悬停位置是固定的，并通过求解旅行商问题的能量约束（TSPE）问题初始化的可行轨迹设计。在第二步中，对于给定的初始轨迹，通过联合优化飞行速度、发射功率和悬停位置来最小化每个子行程的时间消耗。数值结果表明，所提出的方法优于最先进的技术，并在一个有效的方式减少聚合时间持续时间。
2021-04-28 cs.NI
Optimizing Information Freshness in Wireless Networks: A Stochastic Geometry Approach
无线网络中的信息新鲜度的优化通常基于仅捕获与发射机和接收机相关联的时间业务动态的跟踪分析来执行。然而，干扰的影响，这主要是由干扰者的地理位置，并没有得到很好的理解。在本文中，我们利用时空模型，它允许一个特征的年龄的信息（AoI）从一个联合的嵌入几何的角度来看，设计一个分散的调度策略，利用本地观察，使传输决策，最大限度地减少AoI。为了量化的性能，我们也得到准确和易于处理的表达式的峰值AoI。数值结果表明：i）分组到达速率由于拥塞交互而直接影响服务过程，ii）所提出的方案可以适应业务变化并且大大降低峰值AoI，以及iii）所提出的方案随着网络规模的增长而扩展。这是通过根据周围环境的变化自适应地调整每个发射机处的无线电接入概率来完成的。
2020-02-19 cs.IT cs.NI math.IT
Charging Techniques for UAV-assisted Data Collection: Is Laser Power Beaming the Answer?
随着新型冠状病毒肺炎增加了世界各地对互联互通的需求，研究人员正在瞄准可以提高覆盖率并连接未连接人群的新技术，以便在实现联合国可持续发展目标方面取得进展。在这种情况下，无人机被视为6G无线网络的关键功能之一，可以扩展前几代无线网络的覆盖范围。也就是说，有限的机载能量似乎是阻碍无人机用于无线覆盖的主要缺点。因此，提出了不同的无线和有线充电技术，例如激光束、充电站和系绳站。在本文中，我们通过对地面物联网（IoT）设备的无人机辅助数据汇集场景进行广泛的模拟，分析和比较了这些不同的充电技术。我们分析了每种充电技术的优点和缺点，最后表明，激光驱动的无人机与其他充电技术竞争激烈，在某些情况下优于其他充电技术。
2021-11-04 cs.NI eess.SP
Maximum Lifetime Convergecast Tree in Wireless Sensor Networks
研究了无线传感器网络中周期性汇聚广播应用的最大生存期数据汇集树构建问题。我们通过实验观察到，如果两个节点发送相同数量的数据包，即使发送的数据包的有效载荷长度不同，节点的能量消耗量也大致相同。这是因为分组传输期间的主要能量消耗来自无线电启动和介质访问控制开销。我们制定的生命周期最大化问题捕获的能量消耗，由于消息传输/接收的数据包发送/接收的数量方面，与以前的作品，考虑发送/接收的数据单元（由节点生成的传感器数据量）的数量。无线电的可变发射功率水平和占传感器的能量消耗是其他因素，使我们的问题制定不同于那些在以前的工作。我们证明了该问题是NP完全的，并提出了一种算法来解决该问题，在一个由20个传感器节点组成的实际测试床上，以Jain的公平性指标为度量，对该算法的性能进行了实验评估，并与广泛使用的最短路径树（SPT）和随机数据汇集树（RDCT）算法进行了比较。实验结果表明，与SPT和RDCT算法相比，该算法下不同节点的能耗更加均衡。此外，该算法在大型网络中的性能进行了研究，通过仿真，并与最先进的RaSMaLai算法，SPT，最小生成树，RDCT的数据汇集计划。我们的模拟表明，该算法提供了一个显着更高的网络寿命相比，所有其他考虑的数据汇集方法。
2020-06-09 cs.NI
Optimizing the Medium Access Control in Multi-hop Wireless Networks
研究了多跳无线网络中媒体接入控制的几何优化问题。我们讨论的同时发射机在网络中的最佳位置和我们的一般框架，使我们能够评估的性能增益的高度管理的介质访问控制方案，将需要实施这些位置。在一个随机分布的节点组成的无线网络中，我们的性能指标是最佳的传输范围，实现了最佳的折衷之间的进展，在所需的方向上朝着各自的目的地和传输数据包到目的地所需的传输总数的数据包。我们评估ALOHA的计划，同时发送器根据一个统一的泊松分布进行调度，并比较它与各种网格模式为基础的计划，同时发送器定位在特定的规则模式。研究结果表明，在多跳网络中优化介质访问控制时，需要考虑信干比门限和衰减系数等参数。例如，在信号干扰比阈值和衰减系数的典型值处，最优方案基于三角网格图案，并且在无衰落信道模型下，最优传输范围和网络容量分别比利用基于ALOHA的方案可实现的最优传输范围和容量高两倍和三倍。随后，我们还确定了最佳的媒体接入控制方案时，信号干扰比阈值和衰减系数接近极值，并讨论如何衰落的影响，我们在这篇文章中评估的所有方案的性能。
2012-08-01 cs.IT cs.NI math.IT
A Real-time Data Collection Approach for 6G AI-native Networks
针对6G AI原生网络的实时数据采集与处理难题，本文提出与比特流处理并行的数据探针采集及异构数据支持系统，并在基于OpenAirInterface5G、Open5GS和Kubernetes的6G测试平台中通过流量预测验证功能。
2025-09-01 cs.NI
Wireless Charger Networking for Mobile Devices: Fundamentals, Standards, and Applications
无线充电是一种通过气隙向电气设备传输电力以补充能量的技术。最近，无线充电技术在效率和功能方面已经显著进步。本文首先介绍了无线充电的概述和基本原理。然后，我们提供标准的审查，即，Qi和Alliance for Wireless Power（A4WP），并重点介绍其通信协议。接下来，我们提出了一种无线充电器联网的新概念，它允许充电器连接，以便于信息收集和控制。我们展示了无线充电器网络在用户充电器分配中的应用，这清楚地表明了用户在确定最佳充电器以为其移动设备补充能量方面降低成本的好处。
2014-12-09 cs.NI
Hybrid-BCP: A Robust Load Balancing and Routing Protocol for Intra-Car Wired/Wireless Networks
随着互联和自动驾驶汽车的出现，传感器越来越多地部署在汽车中以支持新功能。这些传感器产生的流量会堵塞传统的车内网络，如CAN总线。此外，连接传感器所需的大量电线使得以模块化方式设计汽车变得更加困难。为了减轻这些限制，我们提出，模拟，并实现一个混合的有线/无线架构，其中每个节点连接到有线接口或无线接口或两者兼而有之。具体来说，我们提出了一种新的协议，称为混合背压收集协议（Hybrid-BCP），有效地收集来自车内网络传感器的数据。Hybrid-BCP与CAN总线技术向后兼容，并建立在BCP协议之上，专为无线传感器网络设计。混合BCP实现了高吞吐量，并显示出对动态网络条件（包括对抗性干扰）的弹性。我们的测试床实现，基于CAN和ZigBee收发器，演示了混合BCP的负载均衡和路由功能及其对拒绝服务攻击的弹性。我们进一步提供模拟结果，获得与ns-3模拟器和基于真正的车内RSSI的痕迹，混合BCP和基于树的收集协议的性能之间的比较。值得注意的是，模拟表明，混合BCP可以实现与基于树的协议相同的性能，同时将无线电传输功率降低10倍。
2015-09-07 cs.NI
Optimizing spatial throughput in device-to-device networks
结果提出了优化蜂窝网络中的设备到设备通信，同时保持基站到设备下行链路信道的频谱效率。我们建立在建立和测试的随机几何模型的信号干扰比在无线网络中的泊松点过程的基础上，其中包括随机传播效应，如衰落和阴影。一个关键的结果是一个简单的公式，允许通过适当地调整有源器件的比例来优化器件到器件的空间吞吐量。这些结果可以导致进一步的研究，因为它们可以立即应用于更复杂的模型，例如研究多层网络模型，以解决封闭接入网络的覆盖问题。
2017-05-03 cs.NI
Comparative Study of MAC Layer Protocols in Wireless Sensor Networks: A Survey
无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是由分布在目标区域内的多个小型、低成本、电池供电的传感器节点组成的集合，用于收集感兴趣的信息。我们可以说，这些网络可以是一个富有成效的解决方案，为许多应用程序，如目标跟踪，入侵检测等，每当我们谈论MAC层协议，我们需要给能源效率因素的压力。
2014-06-18 cs.NI
An Overview of Machine Learning Approaches in Wireless Mesh Networks
近二十年来，无线网状网络（WMN）作为未来高带宽、高覆盖无线网络的最有前途的候选网络之一，已经得到了广泛的研究。然而，消费者对这种网络的需求最近才赶上，使得优化WMN以支持高容量并提供高QoS的努力比以往任何时候都更加重要，同时具有安全性和容错性。为此，最近的趋势是应用机器学习（ML）来解决与WMN相关的各种设计和管理任务。在这项工作中，我们讨论了关键的ML技术，并分析了过去的努力如何将它们应用于WMN，同时注意到一些现有的问题并提出了潜在的解决方案。我们还提供了ML如何推进未来研究的方向，并研究了该领域的最新发展。
2018-06-27 cs.NI
Topology Optimization for Galvanic Coupled Wireless Intra-body Communication
植入人体的传感器和执行器有望实现原位健康监测和个性化医疗的快速发展。我们提出了一种新的范例，这种植入物可以通过一种称为电流耦合的技术进行无线通信，该技术使用微弱的电信号和身体组织的传导特性。虽然电流耦合克服了体内大量吸收RF波的问题，但独特的体内通道提出了关于植入物和外部（即，在皮肤上）数据汇集节点。本文对以下方面做出了第一个贡献：（i）通过使用测量驱动的组织通道模型优化数据汇集点/继电器的位置来构建节能拓扑，以及（ii）平衡整个植入物网络的能耗，以满足应用需求。我们通过两阶段迭代聚类算法实现这一点的植入物，并制定一个优化问题，决定外部数据收集点的位置。我们的理论结果是通过模拟和实验研究验证真实组织，在网络寿命的增加。
2015-12-08 cs.NI
Evaluation of the Energy Consumption of a Mobile Robotic Platform for Sustainable Wireless Networks
本文实验评估了作为移动通信单元的移动机器人平台（MRP）的能耗，发现能耗随执行动作类型显著变化，为优化动态网络场景中的MRP运动以平衡能耗与网络可用性提供了依据。
2024-09-26 cs.NI
Energy Transfer and Data Collection from Batteryless Sensors in Low-altitude Wireless Networks
针对高温等难以到达区域的无电池传感器网络，提出无人机辅助无线能量传输与数据收集框架，通过SAC-PPV算法联合优化功率分配和轨迹，在最大化公平数据收集量的同时最小化无人机能耗。
2025-07-10 cs.NI eess.SP
