Cache Aided Wireless Networks: Tradeoffs between Storage and Latency
我们调查的基本信息理论的限制，高速缓存辅助的无线网络，其中边缘节点（或发射机）被赋予高速缓存，可以存储流行的内容，如多媒体文件。这种架构旨在通过主动将流行的多媒体内容推到更靠近无线网络边缘的位置来本地化流行的多媒体内容，从而减轻回程负载。这种网络的信息理论模型，其中包括引入一个新的度量，即归一化的交付时间（NDT），它捕获的最坏情况下的时间提供任何请求的内容给用户。我们提出了新的结果之间的权衡延迟，通过NDT测量，和边缘节点的缓存存储容量。特别是，提出了一种新的信息理论的无损检测下限缓存辅助网络。这个界的最优性示出了几个系统参数。
2015-12-24 cs.IT math.IT
Analysis of Transmission Rate of Wireless Networks under the Broadcast Approach with Continuum of Transmission Layers
在这封信中，我们的广播方法的性能与连续的传输层在随机无线网络中的信道状态信息（CSI）被假定为只知道在接收机。利用双极Poisson点过程对收发器对进行建模，推导出广播方式下可达传输速率和网络传输容量的均值和方差的解析表达式。我们的分析表明，广播方法提供了更好的平均传输速率与较低的方差中断策略相比。
2019-04-08 cs.IT math.IT
Resource Allocation Techniques for Wireless Powered Communication Networks with Energy Storage Constraint
本文针对无线供电通信网络，在无限和有限能量存储两种情况下联合优化能量与时间资源分配以最大化上行和速率，并提出最优算法，仿真显示较传统方案平均提升30%和速率。
2015-10-07 cs.IT math.IT
Raptor Codes Based Distributed Storage Algorithms for Wireless Sensor Networks
本文研究了一个大规模无线传感器网络中的分布式存储问题，该网络中的$n$节点之间$k$获取（感知）独立的数据.目标是在整个网络中传播所获取的信息，使得每个$n$传感器存储一个可能编码的分组，并且对于一些小的$ε>0$，可以稍后以计算简单的方式从任何$(1+ε)k$节点恢复原始$k$数据分组。我们提出了两个基于Raptor码的分布式存储算法来解决这个问题。在第一种算法中，所有传感器都具有$n$和$k$的知识。在第二种情况下，我们假设没有传感器具有这样的全局信息。
2009-03-03 cs.DS cs.IT cs.NI
Transmission Scheduling for Multi-loop Wireless Networked Control Based on LQ Cost Offset
研究了共享无线信道的多环无线网络控制系统的传输调度问题。提出了一种线性二次代价补偿方法来评估非理想通信引起的性能差距。建立了线性二次偏移度量与信息时代的函数关系。在此基础上，我们提出了一种基于年龄的调度策略，数值模拟结果表明，与以前的工作相比，有显着的改善。
2020-05-12 cs.IT math.IT
Storage-Repair Bandwidth Trade-off for Wireless Caching with Partial Failure and Broadcast Repair
在分布式无线内容缓存系统中研究了多个部分失效的缓存节点的修复，其中总共$n$缓存节点中的$r$丢失其缓存数据的一部分。广播修复失败的缓存内容在网络边缘的研究，即幸存的缓存节点发送广播消息失败的，然后使用，连同幸存的数据在其本地缓存存储器，恢复丢失的内容。导出了存储容量和修复带宽之间的折衷关系。它示出，利用广播性质的无线介质和幸存的缓存内容在部分失败的节点显着降低了每个节点所需的修复带宽。
2018-06-30 cs.DC cs.IT math.IT
On the Energy and Data Storage Management in Energy Harvesting Wireless Communications
无线通信中的能量收集（EH）已成为近年来传输技术研究的焦点。在此，储能建模是必须仔细对待的关键设计基准之一。了解能量存储动态和吞吐量水平是必不可少的，特别是对于通信系统，其中的性能完全取决于收集的能量。虽然应避免能源中断，但也应防止能源溢出，以便利用所有收获的能源。因此，一个简单的，但全面的，分析模型，可以代表的EH无线通信系统的一般类别的特性需要建立。在本文中，调用工具，从大偏差理论随着马尔可夫过程，一个牢固的连接之间的能量状态的电池和数据传输过程通过无线信道建立了EH发射机。特别是，一个简单的指数近似的能量溢出的概率制定，其特征在于在电池中的能量衰减率作为能量使用的措施。然后，将能源中断和供应映射到马尔可夫过程上，建立了离散状态模型，给出了给定能源到达和需求过程的能源中断概率表达式。最后，在能量溢出和中断约束下，在无线信道上的平均数据服务（传输）率得到和系统的有效容量，它表征的最大数据到达率下的服务质量（QoS）的约束施加在数据缓冲区溢出概率的发送器缓冲区，推导出。
2019-08-05 cs.IT math.IT
Closed-Form Delay-Optimal Power Control for Energy Harvesting Wireless System with Finite Energy Storage
在本文中，我们考虑延迟最优功率控制的能量收集无线系统与有限的能量存储。无线系统仅由具有突发数据到达的可再生能源供电，并且其特征在于数据队列和能量队列。我们考虑一个延迟最优功率控制问题，并制定了一个无限时域平均成本马尔可夫决策过程（MDP）。为了处理维数灾难，我们引入了一个虚拟的连续时间系统，并推导出封闭形式的近似优先级函数的离散时间MDP在各种操作制度。在此基础上，我们得到了一个在线的功率控制解决方案，它是自适应的信道状态信息，以及数据和能量队列状态信息。推导出的功率控制解决方案具有多级注水结构，其中水位由数据和能量队列长度共同确定。我们通过仿真表明，该方案具有显着的性能增益与各种基线相比。
2014-08-19 cs.IT math.IT
Energy Management in Wireless Communications with Energy Storage Imperfections
近年来，能量收集在无线通信领域受到了广泛的关注。然而，可再生能源的随机性已成为研究问题之一，能量存储已被提出作为一个解决方案来处理它。最初，研究人员认为，一个完美的电池模型，没有能量损失存储期间，因为它的简单性和兼容性，在无线通信分析。然而，反映实际问题的电池模型应包括能量损失。在本文中，我们考虑一个能量收集无线通信模型与电池，在充电和放电过程中有能量损失。我们考虑能量下溢（即，电池中的能量水平下降到某一阈值以下）作为能量管理关注点，并且通过采用大偏差原理和排队论来表征能量下溢概率并提供简单的指数公式。具体来说，我们受益于电池和数据缓冲模型之间的相似性。我们进一步硬币的可用空间衰减率在电池作为一个参数，以指示的能量消耗性能。我们进一步概述了一种方法来设置能源需求政策，以满足能源管理的要求，规则的能量下溢概率作为约束。最后，我们证实我们的分析结果与数值演示，并比较传输系统的传输性能水平的电池，有能量损失和传输系统，消耗的能量，因为它是收获。
2020-12-11 cs.IT math.IT
Node Repair for Distributed Storage Systems over Fading Channels
分布式存储系统和相关的存储代码可以有效地存储大量数据，同时确保在节点故障的情况下可检索数据。这种系统的研究，特别是有限域上存储码的设计，假设节点通信的物理信道是无差错的。例如，在无线存储系统中，情况并非总是如此。我们研究了分布式存储系统中节点修复期间子数据包被错误修复的概率，其中节点通过AWGN或Rayleigh衰落信道进行通信。渐近概率（SNR的增加），一个节点被错误地修复示出完全由DSS的修复局部性和无线信道的符号出错率确定。最后，我们提出了一些设计标准的物理层编码在这种情况下，并使用它来计算最佳旋转QAM星座用于无线分布式存储系统。
2014-09-25 cs.IT math.IT
Wireless Transmission of Big Data: Data-oriented Performance Limits and Their Applications
大数据和物联网（IoT）应用的日益普及为无线通信社区带来了新的挑战。无线传输系统应该更有效地支持来自不同类型信息源的大量数据业务。在这篇文章中，我们介绍了一种新的面向数据的方法的设计和优化的无线传输策略。具体来说，我们定义了新的性能指标为个人数据传输会话，并将它们应用到比较两个流行的信道自适应传输策略。我们开发了几个有趣的和有些违反直觉的意见，这些传输策略，这将是不可能的，与传统的方法。我们还提出了几个有趣的未来的研究方向，值得追求的面向数据的方法。
2019-04-16 cs.IT eess.SP math.IT
Characterizing Energy Efficiency of Wireless Transmission for Green Internet of Things: A Data-Oriented Approach
物联网（IoT）应用的日益普及给无线通信社区带来了新的挑战。物联网中的许多智能设备和传感器将生成大量的短数据包。未来的无线传输系统需要以极高的能量效率来支持这种小数据的可靠传输。在本文中，我们介绍了一种新的面向数据的方法，用于表征物联网应用的无线传输策略的能效。具体来说，我们提出了针对个人数据传输会话的新的能源效率性能限制。通过对两种信道自适应传输策略的初步分析，提出了小数据量绿色传输的几个重要设计准则。我们还提出了几个有前途的未来应用所提出的面向数据的能源效率表征。
2019-04-16 cs.IT eess.SP math.IT
Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Energy Harvesting Nodes
当网络中的每个节点从自然界中获取能量时，如太阳能、风能、振动等，分析了ad hoc无线网络的传输容量。传输容量是节点的最大允许密度，满足每个发送器-接收器速率和中断概率约束。假设每个节点处的能量到达遵循伯努利分布，并且每个节点使用能量缓冲器/电池来存储能量。对于ALOHA媒体接入协议（MAP），最大化传输容量的最佳传输概率导出作为能量到达分布的函数。博弈论分析ALOHA MAP，其中每个发射机试图最大化自己的吞吐量，并对称纳什均衡推导。对于CSMA MAP，退避概率和中断概率是根据输入能量分布推导的，从而表征传输容量。
2012-05-25 cs.IT math.IT
Caching in Wireless Small Cell Networks: A Storage-Bandwidth Tradeoff
在网络边缘缓存内容是卸载流量、减少延迟和提高用户体验质量的有效手段。在这封信中，我们专注于存储带宽的权衡方面，其中小小区基站分布根据一个均匀的泊松点过程和缓存内容根据一个给定的内容流行度分布，受存储约束。我们提供了一个封闭形式的表达的缓存未命中概率，定义为不满足用户的请求在一个给定的覆盖区域的概率，作为信号干扰比，缓存大小，基站密度和内容流行度的函数。特别是，它示出，对于一个给定的最小缓存大小，基于流行度的缓存策略实现较低的中断概率为一个给定的基站密度相比，均匀的缓存。此外，我们表明，流行度为基础的缓存达到更好的性能在缓存未命中概率相同的频谱。
2016-03-17 cs.IT math.IT
Transmission and Storage Rates for Sequential Massive Random Access
本文介绍了一种新的信源编码范式--顺序大规模随机接入（SMRA）。在SMRA中，一组相关的源被一次性编码并存储在服务器上，客户端希望仅连续访问源的一个子集。由于并发客户端的数量可能很大，服务器只允许从存储的数据中提取比特流：在传输特定客户端的请求之前不能执行重新编码。在本文中，我们正式定义了SMRA框架，并引入存储和传输速率来表征SMRA的性能。我们推导出i.i.d.无损信源编码的传输和存储速率。和非I.I.D.源，以及高斯源的传输和存储率失真区域。我们还展示了两个实际的实现SMRA系统的基础上速率兼容的LDPC码。理论和实验结果表明，SMRA系统可以达到相同的传输速率，在传统的点对点信源编码方案，而在存储速率方面有一个合理的开销。这些结果构成了许多最近的数据传输应用的突破，在这些应用中，客户端请求数据的不同部分。
2017-08-30 cs.IT math.IT
Marine Wireless Big Data: Efficient Transmission, Related Applications, and Challenges
海量的海洋无线采样数据及其持续爆发式增长预示着海洋无线大数据时代的到来。这些数据带来的两个挑战是如何在极端恶劣的海洋环境中快速、可靠和可持续地提供这些数据，以及如何在收集后应用这些数据。在这篇文章中，我们首先提出了一个异构海洋网络的架构，灵活地利用现有的水下无线技术作为一个潜在的解决方案，快速数据传输。然后，我们调查的可能性，并制定计划，能源效率和可靠的海底传输没有或略有数据率降低。在讨论了数据传输的基础上，总结了大数据的应用前景，重点讨论了大数据在海面目标检测和海洋目标识别中的应用问题。文章还讨论了在传播和检测/识别方面需要进一步探讨的开放性问题和挑战。
2017-10-11 cs.IT math.IT
Distributed Storage in Mobile Wireless Networks with Device-to-Device Communication
我们考虑使用分布式存储（DS），以减少在无线网络中的内容交付的通信成本。使用擦除校正码将内容存储（高速缓存）在多个移动设备中。用户使用设备到设备通信从其他设备或从基站（BS）检索内容，代价是更高的通信成本。我们解决了当存储数据的设备离开细胞时的修复问题。我们引入了一个修复调度定期进行修复，并推导出作为修复间隔的函数的内容下载和数据修复的整体通信成本的解析表达式。推导出的表达式，然后使用DS使用几个纠删码所带来的通信成本进行评估。我们的研究结果表明，DS可以降低通信成本的情况下，内容只从BS下载，只要维修进行得足够频繁。如果存储内容的设备到达小区，则使用DS的通信成本进一步降低，并且对于足够大的到达速率，它总是有益的。有趣的是，我们表明，MDS码，这并不表现良好的经典DS，可以产生一个低的整体通信成本在无线DS。
2016-09-27 cs.IT math.IT
Repair Scheduling in Wireless Distributed Storage with D2D Communication
我们认为分布式存储（DS）的无线网络中，移动设备到达和离开根据泊松随机过程。内容使用擦除校正码存储在许多移动设备中。当请求一条内容时，用户使用设备到设备通信从移动设备检索内容，或者如果不可能，则以较高的通信成本为代价从基站（BS）检索内容。我们考虑当存储数据的设备离开网络时的修复问题。特别是，我们介绍了一个修复调度定期执行（从存储设备或BS）。我们推导出的维修和下载作为修复间隔的函数的整体通信成本的解析表达式。我们通过给出最大距离可分码和再生码的结果来说明分析。我们的研究结果表明，DS可以降低整体通信成本的情况下，内容只从BS下载，只要维修进行得足够频繁。所需的修复频率取决于用于存储的代码和网络参数。特别地，最小带宽再生码需要非常频繁的修复，而最大距离可分离码如果修复不太频繁地执行则给出更好的性能。我们还表明，瞬时修复并不总是最佳的。
2015-08-07 cs.IT math.IT
Auction-Based Distributed Resource Allocation for Cooperation Transmission in Wireless Networks
协作传输利用无线信道的广播特性，可以大大提高通信系统的性能。大多数以前的工作资源分配的合作传输是基于集中式控制。在本文中，我们提出了两个份额拍卖机制，信噪比拍卖和功率拍卖，分布式协调用户之间的资源分配。我们证明了拍卖结果的存在性、唯一性和有效性。特别地，SNR拍卖导致用户之间的公平资源分配，并且功率拍卖实现接近于有效分配的解决方案。
2007-08-04 cs.IT math.IT
Network Coding for Energy-Efficient Distributed Storage System in Wireless Sensor Networks
提出了一种基于网络编码的无线传感器网络分布式存储系统节能方案，主要解决两个问题：一是考虑无线传感器网络中有效的分布式存储技术;二是研究如何利用较少的资源修复失效存储节点中的数据。对于第一个问题，我们提出了一种方法来获得一个稀疏的生成矩阵来构造网络码，并证明了这个稀疏的生成矩阵是稀疏的。受益于稀疏生成矩阵，实现分布式存储所需的能量消耗减少。对于第二个问题，我们设计了一种基于网络编码的迭代修复方法，该方法充分利用了网络编码理论中在中间结点重新编码的思想。受益于重新编码，数据修复所需的能量消耗显著降低。此外，我们提供了一个明确的下限字段大小所需的该计划，这意味着该计划可以工作在一个非常小的字段和所需的计算开销的编码是非常低的。仿真结果表明，该方案一方面可以降低无线传感器网络中实现分布式存储系统所需的总能耗，另一方面也可以均衡网络的能耗。
2013-04-05 cs.IT cs.NI math.IT
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。
2015-03-03 cs.IT math.IT
Cache-enabled Uplink Transmission in Wireless Small Cell Networks
在社交网络时代，人们通过无线网络制作用户生成的内容并将其上传到互联网，这开始成为一个大趋势，这给无线上行链路网络带来了巨大的负担。在本文中，我们有助于设计和理论理解的无线缓存启用上传传输在一个延迟容忍的小小区网络，以减轻负担，然后提出相应的调度策略的小基站（SBS）下的无限和有限的缓存大小。具体来说，SBS引入的缓存能力使SBS能够消除用户上传内容之间的冗余。该策略不仅缓解了SBS到宏基站的无线回传业务拥塞，而且提高了SBS的传输效率。然后，我们研究调度方案的SBS卸载更多的数据流量下缓存大小的限制。此外，两个操作区域的无线缓存使能上传网络，即，延迟有限的区域和缓存有限的区域，建立揭示的延迟容忍和缓存能力之间的基本权衡。最后，数值结果证明了所提出的无线缓存使能上传网络的显着的性能增益。
2016-12-12 cs.IT 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
Generalized Area Spectral Efficiency: An Effective Performance Metric for Green Wireless Communications
面积频谱效率（ASE）被引入作为量化蜂窝系统频谱利用效率的度量。与其他性能指标不同，ASE考虑了蜂窝系统的空间特性。在本文中，我们推广ASE的概念来研究任意的无线传输。具体来说，我们引入了受影响区域的概念来表征任意无线传输的空间属性。在定义受影响区域的基础上，定义了广义区域频谱效率（GASE）这一性能指标，用以量化空间频谱利用效率和无线传输的绿色性。在给出点对点传输的GASE性能评估后，分析了GASE在双跳中继传输、三节点协作中继传输和认知无线电传输等不同传输场景下的性能。我们推导出封闭形式的表达式，在瑞利衰落环境下的每个传输场景的GASE度量。通过数学分析和数值例子，我们表明，GASE度量提供了一个新的角度设计和优化的无线传输，特别是在发射功率的选择。我们还表明，引入中继节点可以大大提高无线系统的空间利用效率。我们说明，GASE度量可以帮助优化部署的认知无线电系统。
2014-02-13 cs.IT cs.NI math.IT
The Magic of Superposition: A Survey on Simultaneous Transmission Based Wireless Systems
在传统的通信系统中，两个通信点之间的任何干扰都被认为是不需要的噪声，因为它使接收到的信号失真。另一方面，允许同时传输并有意地接受信号的干扰，甚至从中受益，已经被考虑用于一系列无线应用。作为突出的例子，非正交多址（NOMA），联合信源-信道编码，和计算代码被设计成利用这种情况。他们还启发了许多其他的基础工作，从网络编码到共识算法。特别是，联邦学习是一种新兴技术，可以通过允许同时传输来应用于分布式机器学习网络。虽然各种同时传输的应用存在独立的文献中，他们的主要贡献都是基于相同的原则，叠加属性。在这次调查中，我们的目的是强调这些研究之间的联系，并为读者提供一个指南，从信号的叠加受益的无线通信技术。我们根据现有文献的目的和应用领域对其进行分类，并介绍其贡献。调查显示，同时传输可以为某些分布式无线场景带来可扩展性，安全性，低延迟，低复杂性和能源效率，这是新兴物联网（IoT）应用所不可避免的。
2022-05-13 cs.IT math.IT
Secure Transmission of Delay-Sensitive Data over Wireless Fading Channels
本文研究了随机源产生的延迟敏感数据的安全无线传输的吞吐量和能量效率。考虑了一个衰落广播模型，在该模型中，发射机向两个接收机发送机密和公共消息。假设从马尔科夫源生成的公共和机密数据在传输之前存储在缓冲区中，并且发射机在缓冲区/延迟违规概率的约束下操作。在这样的统计服务质量（QoS）约束下，时变无线传输的有效容量和马尔可夫源的有效带宽被用来确定吞吐量。特别地，保密容量用于描述包含机密消息的缓冲器的服务速率。此外，每比特能量被用作能量效率度量，并且在低信噪比（SNR）状态下研究能量效率。具体地，确定公共和机密消息的可靠通信所需的每比特的最小能量，并且识别宽带斜率表达式。缓冲器/延迟约束，信道之间的相关性，源特性/突发性，在发射机的信道知识，功率分配和保密要求的吞吐量和能源效率的共同和机密的消息传输的影响被确定。
2017-04-06 cs.IT math.IT
On the Transmission-Computation-Energy Tradeoff in Wireless and Fixed Networks
在本文中，一个框架的无线和固定网络中的传输计算能量权衡的分析。该折衷的分析考虑了传输能量以及在接收器处处理接收到的信号所消耗的能量。虽然以前的工作考虑线性解码器的复杂性，这是唯一实现的未编码的传输，本文声称，每个符号的平均处理（或计算）能量指数依赖于源消息的信息速率。所介绍的框架参数化的方式，它反映了固定和无线网络的属性一样。本文的分析表明，指数复杂度和因此更强的代码是优选的在低数据率，而线性复杂度和因此未编码的传输变得优选在高数据率。越强调计算能量（例如在固定网络中），越少的跳是最佳的，并且多跳的益处越低。另一方面，单跳网络的信息速率越高，多跳的好处就越高。分析结果强调了这两个结论。
2010-08-26 cs.IT math.IT
Two-Way Transmission Capacity of Wireless Ad-hoc Networks
ad-hoc网络的传输容量是每单位面积上活动发射机的最大密度，对于固定的传输速率，在每个接收机处给定中断约束。大多数以前的工作，发现自组织网络的传输容量只集中在单向通信，其中一个源与目的地通信，没有数据从目的地发送到源。然而，实际上，需要双向或双向数据传输来支持像分组应答和信道反馈这样的控制功能。本文扩展了双向无线ad-hoc网络的传输容量的概念，将一个双向中断的概念，在两个方向上的不同速率的要求。对于频分复用，推导了双向传输容量的严格上界和下界。推导出的界限是用来推导出最大限度地提高双向传输容量，这是执行比分配带宽成比例的期望速率在两个方向上的双向带宽分配的最佳解决方案。使用所提出的双向传输容量框架，与使用有限反馈的发射波束成形的双向传输容量的下限导出作为带宽的函数，和分配用于反馈的比特。
2010-09-08 cs.IT math.IT
Text-Guided Token Communication for Wireless Image Transmission
本文提出一种利用预训练基础模型的文本引导令牌通信系统，通过离散令牌和5G NR极化编码实现低带宽无线图像传输，在ImageNet上优于ADJSCC，无需场景重训且泛化性强。
2025-07-08 cs.IT 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
Energy-efficient transmission for wireless energy harvesting nodes
能量收集作为对诸如传感器节点的电池供电设备充电的手段越来越重要。高效的传输策略必须开发无线能量收集节点（WEHN），同时考虑到节点中的能量和数据的可用性。我们考虑一个场景，其中数据和能量分组到达节点，其中分组的时刻和量是已知的（离线方法）。在本文中，最佳的数据传输策略，找到了一个有限的电池容量WEHN，必须满足一些服务质量（QoS）的约束，以及能源和数据的因果关系的约束。作为我们分析的结果，我们可以说，由于电池溢出而损失能量是低效的，除非没有更多的数据要传输，并且该问题可能没有可行的解决方案。最后，一个算法，计算的数据传输曲线最小化的总传输时间，满足上述约束已经开发。
2012-12-05 cs.IT math.IT
Ergodic Transmission Capacity of Wireless Ad Hoc Networks with Interference Management
大多数关于无线网络吞吐量的工作忽略了无线信道固有的时间相关性，因为它降低了可处理性。为了更好地建模和量化无线网络吞吐量的时间变化，本文介绍了一种称为遍历传输容量（ETC），它包括空间和时间遍历性的度量。网络中的所有发射机形成一个齐次泊松点过程，所有信道由有限状态马尔可夫链建模。刻画了中断概率和ETC的界，并讨论了它们在稀疏网络和稠密网络中的标度行为。从这些结果中，我们表明，ETC的特点是信道状态相关向量和不变的马尔可夫链的概率向量的内积。这表明，信道感知的机会传输并不总是增加ETC。最后，我们看看中断概率与干扰管理从随机几何的角度来看。由于干扰管理中断概率和ETC的改进界限的特点，他们提供了一些有用的见解，如何有效地管理稀疏和密集网络中的干扰。
2011-03-31 cs.IT math.IT
Relay Selection in Wireless Powered Cooperative Networks with Energy Storage
本文研究了无线供电协作网络中的中继选择问题，其中空间随机中继配备有能量存储设备，电池.与传统技术相比，为了降低复杂性，中继节点可以从源信号中获取能量（在未充电电池的情况下）或尝试解码并转发它（在充电电池的情况下）。提出了几种中继选择方案，对应于不同的状态信息的要求和实现的复杂性。电池的充电/放电行为被建模为一个两状态马尔可夫链和解析表达式的稳态分布和中断概率性能推导出每个继电器选择方案。我们证明，能量存储显着影响系统的性能，并在高信噪比的零分集增益的结果;收敛地板取决于稳态分布的电池，并通过使用适当的近似推导出封闭的形式。所提出的中继选择方案被推广到具有多个接入点（AP）的大规模网络，其中中继协助最近的AP并遭受多用户干扰。
2015-09-18 cs.IT cs.NI math.IT
Reliable Uplink Communication through Double Association in Wireless Heterogeneous Networks
我们调查的网络关联，提高在密集的无线异构网络的上行链路传输的可靠性的方法。随机几何分析表明，其中上行链路传输被发送到宏基站（BS）和小BS的双关联显著提高了成功传输的概率。
2016-04-03 cs.IT cs.NI math.IT
Toward a Quiet Wireless World: Multi-Cell Pinching-Antenna Transmission
School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学电气与电子工程学院）
本文提出利用捏合天线技术实现多小区干扰管理，通过低功耗传输实现宁静无线环境，提升用户服务质量。
2026-02-23 cs.IT math.IT
Quality-Driven Resource Allocation for Full-Duplex Delay-Constrained Wireless Video Transmissions
本文研究了在全双工信道上，在总带宽和最小质量要求约束下的无线视频传输问题。为了在实时视频传输中向终端用户提供期望的性能水平，还考虑了诸如统计延迟约束的服务质量（QoS）要求。有效容量（EC）被用来作为吞吐量的度量，在存在这样的统计延迟约束，因为确定性的延迟界限是很难保证由于无线衰落信道的时变性质。一个通信场景中的多对用户，其中不同的用户有不同的延迟要求的解决。根据率失真（R-D）理论的特征，质量-速率关系的对数模型用于在接收器侧根据峰值信噪比（PSNR）来预测重构视频的质量。由于优化问题不是凹的或凸的，最优的带宽和功率分配策略，最大化的加权和视频质量的总带宽，最大发射功率水平和最小要求的质量约束下，推导出使用单调优化（MO）理论。
2017-07-25 cs.IT math.IT
Coordinated Transmissions to Direct and Relayed Users in Wireless Cellular Systems
在物理层的无线网络编码的思想承诺在具有中继和多路业务流的无线系统中的高吞吐量增益。该增益可以归因于两个原理：（1）多个通信流的联合传输和（2）使用\emph{a priori}信息来消除干扰。在本文中，我们使用这些原则来设计新的传输方案，在无线蜂窝系统中，功能用户直接由基站（直接用户）和用户通过中继（中继用户）。我们提出了四种不同的方案，\emph{coordinated transmission}的上行链路和下行链路业务，其中一个直接和一个中继用户服务。这些计划，然后在多用户的情况下，我们提出了几个计划调度对协调传输的用户作为积木。最佳方案涉及在总体速率方面的最佳用户对的穷举搜索。我们提出了几个次优的调度方案，执行接近最优方案。数值结果表明，系统级速率与非协调传输的系统相比有了很大的提高。
2010-11-29 cs.IT cs.NI math.IT
A Graph Theoretical Approach for Network Coding in Wireless Body Area Networks
现代医疗无线系统，如无线体域网（WBAN），是无线网络的应用，可用作患者和医生之间的数据传输工具。数据传输的准确性是这种系统的重要要求。在本文中，我们将提出一个WBAN，这是强大的对擦除和描述其性质，使用图论技术。
2011-03-06 cs.IT math.IT
Asymptotic Critical Transmission Radii in Wireless Networks over a Convex Region
无线自组织网络和传感器网络中的关键传输范围（或半径）已被广泛研究的各种性能指标，如连接，覆盖，功率分配和能耗。然而，在现有的工作中，网络分布的区域通常是正方形或圆盘，这严重限制了在现实生活中的应用。在这篇文章中，我们考虑一个凸区域（即，正方形和圆盘的概括），无线节点均匀地分布在其上。我们研究了两种类型的临界传输半径，定义的k-连通性和最小顶点度，分别，也建立了精确的渐近分布。这使得以前在正方形或圆盘情况下得到的结果成为本文工作的特例。更重要的是，我们的研究结果揭示了区域形状对临界传输范围的影响：（固定区域）区域的边界长度完全决定了传输范围。此外，通过等径不等式，当区域仅为圆盘时，临界透射范围最小。
2022-01-21 cs.IT cs.PF math.IT
Decentralized Coded Caching in Wireless Networks: Trade-off between Storage and Latency
研究了雾无线接入网（F-RAN）的分布式编码缓存，其中两个边缘节点（EN）通过有限容量的前传链路连接到云服务器，为$K_r$用户的请求提供服务。我们认为所有的EN和用户都配备了缓存。提出了一种分散式内容放置，以在非高峰时段在每个网络节点独立地存储内容。在此基础上，我们设计了一个编码的交付计划，以提供用户的需求在高峰时段的目标下，最小化的归一化交付时间（NDT），这是指最坏的情况下交付延迟。最小无损检测的信息理论下限推导出任意数量的EN和用户。我们数值评估的分散计划的性能。此外，我们证明了一个特殊的情况下，当缓存只在EN的分散计划的近似最优性。
2017-01-25 cs.IT math.IT
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。
2011-07-10 cs.IT cs.NI math.IT
Spatial Throughput Maximization of Wireless Powered Communication Networks
无线充电是为无线节点的传输供电的有前途的方式。本文考虑了新的双功能接入点（AP），能够支持能量/信息传输到/从无线节点。本文以大规模无线供电通信网络为研究对象，利用随机几何方法分析了无线节点在能量收集和信息传输之间的性能权衡。我们研究了两种情况下，无电池和电池部署的无线节点。对于这两种情况下，我们考虑一个收获，然后发送协议，每个时间帧划分成一个下行链路（DL）阶段的能量传输，和一个上行链路（UL）阶段的信息传输。通过联合优化两个阶段之间的帧划分和无线节点的发射功率，我们最大化的无线节点的空间吞吐量受到成功的信息传输概率约束。对于无电池的情况下，我们表明，无线节点更喜欢选择小的发射功率，以获得大的传输机会。对于电池部署的情况下，我们首先研究了一个理想的无限容量的电池无线节点的情况下，并表明，最佳的充电设计是不是唯一的，由于足够的能量存储在电池中。然后，我们扩展到实际的有限容量电池的情况。虽然准确的性能是很难得到的分析，它被证明是上限和下限的无限容量电池的情况下和无电池的情况下，分别。最后，我们提供了数值结果来证实我们的研究。
2015-01-08 cs.IT math.IT
Optimizing Relay Precoding for Wireless Coordinated Relaying
在无线系统中处理多个通信流已经引起了许多新颖的传输技术，特别是基于无线网络编码的双向中继。最近，出现了一组相关的技术，称为协调直接和中继（CDR）传输，其中的星座的业务流是更一般的比双向。无论实际的业务流如何，在CDR方案中，中继在管理干扰和提高整体系统性能方面具有核心作用。在本文中，我们研究了新的传输模式，放大转发的基础上，出现时，中继配备了多个天线，可以使用波束成形。
2014-03-17 cs.IT math.IT
WITT: A Wireless Image Transmission Transformer for Semantic Communications
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）
在本文中，我们的目的是重新设计的视觉Transformer（ViT）作为一个新的骨干，实现语义图像传输，称为无线图像传输Transformer（WITT）。以前的工作建立在卷积神经网络（CNN）的基础上，它在捕获全局依赖性方面效率低下，导致端到端传输性能下降，特别是对于高分辨率图像。为了解决这一问题，拟议的WITT采用Swin Transformers作为更有能力的主干来提取远程信息。与图像分类任务中的ViT不同，WITT在考虑无线信道影响的同时，对图像传输进行了高度优化。具体来说，我们提出了一个空间调制模块，根据信道状态信息来缩放潜在表示，这增强了单个模型处理各种信道条件的能力。因此，大量的实验验证，我们的WITT达到更好的性能，不同的图像分辨率，失真指标，和信道条件。该代码可在https://github.com/KeYang8/WITT上获得。
2022-11-02 cs.CV cs.IT math.IT
Optimal Online Transmission Policy for Energy-Constrained Wireless-Powered Communication Networks
本文研究了在给定能量预算的无线供电通信系统中，在线传输策略的设计。系统设计目标是利用无线供电节点的能量存储能力最大化系统的长期吞吐量。我们制定的设计问题作为一个约束马尔可夫决策过程（CMDP）的问题，并通过拉格朗日方法获得在每个衰落块的发射功率和时间分配的最优策略。为了研究不同场景下的系统性能，采用不同的系统参数进行了数值仿真。我们的仿真结果表明，最优策略显着优于短视的政策，只最大化吞吐量在当前衰落块。此外，发射功率和时间的最优分配被证明是不敏感的调制和编码方案的变化，这有利于其实际实现。
2019-02-25 cs.IT math.IT
Transmission and Scheduling Aspects of Distributed Storage and Their Connections with Index Coding
索引编码通常在假设单个信源具有接收者请求的所有消息的情况下进行研究。我们将其称为\emph{centralized}索引编码。相反，本文侧重于\emph{distributed}索引编码和解决以下问题：如何在分布式源（存储节点）的消息的可用性影响的解决方案和可实现的索引编码率？Arbabjolfaei等人在ISIT 2013中的工作的扩展，当分布式源通过半确定性多址信道（MAC）与同时接收器通信时。一些例子进行了讨论，显示整个网络的消息分布和冗余的影响，可实现的索引编码率和激励未来的研究设计实用的网络存储代码，提供高索引编码率。
2015-12-18 cs.IT math.IT
Secrecy Transmission Capacity in Noisy Wireless Ad Hoc Networks
本文考虑了在嘈杂的无线ad hoc网络中传输机密信息，其中背景噪声和并发发射机的干扰都会影响接收到的信号。对于合法节点和窃听者均服从泊松点过程分布的随机网络，基于物理层安全性，研究了网络的保密传输容量、连接中断概率和保密中断概率。首先考虑固定传输距离的基本模型，建立STC的理论模型。然后，我们将上述结果扩展到一个更现实的随机距离传输模型，即最近的接收器传输。最后，提供了大量的仿真和数值结果，以验证我们的理论结果的效率，并说明如何STC是受噪声，连接和保密中断概率，发射机和窃听密度，和其他系统参数。值得注意的是，我们的研究结果表明，适量的噪声有助于保密传输容量。
2013-12-20 cs.CR cs.IT math.IT
Communications and Signals Design for Wireless Power Transmission
辐射无线功率传输（WPT）是一种很有前途的技术，可以为无线设备提供具有成本效益的实时功率供应。虽然辐射WPT与广泛研究的无线信息传输或通信有许多相似的特性，但它们在设计目标、发射器/接收器架构和硬件约束等方面也有很大不同。在这篇文章中，我们首先概述了各种WPT技术、辐射WPT技术的历史发展以及设计当代辐射WPT系统的主要挑战。然后，我们将重点讨论可用于应对这些挑战的新通信和信号处理技术。讨论的主题包括能量采集器建模、WPT的能量波束成形、信道捕获、多用户WPT中的功率区域表征、线性和非线性能量接收器模型的波形设计、WPT的安全和健康问题、大规模MIMO（多输入多输出）和毫米波（mmWave）使能的WPT、无线充电控制以及无线功率和通信系统协同设计。我们还指出了未来研究的方向是有希望的。
2016-11-21 cs.IT math.IT
An Adaptive Transmission Protocol for Wireless-Powered Cooperative Communications
在本文中，我们考虑了一个无线供电的协作通信网络，其中包括一个混合接入点（AP），一个源和一个中继，以协助信息传输。与传统的合作网络，源和中继被假定为没有嵌入式能源供应所考虑的系统。因此，在上行链路（UL）中的信息传输之前，它们需要首先从AP在下行链路（DL）中辐射的射频（RF）信号中收获能量。受最近提出的先收获后传输（HTT）和先收获后合作（HTC）协议的启发，我们提出了一种新的自适应传输（AT）协议。在所提出的协议中，在每个传输块的开始，AP向源收费。AP和源然后执行信道估计以获取它们之间的信道状态信息（CSI）。基于CSI估计，AP自适应地选择源以直接或与中继协作地执行UL信息传输。我们推导出一个近似的封闭形式的平均吞吐量的建议在Nakagami-m衰落信道的AT协议的表达式。然后通过Monte Carlo模拟验证了分析。实验结果表明，该协议的性能明显优于HTT和HTC协议。
2015-08-08 cs.IT math.IT
Transmission Through Large Intelligent Surfaces: A New Frontier in Wireless Communications
在本文中，传输通过大智能表面（LIS），故意修改入射波的相位，以提高在接收器的信号质量，提出了作为未来的无线通信系统和标准的一个有前途的候选人。对于所考虑的LIS辅助系统，一个通用的数学框架，推导出的接收信号噪声比（SNR）的分布的符号错误概率（SEP）的计算。接下来，提出了使用LIS本身作为接入点（AP）的新概念。广泛的计算机仿真结果提供评估的潜力LIS为基础的传输，其中LIS作为一个智能反射器或AP与或不知道信道相位。我们的研究结果表明，基于LIS的通信可以成为未来无线系统的一个改变游戏规则的范例。
2019-04-16 cs.IT eess.SP math.IT
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。
2011-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Channel-Adaptive Wireless Image Transmission with OFDM
提出了一种基于学习的信道自适应联合信源和信道编码（CA-JSCC）方案，用于多径衰落信道下的无线图像传输。所提出的方法是一个端到端的自动编码器架构，采用正交频分复用（OFDM）传输的双注意力机制。与以前的作品，我们的方法是自适应信道增益和噪声功率的变化，利用估计的信道状态信息（CSI）。具体来说，与建议的双重注意力机制，我们的模型可以学习映射的功能和分配传输功率资源明智的基础上估计的CSI。大量的数值实验表明，CA-JSCC实现了现有的JSCC方案的最先进的性能。此外，CA-JSCC对变化的信道条件是鲁棒的，并且可以通过在更好的子信道上发送关键特征来更好地利用有限的信道资源。
2022-09-08 cs.IT eess.SP math.IT
Wireless Deep Video Semantic Transmission
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）
在本文中，我们设计了一种新的高效的深度联合信源-信道编码方法，以实现端到端的视频无线信道传输。提出的方法利用非线性变换和条件编码架构来自适应地提取跨视频帧的语义特征，并通过深度联合信源-信道编码在无线信道上传输语义特征域表示。我们的框架被称为深度视频语义传输（DVST）。特别地，受益于由特征域上下文提供的强时间先验，学习的非线性变换函数变得时间自适应，从而导致更丰富和更准确的熵模型指导当前帧的传输。因此，开发了一种新颖的速率自适应传输机制，以定制用于视频源的深度联合信源-信道编码。它学习在视频帧内和视频帧之间分配有限的信道带宽，以最大限度地提高整体传输性能。整个DVST设计被公式化为优化问题，其目标是在感知质量度量或机器视觉任务性能度量下最小化端到端传输率失真性能。通过标准视频源测试序列和各种通信场景，实验表明，我们的DVST可以普遍优于传统的无线视频编码传输方案。由于其视频内容感知和机器视觉任务集成能力，建议DVST框架可以很好地支持未来的语义通信。
2022-11-02 cs.CV cs.IT math.IT
Practical Wireless Network Coding and Decoding Methods for Multiple Unicast Transmissions
我们提出了一种简单而有效的无线网络编码和解码技术。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。为此，我们利用贪婪码的二进制字段，并表明，所需的多样性订单可以灵活地分配给节点在多个单播网络，在文献中的发现相反。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，并建议使用和积算法的网络解码器。所提出的和-积检测器具有接近最佳的性能。
2011-10-04 cs.IT math.IT
