Stronger wireless signals appear more Poisson
Keeler，Ross和Xia（2016）最近导出了近似和收敛结果，这意味着在一般统计传播模型下，无线网络中观察者接收到的信号强度形成的点过程可以通过正实数线上的非齐次泊松点过程来建模。结果应用的基本要求是必须有大量具有不同位置和随机传播效应的发射机。本文的目的是以不太一般但更容易应用的形式应用Keeler，Ross和Xia（2016）的一些主要结果，以说明如何将结果应用于实践。新的结果表明，它是最强的信号，被削弱后，随机传播效应，表现得像一个泊松过程，支持最近的实验工作。
2016-06-20 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis of the Decoupled Access for Downlink and Uplink in Wireless Heterogeneous Networks
无线蜂窝网络向异构基础设施演进，其特征在于多种类型的基站（BS），诸如毫微微BS（FBS）和宏BS（MBS）。无线设备观察多个点（BS），无线设备可以通过多个点接入基础设施，并且无线设备可以选择从一个BS接收下行链路（DL）业务并且通过另一BS发送上行链路（UL）业务。这种情况被称为解耦DL/UL接入。使用随机几何的框架，我们推导出DL/UL的关联概率。为了最大化平均接收功率，随着FBS的相对密度最初增加，大部分设备选择解耦接入，即在DL中从MBS接收并且在UL中通过FBS发送。我们分析了这种类型的关联在系统中的平均吞吐量的影响。
2014-10-21 cs.IT cs.NI math.IT
On the Joint Impact of Beamwidth and Orientation Error on Throughput in Directional Wireless Poisson Networks
我们引入了一个模型，用于捕获波束误导的覆盖范围和吞吐量的定向无线网络中使用随机几何的影响。在采用理想的扇区天线没有旁瓣的网络中，我们发现，方向误差分布是足够的，以证明单调性和准单调性（相对于天线波束宽度）的空间吞吐量和传输容量，分别。此外，我们确定的网络条件，产生相反的极端选择波束宽度（绝对定向与全向），最大限度地提高两个相关的吞吐量指标。最后，我们总结了我们的论文与平均方向误差，吞吐量最大化的波束宽度，和最大吞吐量之间的关系，在不同的复杂性的辐射模式的数值探索。
2014-06-12 cs.IT cs.NI math.IT
On the Coverage Performance of Boolean-Poisson Cluster Models for Wireless Sensor Networks
在本文中，我们认为无线传感器网络（WSNs）的传感器节点展示集群在他们的部署。我们采用布尔泊松聚类模型（BPCM）对无线传感器网络的覆盖区域进行建模，其中传感器节点的位置是根据泊松聚类过程（PCP）确定的，每个传感器在其周围有一个独立的感知范围，我们考虑了PCP的两种变体，特别是\matern和Thomas聚类过程，形成布尔\matern和Thomas聚类模型。我们首先推导出这些模型的容量泛函。使用推导出的表达式，我们计算的事件的感知概率，并将其与传感器部署根据泊松点过程的传感器的传感器网络的感知概率的布尔泊松模型建模。我们还推导出每个集群所需的功率，以收集来自所有传感器的数据的三个考虑的无线传感器网络。我们发现，BPCM无线传感器网络具有较少的功率需求相比，布尔泊松无线传感器网络，但它遭受较低的覆盖范围，导致每个集群的功率需求和传感性能之间的权衡。具有期望聚类的聚类过程可以提供更好的覆盖，同时保持低功率要求。
2020-01-31 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Node Deployment in Static and Mobile Heterogeneous Multi-Hop Wireless Sensor Networks
研究了一种异构无线传感器网络（WSN），其中N个异构接入点（AP）从密集部署的传感器收集数据，并通过多跳无线通信将其感知信息传输到M个异构融合中心（FC）。该异构节点部署问题被建模为以网络的总无线通信功率消耗为目标函数的优化问题。我们认为静态的无线传感器网络，其中节点保留其部署的位置，和移动无线传感器网络中的节点可以从他们的初始部署移动到他们的最佳位置。基于推导出的静态无线传感器网络中节点最优部署的必要条件，我们提出了一种迭代算法来部署节点。此外，我们研究了移动无线传感器网络中的最佳移动有效的节点部署的必要条件与约束的运动能量，并提出了迭代算法来找到这样的部署，相应的。仿真结果表明，我们提出的节点部署算法优于文献中现有的方法，并实现了较低的总无线通信功率在静态和移动无线传感器网络，平均。
2021-09-08 cs.IT math.IT
Cloud Radio Access Network: Virtualizing Wireless Access for Dense Heterogeneous Systems
云无线电接入网络（C-RAN）指的是借助于云计算的基站功能的虚拟化。这导致了一种新颖的蜂窝架构，其中被称为无线电单元（RU）或远程无线电头端（RRH）的低成本无线接入点由可重新配置的集中式“云”或中央单元（CU）集中管理。C-RAN允许运营商减少部署和维护密集异构网络所需的资本和运营费用。这一关键优势，加上频谱效率、统计复用和负载均衡增益，使C-RAN成为5G系统开发的关键技术之一。本文简要介绍了C-RAN的研究现状，重点介绍了前传压缩、基带处理、媒体接入控制、资源分配、系统级考虑和标准化工作。
2015-12-24 cs.IT cs.NI math.IT
Three Schemes for Wireless Coded Broadcast to Heterogeneous Users
我们研究和比较三种编码方案的单服务器无线广播的多描述编码的内容，异构用户。用户（汇聚节点）在不同的丢包率的链路上需要不同数量的描述。这三种编码方案分别基于LT码、增长码和随机组块码。该计划进行比较的基础上，所需的传输总数，以提供所有用户的需求，我们称之为服务器（源）的交付时间。我们设计的LT码的度分布，通过解决适当定义的线性优化问题，并数值表征不同的编码方案的可实现的交付时间。我们发现，包括一个系统的阶段（未编码的传输）是非常有益的低需求的情况下，编码是必要的，有效地提供高需求。不同的需求和出错率情况可能需要非常不同的编码方案。在异构通信场景中，增长码和分块码的性能不如优化的LT码。
2012-05-18 cs.IT cs.NI math.IT
A Survey of Typical-Cell Volume Distributions in Poisson--Voronoi and Poisson--Delaunay Tessellations: Analytical Theory, High-Dimensional Limits, and Wireless Applications
School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University（中山大学电子与信息工程学院）；Techphant Technologies Company Ltd.（天舟科技有限公司）
本文综述泊松-沃罗诺伊与泊松-德劳内镶嵌的典型单元体积分布，梳理分析方法、相关结果与高维极限，探讨其在无线网络的应用并指出开放问题。
2026-08-17 cs.IT math.IT
Poisson Hole Process: Theory and Applications to Wireless Networks
无线网络中的干扰场通常采用齐次泊松点过程（PPP）模型。虽然它是现实的建模固有的节点不规则性，并提供有意义的一阶结果，它落在建模干扰管理技术的影响，这通常会引入某种形式的空间之间的互动活跃的发射机不足。在一些应用中，例如认知无线电和设备到设备网络，这种相互作用可能导致在其他同质干扰场中形成空穴。由此产生的干涉场可以精确地建模为泊松孔过程（PHP）。尽管PHP在许多应用中很重要，但PHP中典型节点所经历的干扰的确切特征尚不清楚。在本文中，我们得到了几个严格的上，下界的拉普拉斯变换的这种干扰。数值比较表明，新的界限优于所有已知的界限和近似，并在所有的操作制度的利益是显着紧。推导这些紧凑而简单的边界的关键是准确地捕获典型点周围的局部邻域，同时简化远场以获得易处理性。还讨论了通过将孔中的重叠的效果进一步收紧这些界限的想法。这些结果立即导致一个准确的表征的覆盖概率的典型节点在PHP下瑞利衰落。
2016-01-07 cs.IT cs.NI math.IT
Using Quantization to Deploy Heterogeneous Nodes in Two-Tier Wireless Sensor Networks
研究了一种异构的两层无线传感器网络，其中N个异构接入点（AP）从密集分布的传感器收集传感数据，然后将数据转发到M个异构融合中心（FC）。这种异构节点部署问题被建模为一个量化问题，失真定义为网络的总功耗。本文探讨了最优AP和FC节点部署的必要条件。我们提供了一个变体的沃罗诺伊图作为该网络的最佳细胞划分，并表明，每个AP应被放置在其连接的FC和几何中心的细胞分区。此外，我们提出了一个异构的两层Lloyd算法来优化节点部署。仿真结果表明，我们提出的算法优于现有的聚类方法，如最小能量路由，凝聚聚类，分裂聚类，平均。
2019-01-20 cs.IT math.IT
Node Isolation of Secure Wireless Sensor Networks under a Heterogeneous Channel Model
研究了无线传感器网络在异构随机密钥预分配方案和异构信道模型下的安全连通性问题。特别地，我们研究了由非齐次随机密钥图与非齐次Erdens-Rényi图相交而成的随机图。前一个图由异构随机密钥预分配方案自然导出，后一个图构成异构开/关信道模型，其中$i$类节点和$j$类节点之间的无线信道以概率$α_{ij}$独立地开启.我们目前的条件（以零-一定律的形式）如何缩放的交集模型的参数，使它没有孤立的节点的概率高的节点的数量变得很大。我们还提出了数值结果来支持这些零-一法律的有限节点制度。
2016-10-24 cs.IT math.IT
Enabling Relaying Over Heterogeneous Backhauls in the Uplink of Wireless Femtocell Networks
在本文中，我们开发了新的双层干扰管理策略，使宏小区用户（MUE），以提高他们的性能，开放接入的毫微微蜂窝基站的帮助下。为此，我们提出了一种速率分割技术，使用该技术的MUE优化其上行链路传输，将其信号分为两种类型：一个粗略的消息，旨在直接传输到宏小区基站和一个精细的消息，由相邻的毫微微小区解码，随后通过异构（无线/有线）回程中继。为了部署所提出的技术，我们制定了一个非合作的MUE之间的游戏，其中每个MUE可以决定其中继毫微微小区，同时最大限度地提高效用函数，捕获所实现的吞吐量和预期的回程延迟。仿真结果表明，所提出的方法产生高达125%的速率提高和高达2倍的延迟减少与有线回程和，150%的速率提高和高达10倍的延迟减少与无线回程，相对于经典的干扰管理方法，没有跨层的合作。
2016-04-29 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Design of MIMO Heterogeneous Networks with Wireless Backhaul
随着未来网络旨在满足高数据率应用的不断增长的需求，密集和异构网络（HetNet）将被部署以提供更好的覆盖和吞吐量。除了对能量消耗的重要影响之外，朝向密集化的趋势要求越来越多的无线链路将大量回程流量转发到核心网络中。考虑到无线回程的存在对于HetNet的节能设计至关重要。在本文中，我们提供了一个通用的框架来分析的能量效率的两层MIMO异构网络的无线回程中存在的上行链路和下行链路传输。我们发现，在空间复用的HetNet的能量效率是敏感的网络负载，它应该考虑到控制每个基站服务的用户数量时。我们表明，具有无线回程的双层HetNet可以比单层蜂窝网络更节能。然而，这需要根据负载条件最优地设计无线电接入链路和无线回程之间的带宽划分。
2016-03-29 cs.IT math.IT
Maximal Ratio Transmission in Wireless Poisson Networks under Spatially Correlated Fading Channels
这里考虑无线网络的下行链路，其中多天线基站（BS）使用最大比传输（MRT）与单天线移动站（MS）通信。BS的位置由齐次泊松点过程（PPP）建模，并且每个BS的多个天线和每个MS的单个天线之间的信道增益被建模为空间任意相关的瑞利随机变量。我们首先提出了新的封闭形式的表达式的干扰的功率分布所造成的一个预期的和一个非预期的MRT在所考虑的相关衰落信道的共存。推导出的表达式，然后使用获得封闭形式的表达式的成功概率和区域频谱效率的无线通信网络的调查。仿真结果证实了所提出的表达式的有效性。这项工作的一个关键结果是，空间相关性对网络吞吐量的影响可能是对比取决于BS的密度，信号干扰噪声比（SINR）的水平，和背景噪声功率。
2015-08-27 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Node Deployment in Heterogeneous Two-Tier Wireless Sensor Networks with Limited Communication Range
研究了一种异构的两层无线传感器网络，其中N个异构接入点（AP）从密集分布的传感器收集传感数据，然后将数据转发到M个异构融合中心（FC）。该异构节点部署问题被建模为以网络总功耗为代价函数的优化问题。本文探讨了最优AP和FC节点部署的必要条件。我们提供了一个变体的沃罗诺伊图作为该网络的最佳细胞分区，并表明，每个AP应被放置在其连接的FC和几何中心的细胞分区。此外，我们提出了一个异构的两层Lloyd算法来优化节点部署。此外，我们研究了传感器和AP的通信范围有限时的传感器部署。仿真结果表明，我们提出的算法优于现有的聚类方法，如最小能量路由，凝聚聚类，分裂聚类，粒子群优化，中继节点放置在双层无线传感器网络，和改进的中继节点放置，平均。
2020-10-20 cs.IT math.IT
Poisson Hail on a Wireless Ground
INRIA Paris（巴黎国家信息与自动化研究所）；CNRS-ETIS（法国国家科学研究中心电子与信息系统实验室）；School of MACS, Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学数学与应用科学学院）；Sobolev Institute of Mathematics（索博列夫数学研究所）
本文提出了一种新模型，结合无线通信系统中的空间干扰、队列动态和载波感知避碰机制，分析了稳定性区域形状及参数对系统稳定性的影响。
2026-04-14 cs.IT cs.NI math.IT
Meta-Reinforcement Learning With Mixture of Experts for Generalizable Multi Access in Heterogeneous Wireless Networks
针对DRL多址协议跨异构网络难以泛化的问题，提出融合MoE的上下文meta-RL协议GMA，通过元策略实现未知环境快速适应，并在新环境中取得更快收敛与更高性能。
2024-12-05 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Traffic Aggregation in Multi-RAT Heterogeneous Wireless Networks
流量负载均衡和无线资源管理是利用下一代“$5$ G”无线基础设施的密集和日益异构部署的关键。用于聚合来自多个无线电接入技术（RAT）和/或接入点（AP）的用户业务的策略在这样的异构网络（HetNet）中将是至关重要的，但是没有被很好地研究。在本文中，我们开发了一个低复杂度的解决方案，最大限度地提高了$α$ -最佳的网络效用，利用多链路聚合（同时连接到多个RAT/AP）的网络中的用户的能力。网络效用最大化公式有和速率最大化（$α=0$）、最小速率最大化（$α\to \infty$）和比例公平（$α=1$）作为其特例。还针对用户聚合来自最多两个AP/RAT的流量的特殊情况开发了封闭形式，因此可以应用于LTE-WLAN聚合（LWA）和LTE双连接解决方案等实际场景。它示出，所需的目标也可以通过分散的实现，需要一系列的用户和网络之间的消息交换来实现。使用全面的系统级仿真，它表明，多链路聚合的最佳利用导致单RAT/AP选择技术的大幅吞吐量增益。
2016-03-26 cs.IT cs.NI math.IT
GNN-Based Joint Channel and Power Allocation in Heterogeneous Wireless Networks
University of Melbourne（墨尔本大学）
本文提出JCPGNN，将异构无线网络建模为异构图，通过共享消息计算层和两个任务特定层联合优化信道与功率分配，在保证性能的同时提升计算效率。
2024-07-28 cs.IT cs.LG cs.NI
Interference and Outage in Clustered Wireless Ad Hoc Networks
在大型随机无线网络的分析中，底层节点分布几乎普遍假设为齐次泊松点过程。在本文中，节点的位置被假定为在平面上形成泊松聚类过程。我们推导出干扰的分布特性，并提供其CCDF的上界和下界。我们考虑的概率成功传输的干扰受限信道时，衰落建模为瑞利。我们给出了中断概率的数值可积表达式和闭合形式的上界和下界，并证明了当收发距离较大时，成功概率大于Poisson布置的成功概率。这些结果表征了系统在地理或MAC诱导的聚类下的性能。我们获得了给定中断约束下的发送节点的最大强度，即，的传输容量（这种空间安排），并表明它是等于一个泊松安排的节点。对于分析，从随机几何的技术，特别是概率生成功能的泊松集群过程，棕榈表征泊松集群过程和坎贝尔Mecke定理。
2007-06-16 cs.IT math.IT
Heterogeneous Cellular Networks Using Wireless Backhaul: Fast Admission Control and Large System Analysis
我们考虑一个异构蜂窝网络与密集的底层小小区接入点（SAP）。无线回程提供从核心网络到SAP的数据连接。为了以保证的数据率服务尽可能多的SAP及其对应的用户，需要在无线回程中执行SAP的准入控制。这样的问题涉及发射波束形成器的联合设计、功率控制和SAP的选择。为了解决这一难题，我们应用$\ell_1$ -松弛方法，并提出了求解$\ell_1$ -松弛问题的迭代算法. SAP的选择基于迭代算法的输出进行。该算法速度快，对于中小规模的系统具有较低的复杂度。然而，它的解决方案取决于实际的信道状态信息，并恢复算法为每个新的信道实现可能是不现实的大型系统。因此，我们利用随机矩阵理论，也提出了一个大系统的迭代算法。这样一个大系统迭代算法产生渐近最优解的$\ell_1$松弛的问题，它只需要大规模的信道系数，而不管实际的信道实现。我们提出的算法在模拟中取得了接近最优的结果。
2015-04-13 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Relay Placement for Capacity and Performance Improvement using a Fluid Model for Heterogeneous Wireless Networks
在本文中，我们解决的问题，在蜂窝网络中的最佳中继放置假设网络致密化，以最大限度地提高小区容量的目的。在我们的模型中，一小部分无线电资源专用于基站（BS）/中继节点（RN）通信。在剩余资源中，BS和RN同时向用户发送。在该阶段期间，网络在发射机密度和因此网络容量增加的意义上被致密化。在从异构网络的流体模型导出的信号与干扰加噪声比（SINR）的简单公式中考虑了小区间和小区间干扰。然后可以使用模拟退火快速执行优化。性能结果表明，尽管信号质量下降，但由于致密化，小区容量得到了提高。还提供了专用于BS-RN链路的资源部分的界限。
2013-07-16 cs.IT cs.NI math.IT
Covert Wireless Communication with a Poisson Field of Interferers
在本文中，我们研究了隐蔽通信的无线网络组成的发射机，爱丽丝，一个预期的接收机，鲍勃，一个监狱长，威利，和一个泊松场的发送者。Bob和Willie受到来自网络中的干扰者的环境信号的不确定散粒噪声的影响。借助随机几何的方法，分析了Alice和Bob之间隐蔽通信的吞吐量，给出了对Willie的隐蔽性和Bob处解码的可靠性的要求.我们考虑非衰落和衰落信道。我们分析得到有趣的发现的影响的密度和发送功率上的隐蔽的吞吐量的并发并发的干扰。也就是说，密度和发射功率的干扰源有没有影响的隐蔽吞吐量，只要网络停留在干扰限制的制度，为非衰落和衰落的情况下。当干扰足够小并且与接收机噪声相当时，隐蔽吞吐量随着并发干扰者的密度或发射功率的增加而增加。
2018-06-19 cs.IT math.IT
Communication in a Poisson Field of Interferers -- Part II: Channel Capacity and Interference Spectrum
在本文的第一部分中，我们提出了一个数学模型的通信受到网络干扰和噪声，其中的干扰是分散的，根据空间泊松过程，并在无线环境中的路径损耗，阴影，和多径衰落异步操作。我们确定了聚合干扰的分布和链路的错误性能。在这第二部分中，我们描述的能力的链路受到网络干扰和噪声。然后，我们提出了频谱中断概率（SOP）的概念，在无线网络中的通信节点产生的聚合射频发射的一个新的表征。我们提出了一些应用的SOP，即频谱法规的建立和隐蔽的军事网络的设计。所提出的框架捕捉所有重要的物理参数，影响总网络排放，但足够简单，提供的见解，可能是有价值的无线网络的设计和部署。
2010-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
Spatial Concentration of Caching in Wireless Heterogeneous Networks
我们提出了一个分散的高速缓存策略，使内容放置决策的基础上成对的高速缓存节点之间的相互作用的无线异构网络。我们称我们提出的方案γ-排除缓存放置（GEC），其中参数γ控制排除半径，阻止附近的缓存存储冗余内容。GEC考虑了项目的流行度和节点的缓存优先级，并利用负相关来放松经典的0-1背包问题，以产生空间上平衡的采样跨缓存。我们表明，GEC保证了更好的浓度（降低方差）所需的高速缓存存储的大小比最先进的，高速缓存大小的限制，可以满足高概率。给定一个缓存命中概率目标，我们比较了三种缓存方案所需的缓存大小的95%置信区间：（i）独立放置，（ii）硬排除缓存（HEC），和（iii）建议的GEC方法。对于均匀的空间流量，我们证明，GEC提供了约3倍和2倍的减少所需的缓存大小分别超过（i）和（ii）。对于基于城市场景中实际高峰时间变化的非均匀空间交通，收益甚至更大。
2021-01-06 cs.IT cs.NI math.IT
WEP: An Energy Efficient Protocol for Cluster Based Heterogeneous Wireless Sensor Network
为了提高无线传感器网络的稳定性，提出了一种能量有效的路由协议。这个协议被称为加权选举协议（weighted election protocol，WEP）。提出了一种将分簇策略与链式路由算法相结合的方案，以满足异构环境下无线传感器网络能量和稳定期的约束。仿真结果表明，新算法在稳定期和网络生命周期方面优于LEACH、SEP和HEARP。在非均匀背景下，更长的稳定期强烈依赖于更高的额外能量。
2012-07-17 cs.IT cs.PF math.IT
Proportional Fair Traffic Splitting and Aggregation in Heterogeneous Wireless Networks
流量负载均衡和资源分配在利用多无线电无线网络的密集和日益异构的部署方面起着至关重要的作用。跨不同接入点（AP）/无线电接入技术（RAT）的业务聚合已经成为最近引入的关于LTE双连接和LTE-WLAN聚合（LWA）的蜂窝标准的重要特征。针对AP不一定并置的场景的低复杂度业务拆分解决方案是运营商非常感兴趣的。在本文中，我们考虑的情况下，每个用户的流量可以跨宏小区和LTE或WiFi小小区由非理想的回程链路连接的分裂，并开发一个封闭的形式的解决方案，最佳的聚合占回程延迟。最佳解决方案适合于基于“注水”的解释，其中通过宏小区发送的用户业务的分数与该宏小区上的用户峰值容量和其在小小区上的吞吐量的比率成比例。使用全面的系统级仿真，所开发的最佳解决方案，以提供大量的边缘和中值吞吐量增益超过目前的3GPP-WLAN互通解决方案的算法代表。对于希望在现有WLAN部署中引入聚合解决方案的运营商来说，可实现的性能优势是有希望的。
2016-03-26 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless Federated Distillation for Distributed Edge Learning with Heterogeneous Data
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；King’s College London（伦敦国王学院）
用于分布式机器学习的协作训练方法通常假设无噪声和理想的通信信道。这项工作研究了无线通信链路的存在所带来的机遇和挑战。我们特别考虑无线实现的联邦学习（FL）和联邦蒸馏（FD），以及一种新的混合联邦蒸馏（HFD）计划。这两个数字实现的基础上单独的源信道编码和空中计算实现的基础上联合源信道编码提出和评估高斯多址信道。
2019-07-05 cs.IT cs.LG math.IT
Downlink Energy Efficiency of Power Allocation and Wireless Backhaul Bandwidth Allocation in Heterogeneous Small Cell Networks
无线业务的广泛应用和密集的设备接入引发了巨大的能源消耗。出于环境和经济的考虑，无线网络的节能设计成为必然趋势。据作者所知，综合考虑能量效率最大化、功率分配、无线回程带宽分配和用户服务质量的能量有效的正交频分多址异构小小区优化是一种新颖的方法和研究方向，尚未被研究。本文研究了正交频分多址异构小小区网络中能量有效的功率分配和无线回程带宽分配问题。与现有的以吞吐量最大化为目标的资源分配方案不同，该方案根据信道状态信息和电路功耗，同时为每个小小区基站向用户分配发射功率和回程带宽，以最大化能量效率。首先将问题转化为非凸非线性规划问题，然后将其分解为两个凸子问题。设计了一种近似最优的迭代资源分配算法来求解该资源分配问题。通过探索节能设计的内在结构和性质，提出了一种次优的低复杂度方法。仿真结果表明，所提出的算法的有效性，通过与现有的计划。
2017-10-09 cs.IT math.IT
Wireless Bidirectional Relaying using Physical Layer Network Coding with Heterogeneous PSK Modulation
在使用物理层网络编码（PLNC）的双向中继中，通常假设用户在多址接入阶段采用相同的调制方案。然而，正如Zhang等人所观察到的，可能不希望用户总是使用相同的调制方案，特别是当用户中继信道不是同样强时。这种方案被称为异构PLNC。然而，[1]中的方法使用计算密集的最近邻聚类（CNC）算法来找到要在中继处应用的网络编码映射。此外，治疗是特定于异质性调制的某些情况下。在本文中，我们表明，当用户采用异构但对称的PSK调制，网络编码映射和映射区域中的衰落状态平面可以得到解析。性能结果以中继出错率（RER）和比特出错率（BER）的形式提供。
2017-03-12 cs.IT math.IT
Interference Functionals in Poisson Networks
我们提出并证明了一个定理，允许计算一类泛函的泊松点过程的期望值的形式和产品的功能。在证明定理，我们提出了一个变种的坎贝尔-Mecke定理随机几何。我们继续应用我们的结果在无线泊松网络中的干扰的预期值的计算。在此基础上，我们推导出中断概率的传输在泊松网络与Nakagami衰落。我们的研究结果扩展了随机几何工具箱用于干扰受限的无线网络的数学分析。
2015-06-08 cs.IT math.IT
The CTTC 5G end-to-end experimental platform: Integrating heterogeneous wireless/optical networks, distributed cloud, and IoT devices
物联网（IoT）将促进不同领域的各种应用，如智能城市，智能电网，工业自动化（工业4.0），智能驾驶，老年人辅助和家庭自动化。数十亿具有不同应用需求的异构智能设备将连接到网络，并将生成大量聚合数据，这些数据将在分布式云基础设施中处理。另一方面，还存在将功能部署为云基础设施中的软件（SW）实例的一般趋势[例如，网络功能虚拟化（NFV）或移动边缘计算（MEC）]。因此，下一代移动网络，即第五代（5G），不仅需要开发新的无线电接口或波形来应对预期的流量增长，还需要将端到端（E2 E）异构网络与分布式云资源集成，以提供E2 E物联网和移动服务。本文介绍了由加泰罗尼亚电信中心（CTTC）开发的E2 E 5G平台，这是第一个能够重现这种雄心勃勃的场景的已知平台。
2018-03-20 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Caching and User Association in Cache-enabled Heterogeneous Wireless Networks
异构无线网络（Hetnet）提供了一种强大的方法来满足流量需求的大规模增长，但也对回程提出了重大挑战。在小型基站（BS）处的高速缓存和无线小型小区回程已经被提出作为解决该新挑战的有吸引力的解决方案。在本文中，我们考虑最佳的缓存和用户关联，以最小化的总时间，以满足平均需求的缓存启用Hetnets与无线回程。我们制定这个问题作为一个混合离散连续优化给定的带宽和缓存资源。首先，我们描述了最优解的结构。具体来说，我们表明，最佳的缓存是存储最流行的文件在每个微微基站，和最佳的用户关联有一个阈值的形式。我们还获得了封闭形式的最优解的均匀的情况下的微微小区。然后，我们分析了带宽和缓存资源的最小总时间，以满足平均需求的影响。最后，通过数值模拟，验证了分析结果。
2016-04-20 cs.IT math.IT
Heterogeneous Millimeter Wave Wireless Power Transfer With Poisson Cluster Processes
在本文中，我们分析了异构毫米波（mmWave）无线功率传输（WPT）网络的能量覆盖性能，其中宏基站（MBS）分布根据泊松点过程（PPP），功率信标（PB）的位置被建模为一个$k$层泊松簇过程（PCP），和能量用户（EU）聚集在PB簇的中心。此外，采用余弦天线增益模型代替了目前流行的襟翼顶部增益模型，该模型推导简单，但精度较低。基于广义指数分布近似，我们提出了一种新的技术推导随机部署的毫米波WPT网络的能量覆盖概率。具体来说，以托马斯聚类过程（TCP）为例，我们推导出两种PB关联策略的能量覆盖概率，即，随机PB关联和最近PB关联。通过Monte-Carlo模拟，我们的理论结果得到了验证，系统参数的影响，如阵列天线的大小，能量阈值或在一个集群中的PB的平均数，也进行了研究。
2021-02-21 cs.IT eess.SP math.IT
On protocol and physical interference models in Poisson wireless networks
本文分析了泊松无线网络环境下协议与物理干扰模型之间的联系。如果在接收机周围的参数化保护区内没有干扰器，则在协议模型下传输成功，而如果接收机处的信号与干扰加噪声比（SINR）高于阈值，则在物理模型下传输成功。参数化协议模型形成用于预测在物理模型下相同传输尝试的成功或失败的决策规则族。对于泊松无线网络，我们采用随机几何来确定与此估计问题相关的先验，证据和后验分布。有了这些数据，我们将继续开发五组结果：i）协议和物理模型成功指标的最大相关性，ii）从协议观察估计物理成功的最小贝叶斯风险，iii）错误拒绝（I型）和错误接受（II型）概率的接收器操作特征（ROC），iv）瑞利衰落与无衰落对相关性和ROC的影响，以及v）在具有固定节点集合的无线网络的设置中多个先前协议模型观测的影响，其中节点在每个时隙中采用时隙Aloha协议。
2016-09-17 cs.IT cs.PF math.IT
Optimization of Energy-Constrained Wireless Powered Communication Networks with Heterogeneous Nodes
在本文中，我们研究的无线网络中，节点有两个能源，即电池和射频（RF）能量收集电路。我们制定了两个不同的目标函数的优化问题，即最大化的总和吞吐量和最大化的最小吞吐量，增强公平性。此外，我们通过表征的条件下，这两个制定的优化问题可以减少到不同的已知的无线网络，即传统的无线网络（电池供电）和无线供电的通信网络（WPCN），只有射频能量收集节点的相应问题，所提出的系统模型的通用性。此外，我们介绍了WPCN与两种类型的节点，有和没有RF能量收集能力，其中没有RF能量收集的节点被用来提高总吞吐量，甚至超过WPCN与所有能量收集节点。我们建立了凸性的所有制定的问题，打开了有效的解决方案，使用标准技术的空间。我们的数值结果表明，两种类型的无线网络，即WPCN只有RF能量收集节点和传统的无线网络，被认为是，分别作为下限和上限的广义问题设置的最大和吞吐量和最大吞吐量方面的性能。此外，结果揭示了新的见解和吞吐量公平性权衡独特的新问题设置。
2017-09-30 cs.IT math.IT
The Degraded Poisson Wiretap Channel
为无线通信提供安全保证对于当今的应用至关重要。虽然该领域的先前工作集中在射频（RF）信道上，但是为RF信道提供安全保证本质上是困难的，因为它们易于由于小尺度衰落而快速变化。另一方面，无线光通信由于光和近光频率范围内的信号传播的固有方面而固有地比RF通信更安全。本文通过研究直接检测系统的保密能力来研究无线光链路上的保密通信。对于退化泊松窃听信道，给出了保密容量的封闭表达式。一个完整的表征一般率模糊区域。对于可扩展性，通过使用Wyner为Poisson信道设计的结构化码来显式地构造最优码。逆证明了两种不同的方式：第一种方法只依赖于简单的属性的条件期望和基本的信息理论不等式，而第二种方法的铰链之间的最小均方估计和互信息泊松信道中最近建立的联系。
2010-04-02 cs.IT math.IT
A Multiband OFDMA Heterogeneous Network for Millimeter Wave 5G Wireless Applications
新兴的第五代（5G）无线网络需要更高频带中的大量带宽、极端网络密度以及支持多种无线技术的灵活性，以便提供更高的数据率和无缝覆盖。预计毫米波（mmWave）频带中的大带宽的利用和异构网络（HetNet）的部署将有助于解决5G网络的数据率要求。然而，毫米波频带中的高路径损耗和遮蔽、由于大规模网络致密化而导致的HetNet中的强干扰以及各种空中接口的协调是必须解决的挑战。在本文中，我们考虑一个基于中继的多频带正交频分多址（OFDMA）HetNet中，毫米波小小区部署在宏小区的服务区域内。具体而言，我们试图利用毫米波频带的不同传播特性（即，60 GHz（V频带）和70-80 GHz（E频带）以及长期演进（LTE）频带，以经由有效的资源分配来最大化网络的总体数据率。首先利用改进的对偶分解方法求解该问题，然后提出了一种基于迭代活动选择算法的低复杂度贪婪求解方法。仿真结果表明，该方法优于传统的方案。
2016-09-19 cs.IT math.IT
Content Caching and Delivery over Heterogeneous Wireless Networks
新兴的异构无线架构包括密集部署的具有高数据率的本地覆盖无线接入点（AP）以及稀疏分布的大覆盖宏小区基站（BS）。我们设计了一个编码的缓存和交付方案，这样的架构，配备AP与存储，使内容预取之前，知道用户的需求。请求内容的用户通过连接到具有缓存内容的本地AP以及通过收听BS广播传输来服务。对于任何给定的内容流行度简档，目标是设计高速缓存和递送方案，以便最佳地权衡BS处的传输成本与AP处的存储成本以及连接到多个AP的用户成本。我们设计了一个编码的缓存方案，非统一的内容流行度，动态分配用户访问AP的基础上请求的内容。我们证明了我们的计划相对于信息理论界的近似最优性。我们在YouTube数据集上对其进行了数值评估，并量化了传输速率，存储和访问成本之间的权衡。我们的数值结果还表明了一种有趣的可能性，即为了获得编码缓存的大部分好处，将内容划分为少量的流行类别就足够了。
2015-03-12 cs.IT math.IT
Binomial Line Cox Processes: Statistical Characterization and Applications in Wireless Network Analysis
该研究针对街道部署的无线网络分析，提出更准确的二项线过程及对应二项线Cox过程，推导信干噪比元分布，分析时延与覆盖性能，为5G及未来网络分析提供支撑。
2023-02-10 cs.IT math.IT
Throughput Analysis of Cognitive Wireless Networks with Poisson Distributed Nodes Based on Location Information
本文提供了一个统计特性的个人可达到的速率位/秒/赫兹和双极泊松无线网络的空间吞吐量位/秒/赫兹/米$^2$。我们假设所有的发射机都有认知能力知道到它们的接收机的最近的发射机的距离，因此它们可以单独地调整它们的编码速率，以避免每个空间实现的中断事件。考虑到最接近的干扰近似于所有发射机的总干扰作为噪声处理，我们推导出封闭形式的表达式的概率密度函数的可实现的速率下两个解码规则：作为噪声处理的干扰，并联合检测最强的干扰信号处理的其他噪声。基于这些规则和双极模型，我们近似的预期最大空间吞吐量，后者的解码规则的最佳性能。这些结果也比较的参考方案，发射机没有认知能力，编码他们的消息在预定的速率，选择优化预期的空间吞吐量-无论特定的实现-这会产生中断。我们证明，当考虑相同的解码规则和网络密度，认知空间吞吐量总是优于其他选项。
2014-04-27 cs.IT cs.MA math.IT
Node Deployment in Heterogeneous Rayleigh Fading Sensor Networks
研究了一种分层异构瑞利衰落无线传感器网络（WSN），传感器节点在感兴趣区域（RoI）进行监视，并利用接入点（AP）作为中继将其感知信息传输到基站（BS）。通过考虑大规模的路径损耗信号衰减和小规模的信号变化，由于瑞利衰落，我们制定的节点部署问题作为一个优化问题，旨在最大限度地减少网络的无线通信功耗。由于遍历所有无线链路的容量限制，我们研究了最佳AP和BS部署的必要条件。这些必要条件，然后组装在一个迭代算法的形式来部署节点。最后，我们建立了我们提出的节点部署算法对文献中类似的方法的有效性和优越性。
2022-11-14 cs.IT math.IT
Analysis on Cache-enabled Wireless Heterogeneous Networks
缓存流行的多媒体内容是释放无线网络最终潜力的一种有前途的方法。在本文中，我们有助于提出和分析基于缓存的内容交付在一个三层异构网络（HetNet），其中包括基站（BS），中继和设备到设备（D2D）对。我们提倡在网络非高峰时，将热门内容主动缓存在中继和部分有缓存能力的用户中。高速缓存的内容可以被重新用于频繁访问以卸载蜂窝网络业务。首先将节点位置建模为相互独立的泊松点过程（PPP），并开发了相应的内容访问协议。然后对下行链路的平均遍历速率和中断概率进行了理论分析。基于\emph{multiclass processor-sharing queue}模型和连续时间马尔可夫过程，我们进一步推导了吞吐量和延迟。根据HetNet中稳态的临界条件，研究了最大流量负载和全局吞吐量增益。此外，一些关键网络特性的影响，例如，多媒体内容的异构性、节点密度和有限的缓存容量对系统性能的影响被详细阐述以提供有价值的见解。
2015-08-12 cs.IT math.IT
Mean Interference in Hard-Core Wireless Networks
类型I和类型II的Matérn硬核过程是用于对CSMA网络中的并发发送器进行建模的点过程。我们确定的过程中的节点处观察到的平均干扰，并将其与相同密度的泊松点过程中的平均干扰进行比较。事实证明，尽管这两个模型很相似，但它们的行为却截然不同。对于类型I，过量干扰（相对于泊松情况）在硬核距离中呈指数增加，而对于类型II，间隙从未超过1 dB。
2011-03-08 cs.IT cs.NI math.IT
Delay Performance Optimization for Multiuser Diversity Systems with Bursty-Traffic and Heterogeneous Wireless Links
本文提出了一种跨层的方法来优化多用户分集系统的延迟性能与异构块衰落信道和延迟敏感的突发业务。我们认为时隙多用户系统的下行链路采用机会调度与公平的性能在介质访问（MAC）层和自适应调制和编码（AMC）与功率控制在物理层。假设个人用户缓冲区，暂时存储在MAC层的用户的到达流量，我们首先提出了一个大偏差为基础的统计模型来评估在用户缓冲区中的数据包的延迟约束违反。以最小化单个用户的延迟概率为目标，在目标分组出错率约束下，对AMC和功率控制模块进行优化。在量化反馈信道的情况下，我们还提出了一种基于恒功率AMC的机会调度方案。数值和仿真结果提供评估延迟性能的建议的自适应计划在多用户设置。
2009-02-07 cs.IT math.IT
Secure Connectivity of Heterogeneous Wireless Sensor Networks Under a Heterogeneous On-Off Channel Model
在本文中，我们研究了无线传感器网络的安全连接利用异构随机密钥预分配方案，其中每个传感器节点被分类为类$i$与概率$μ_i$的$i=1,\ldots,r$与$μ_i>0$和$\sum_{i=1}^r μ_i=1$。类$i$传感器被给予从大小为$P$的密钥池中随机均匀选择的$K_i$加密密钥。在部署之后，如果两个节点共享至少一个加密密钥，则它们可以安全地通信。我们使用异构开关信道模型来考虑网络的无线连接性，其中$i$类节点和$j$类节点之间的信道以概率$α_{ij}$（分别为$1-α_{ij}$）打开（分别为$1-α_{ij}$）用于$i,j=1,\ldots,r$。总的来说，两个传感器节点是相邻的，如果他们i）共享一个加密密钥和ii）之间有一个无线信道，这是on. We模型的整体网络使用的复合随机图的交叉非齐次随机密钥图（IRKG）$\mathbb{K}(n;\pmbμ,\pmb{K},P)$与非齐次Erdens-Rényi图（IERG）$\mathbb{G}(n;\pmbμ, \pmbα)$。前一个图是由异构随机密钥预分配方案自然诱导的，而后者是由异构开关信道模型诱导的。更具体地，如果两个节点i）在IRKG中相邻，则它们在复合图中相邻，即，共享密码密钥，以及ii）在IERG中相邻，即，有一个可用的无线信道。我们研究了复合随机图的连通性，并给出了如何缩放其参数的条件（以0 - 1定律…
2019-08-20 cs.IT eess.SP math.CO
A Joint Power-Privacy Control Framework for Decentralized Learning over Heterogeneous Wireless Multicasting Networks
针对异构无线多播网络，提出融合功率控制与隐私保障的去中心化学习框架，通过功率拆分策略实现差分隐私，在CIFAR-10数据集实验中性能优于现有方法。
2026-09-04 cs.IT math.IT
Enhancing Physical Layer Security of Random Caching in Large-Scale Multi-Antenna Heterogeneous Wireless Networks
在本文中，我们提出了一种新的安全的随机缓存方案的大规模多天线异构无线网络中，基站（BS）提供随机缓存的机密内容的合法用户存在的被动窃听以及主动干扰。为了保障内容传输，我们认为BS将人工噪声与有用信号一起发送。利用随机几何中的工具，分析了平均可靠传输概率（RTP）和平均保密传输概率（CTP），其中既考虑了窃听者的影响，又考虑了干扰者的影响。我们进一步提供严格的平均RTP的上限和下限。这些分析结果使我们能够获得丰富的见解的平均RTP和平均CTP相对于关键系统参数的行为。此外，我们优化了文件的缓存分布，以最大限度地提高系统的平均RTP，同时满足缓存大小和平均CTP的约束。通过数值计算，我们表明，我们提出的安全随机缓存方案可以有效地提高系统的保密性能相比，现有的解决方案。
2020-02-25 cs.IT math.IT
Random Caching Based Cooperative Transmission in Heterogeneous Wireless Networks
异构无线网络（HetNets）中的基站协作是提高网络性能的有效途径，但同时也给回程带来了巨大挑战。另一方面，在小型基站（SBS）处的高速缓存被认为是减少HetNet中的回程负载的有效方式。在本文中，我们共同考虑SBS缓存和合作在下行链路大规模的HetNet。我们提出了两个SBS合作传输方案下的随机缓存在SBS的缓存分布作为一个设计参数。使用随机几何的工具，并采用适当的积分变换，我们首先推导出一个易于处理的表达式，成功的传输概率下的每一个计划。然后，在每种方案下，我们考虑成功的传输概率最大化通过优化缓存分布，这是一个具有挑战性的非凸目标函数的优化问题。通过探索最优性的性质，并利用优化技术，在每一个方案下，我们得到了一个局部最优解的一般情况下，在一些特殊情况下的全局最优解。与文献中的一些现有缓存设计相比，最流行的缓存，i.i.d.缓存和均匀缓存的性能比较，每种方案下的最优随机缓存都能获得更好的成功传输概率性能。分析和优化结果为实际HetNet的设计提供了有价值的见解。
2017-01-20 cs.IT math.IT
A 3-D Spatial Model for In-building Wireless Networks with Correlated Shadowing
考虑三维空间中的正交平面，表示大型建筑物中的地板和墙壁。这些平面将空间划分为部署无线基础设施的房间。本文的重点是通过一组墙壁和地板的无线基础设施创建的相关阴影场的分析。当飞机和无线节点的位置是由泊松过程，我们得到一个简单的随机模型，捕捉节点部署和房间大小的非均匀性。这个模型，我们建议称之为泊松建设，捕捉复杂的建筑物内阴影的相关性，是可扩展的维度的数量，是易于处理的网络性能分析。它允许在无限和有限建筑物中的干扰分布的精确数学表征，这进一步导致建筑物内蜂窝网络中的覆盖概率和建筑物内CD2D传输的成功概率的封闭形式的表达式。
2016-03-23 cs.IT math.IT
Fundamentals of Simultaneous Wireless Information and Power Transmission in Heterogeneous Networks: A Cell Load Perspective
在由多个不同类型（层）的基站（BS）组成的异构蜂窝网络（HetNet）中，由于以用户为中心的BS关联，BS不具有任何用户的空小区事件已经被示出存在，并且其概率由每个层的小区负载支配。这种空单元现象还没有得到很好的特点，在建模和分析框架的同时无线信息和电力传输（SWIPT）在HetNet。本文的目的是准确地利用BS和它的用户之间的SWIPT的基本性能限制，通过模拟每个BS的下行链路和上行链路传输的小区负载的影响。我们首先在用户处表征功率分配接收器架构，并分析其收获的功率和能量的统计特性和限制，这揭示了用户可以收获多少平均能量以及用户的自供电可持续性可以实现的可能性。然后，我们推导出的下行链路和上行链路的速率，表征小区负载和用户关联的影响，并使用它们来定义用户的能源效率。的能量效率的最优性进行了研究，最大限度地提高SWIPT性能的接收机架构，为不同的用户关联和网络部署的情况下。
2018-08-03 cs.IT math.IT
Traffic-Aware Backscatter Communications in Wireless-Powered Heterogeneous Networks
随着新兴的物联网服务，在不久的将来，大规模的机器对机器（M2M）通信将部署在人对人（H2H）通信之上。由于M2M和H2H通信的共存，M2M（即，次级）网络很大程度上取决于H2H（即，主网络。在本文中，我们提出了环境后向散射通信的M2M网络，利用H2H网络的能量（信号）源，指的是交通应用和普及。为了最大限度地提高收获和传输的机会所提供的不同流量来源的H2H网络，我们采用贝叶斯非参数（BNP）学习算法分类流量应用（模式）的二级用户（SU）。然后，我们分析了SU的性能，使用随机几何方法，基于最佳流量模式选择的标准。实验结果验证了所提出的BNP分类算法和标准的性能，以及流量源和流行度的影响。
2018-07-24 cs.IT math.IT
Modeling Heterogeneous Network Interference Using Poisson Point Processes
随着包括毫微微小区、中继和分布式天线的低功率节点的引入，蜂窝系统变得更加异构。不幸的是，由此产生的干扰环境也变得越来越复杂，使得在分析和仿真中对不同通信策略的评估具有挑战性。利用最近的应用随机几何分析蜂窝系统，本文提出了在一个固定大小的小区，这是一个加权Voronoi小区内的泊松场的符号，分析下行链路的性能。在干扰计算中包括最近的小区外干扰器、保护区域外的小区外干扰器和跨层干扰。将干扰功率作为与小区中心的距离的函数进行限制，通过其拉普拉斯变换来表征总干扰。在附加假设条件下，对小区外干扰提出了一个等效的标记过程。为了便于简化计算，干扰分布近似使用二阶矩匹配的伽马分布。伽马近似简化了成功概率和平均速率的计算，结合了小规模和大规模衰落，并与同层和跨层干扰一起工作。仿真结果表明，该模型提供了一种灵活的方法来表征中断概率和率的函数到小区边缘的距离。
2013-04-26 cs.IT math.IT
Hybrid Full-/Half-Duplex System Analysis in Heterogeneous Wireless Networks
全双工（FD）无线电已经被引入用于在相同的时间和频谱资源上的双向通信，以便最大化频谱效率。在本文中，在FD无线电的最新进展的动机，我们提供了一个基础的混合双工异构网络（HDHN），由多层网络的混合接入点（AP），工作在双向FD模式或下行链路半双工（HD）模式。具体地，我们表征来自FD模式小区的网络干扰，并且通过考虑AP空间密度、自干扰消除（IC）能力以及AP和用户的传输功率来推导HDHN吞吐量。通过量化HDHN吞吐量，我们给出了网络参数和自IC能力对HDHN吞吐量的影响，并显示了FD模式在较大AP密度（即，更大的网络干扰和更短的通信距离）或更高的自IC能力。此外，我们的研究结果表明，在FD或HD中操作所有AP实现了更高的吞吐量相比，在每一层网络中的两种模式的AP的混合，并引入混合双工不同层网络提高了异构网络吞吐量。
2015-02-01 cs.IT math.IT
