Communication Tradeoffs in Wireless Networks
Serj Haddad, Olivier Leveque
我们在各种衰落的假设下，在无线网络中的最大可实现的广播速率的特征。我们的结果表现出在这种情况下，通过协作波束形成策略和网络中可用的自由度的数量之间的性能的二元性。
We characterize the maximum achievable broadcast rate in a wireless network under various fading assumptions. Our result exhibits a duality between the performance achieved in this context by collaborative beamforming strategies and the number of degrees of freedom available in the network.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Fundamental Tradeoffs on Green Wireless Networks
传统的移动无线网络设计主要关注泛在接入和大容量。然而，随着节能环保成为全球需求和必然趋势，无线研究人员和工程师需要将重点转向以节能为导向的设计，即绿色无线电。在本文中，我们提出了一个绿色无线电研究的框架，并整合了目前分散的基本问题。该框架的骨架由四个基本的权衡组成：部署效率-能量效率权衡、频谱效率-能量效率权衡、带宽-功率权衡和延迟-功率权衡。在这四个基本权衡的帮助下，我们证明了关键的网络性能/成本指标都是串在一起的。
Wireless Energy and Information Transfer Tradeoff for Limited Feedback Multi-Antenna Systems with Energy Beamforming
在本文中，我们考虑了一个多天线系统，其中接收端应该通过无线能量传输从发射端获取能量，以支持其无线信息传输。为了最大化能量的收获，我们提出了执行自适应能量波束形成根据瞬时信道状态信息（CSI）。为了帮助发射端获得能量波束形成所需的信道状态信息，本文进一步提出了一种双赢的信道状态信息量化反馈策略，以提高能量和信息的传输效率。本文的重点是在总持续时间约束下，通过调整传输持续时间来权衡无线能量和信息传输。通过揭示发射功率、传输持续时间和反馈量之间的关系，分别通过最大化平均信息传输速率的上界和近似下界，得到了两种无线能量和信息传输的折衷方案.此外，在接收端的不完美CSI的影响进行了研究，并给出了相应的无线能量和信息传输的折衷方案。最后，数值结果验证了所提出的格式的有效性。
Tradeoff between Diversity and Multiplexing Gains in Block Fading Optical Wireless Channels
分集复用折衷（DMT）为无线通信中不同的多输入多输出（MIMO）方案提供了基本的性能度量。在本文中，我们探讨了块衰落光无线通信（OWC）的信道，并在光峰值和平均功率约束的存在下，表征DMT。三种不同的衰落分布被认为是，这反映了不同的信道条件。在每种信道条件下，当块长度足够大时，我们得到了最优DMT，并且当块长度较小时，我们还推导了DMT曲线的上下界。这些结果与现有的射频（RF）信道DMT结果有很大的不同。这些差异可能是由于光输入信号是实数和有界的，而其RF对应物通常是复数和无界的。
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。
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。
Channel and Multiuser Diversities in Wireless Systems: Delay-Energy Tradeoff
我们考虑一个多址衰落信道的通信系统。系统中的每个用户都需要一定的速率保证。我们的主要贡献是设计了一个调度方案，称为“物理叠加编码”，满足用户的速率要求。使用平均场分析，即，当用户数量达到无穷大时，我们分析地表明，可以以较高的延迟为代价（“延迟-能量折衷”），使保证所需用户速率所需的能量尽可能小。我们显式计算的延迟下提出的调度策略，并讨论如何延迟分化可以实现。我们将结果推广到多带多址信道。最后，所有的结果可以推广到一个简单的方式，由于AWGN多址广播的对偶广播信道。
Wireless Network Code Design and Performance Analysis using Diversity-Multiplexing Tradeoff
为了减轻无线传输中衰落带来的不利影响，同时获得高吞吐量和更好的频谱效率，网络编码和协作通信受到了研究界的广泛关注。在这项工作中，我们设计和分析确定性和随机网络编码方案的合作通信设置与多个源和目的地。我们表明，我们的计划优于传统的合作分集复用权衡（DMT）。具体地说，它实现了全分集阶数的代价是稍微降低复用速率。建立了$(N+M,M,N+1)$系统MDS码的奇偶校验矩阵与$N$源-目的对和$M$中继的协作通信系统中的网络编码系数之间的联系。我们提出了两种方法来生成网络编码矩阵：使用Cauchy矩阵和Vandermonde矩阵，并建立它们都提供最大分集阶。
Statistical Delay Tradeoffs in Buffer-Aided Two-Hop Wireless Communication Systems
本文分析了统计延迟约束对两跳无线通信链路可达速率的影响，其中源和目的地之间的通信是通过一个缓冲器辅助的中继节点来完成的。假设源节点和目的节点之间没有直接的链路，缓冲区辅助中继采用解码转发的方式将信息转发到目的节点。给定由最大延迟和延迟违反概率指定的统计延迟约束，确定任意两个级联队列上施加的统计延迟约束之间的权衡。有了这个特性，最大的恒定到达率，可以支持这个两跳链路通过确定作为一个函数的统计延迟约束，信号噪声比（SNR）在源和中继，和衰落分布的链路的有效容量。结果表明，在源节点和中继节点的缓冲区的非对称统计延迟约束可以提高可达速率。总体而言，统计延迟权衡可实现的吞吐量的影响。
The Tradeoff Between Coverage and Computation in Wireless Networks
我们考虑一个分布式边缘计算的情况下，由几个无线节点，位于感兴趣的区域。具体地，一些“主”节点的任务是感测环境（例如，通过经由摄像机获取图像或视频）并处理相应的传感数据，而其他节点被分配为“工作者”以帮助主节点的计算密集型处理任务。一个新的权衡，以前没有在现有的文献中探索出现在这样的配方：一方面，希望分配尽可能多的主节点，以覆盖大面积的准确监测。另一方面，人们还希望分配尽可能多的工作节点，以最大化感测数据的计算速率。正是在这种权衡的背景下，这项工作提出。通过利用无线通信系统的基本物理层原理，我们制定和分析空间网络的覆盖和计算性能之间的权衡。我们还提出了一个算法，找到最佳的权衡，并通过数值模拟证明其性能。
Multiuser Wirelessly Powered Backscatter Communications: Nonlinearity, Waveform Design and SINR-Energy Tradeoff
无线功率传输和反向散射通信已经成为用于激励功率受限设备和与功率受限设备通信的有前景的解决方案。尽管在无线供电的反向散射通信方面取得了一些进展，但焦点一直集中在反向散射和能量采集器上。近年来，在点到点后向散射系统中，自适应于发射端信道状态信息（CSIT）的发射多正弦波形设计取得了重大进展。在本文中，我们利用工作和研究的设计，在多用户后向散射系统，由一个发射机，一个阅读器和多个标签同时激活。我们推导出一种有效的算法来优化发射波形，以便确定在标签处收获的能量的量和通信的可靠性之间的权衡，在读取器处的信号与干扰加噪声比（SINR）方面测量。研究了基于线性和非线性能量采集器模型的优化波形的性能。数值结果表明，占能量采集器的非线性，多用户分集，频率分集和多正弦波形自适应CSIT扩大SINR的能量区域的好处。
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Asynchronous Cooperative Diversity in Wireless Networks
中继节点的同步是无线网络中利用协作分集的一个重要而关键的问题。本文提出了两种异步协作分集方案，即分布式延迟分集和异步空时编码协作分集方案。在整体分集复用（DM）的权衡功能方面，我们表明，提出的独立编码的分布式延迟分集和异步空时编码的合作分集方案实现了相同的性能同步空时编码的方法，需要一个准确的符号级定时同步，以确保从不同的中继节点到达目的地的信号是完美的同步。这表明，即使在中继节点之间存在竞争的情况下，也能保持分集阶数。此外，当所有中继节点都成功解码源信息时，异步空时编码方法能够实现比同步方案更好的DM权衡，并且就DM权衡而言，与通过并行衰落信道传输信息等效。我们的研究结果表明，充分利用空时自由度在多天线系统中采用异步空时码，即使在频率平坦衰落信道的好处。此外，它示出异步空时编码系统能够实现更高的互信息比同步空时编码系统的任何有限的信号噪声比（SNR）时，适当地选择基带波形。
Wirelessly Powered Backscatter Communications: Waveform Design and SNR-Energy Tradeoff
本文表明，无线供电的反向散射通信是在标签和反向散射通信的可靠性，在读取器的SNR测量的收获的能量之间的基本权衡。假设RF发射信号是自适应于信道状态信息的多正弦波形，我们推导出一种系统的方法来优化发射波形权重（幅度和相位），以尽可能地扩大SNR能量区域。性能评估证实了在自适应发射多正弦波形中使用多个频率分量以利用整流器的非线性和频率分集增益的显著益处。
Tradeoff between Delay and Physical Layer Security in Wireless Networks
无线网络中重要、机密信息的交换使得网络安全问题受到前所未有的关注。虽然安全性已经在许多工作中进行了研究，但物理层安全性和端到端延迟管理的联合优化，这需要细致的跨层设计，很少被评估。本文结合随机几何和排队论的工具，分析了大型无线网络中时延和安全性能之间的权衡。我们进一步提出了一个简单的传输机制，将一个消息分成两个数据包，并评估其对平均延迟和保密中断概率的影响。数值结果表明，当合法节点密度较大时，路径损耗指数越大，安全性能越好;当合法节点密度较小时，安全性能越差。此外，它是观察到，通过引入简单的消息分裂的机制，安全性能大大提高了积压的情况下，并略有改善，在动态的情况下，当合法的发射机的密度是大的。总之，这项工作提供了一个理解和经验法则的实际设计的无线网络中的延迟和安全性都是关键问题。
Relay Selection for Simultaneous Information Transmission and Wireless Energy Transfer: A Tradeoff Perspective
在某些应用中，可以采用中继终端来分别向指定的接收器和射频（RF）能量采集器同时递送信息和能量。在这样的场景中，优选用于信息传输的中继不一定与具有到能量收集器的最强信道的中继一致，因为对应的信道独立地衰落。因此，中继选择需要在向接收机传送信息的效率与向能量采集器传送的能量的量之间进行权衡。这种权衡的研究是本工作主要关注的主题。具体来说，我们调查的行为的遍历容量和中断概率的信息传输到接收器，对于一个给定的能量转移到RF能量采集器。我们提出了两种适用于任何数量的可用中继的中继选择方法。此外，对于两个中继的情况下，我们开发的最佳中继选择方法在最大容量/最小中断概率意义下，对于给定的能量传输约束。一个接近最优的选择方法，更容易分析比最优的一个也检查。封闭形式的表达能力的能量和停电的能量权衡的开发计划，并通过模拟证实。有趣的见解上述权衡获得。
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。
Throughput-Delay-Reliability Tradeoff with ARQ in Wireless Ad Hoc Networks
延迟可靠性（D-R），和吞吐量延迟可靠性（T-D-R）的权衡在ad hoc网络中的单跳和多跳传输与自动重传请求（ARQ）的每一跳。通过假设每个分组最多被允许端到端的$D$重传来建模延迟约束，并且可靠性被定义为分组在最多$D$重传中被成功解码的概率。自组织网络的吞吐量的特征在于传输容量，其被定义为满足每个发送器接收器速率的发送节点的最大允许密度，以及中断概率约束，乘以传输速率和成功概率。给定一个端到端的重传约束$D$，在每一跳允许的重传次数的最佳分配推导出最大限度地提高了传输容量的下限。优化的跳数，单跳传输被证明是最佳的最大限度地提高在稀疏网络制度的传输容量的下限。
Distortion-Memory Tradeoffs in Cache-Aided Wireless Video Delivery
移动网络运营商正在考虑将缓存作为跟上对高清无线视频流的日益增长的需求的策略之一。通过将流行内容预取到无线接入点或最终用户设备的内存中，可以在本地满足请求，从而缓解昂贵回程的压力。此外，使用网络编码允许经由共同编码的多播传输同时服务不同的高速缓存未命中，从而与利用常规递送方案实现的负载减少相比，导致显著更大的负载减少。然而，先前的工作没有利用视频的属性，只是将内容视为用户想要完全下载的固定大小的文件。我们的工作是出于这样一个事实，即视频可以以可伸缩的方式编码，解码视频质量取决于用户能够接收的层数。使用高斯源模型，缓存和编码交付方法被设计为最小化最终用户设备处的平方误差失真。我们的工作是一般足以考虑异构缓存大小和视频流行度分布。
Wireless Information and Power Transfer: Architecture Design and Rate-Energy Tradeoff
无线信道上的同时信息和功率传输潜在地为移动用户提供了极大的便利。然而，实际的接收机设计对其硬件实现施加了技术限制，因为用于从无线电信号中收集能量的实际电路还不能直接解码所携带的信息。为了取得理论上的进展，我们提出了一种通用的接收机操作，即动态功率分割（DPS），它分裂的能量收集和信息解码，分别与可调功率比的接收信号。研究了DPS的三种特殊情况，即时间切换（TS）、静态功率分配（SPS）和开关功率分配（OPS）。TS和SPS方案可以被视为OPS的特殊情况。此外，我们提出了两种类型的实用接收器架构，即分离式与集成式信息和能量接收器。集成接收机集成了分离接收机的前端组件，从而实现了更小的形状因子。这两种架构的速率-能量折衷的特征在于所谓的速率-能量（R-E）区域。最优传输策略，以实现不同的速率能量权衡。考虑到接收机电路的功耗，它表明，OPS方案是最佳的两个接收机。对于接收机电路不消耗功率的理想情况，SPS方案对于两个接收机都是最佳的。此外，我们研究了两种类型的接收机的性能下的一个现实的系统设置，采用实际调制。我们的研究结果提供了有用的见解，最佳的实际接收机设计的同时无线信息和功率传输（SWIPT）。
Fundamental Tradeoff between Storage and Latency in Cache-Aided Wireless Interference Networks
本文研究了一般无线干扰网络中所有发射机和接收机都配备缓存的存储和延迟之间的基本权衡。该折衷由信息理论度量\emph{normalized delivery time}（NDT）表征，其是在由给定信道的自由度（DoF）指定的传输速率下的实际业务负载的最坏情况递送时间。我们得到一个可实现的上限和理论上的最小NDT的下限为任何数量的发射机，任何数量的接收机，和任何可行的缓存大小元组。我们表明，可实现的NDT是完全最佳的在某些缓存大小的区域，是在一个有界的乘法差距的理论下限在其他地区。在可扩展性分析中，我们首先提出了一种新的协作发送器/接收器编码缓存策略。它提供了自由调整文件分割率NDT最小化。然后，我们提出了一个交付策略，考虑干扰网络转换成一类新的合作X-组播信道。它利用本地缓存增益，编码多播增益，和发射机合作增益（通过干扰对齐和干扰抵消）机会主义。最后，通过求解线性规划问题得到可实现的无损检测。这项研究表明，在发送端和接收端的缓存，网络可以同时受益于流量负载的减少和传输速率的提高，从而有效地减少内容交付延迟。
Grid Energy Consumption and QoS Tradeoff in Hybrid Energy Supply Wireless Networks
混合能源供应（HES）无线网络最近已经成为实现绿色网络的新范例，绿色网络由电网和收获的可再生能源供电。在本文中，我们将研究两个关键的，但相互冲突的设计目标的HES网络，即，网格能耗和服务质量（QoS）。通过利用所收集的能量来最小化电网能量消耗将使网络环境友好，但是可实现的QoS可能由于能量收集的间歇性而降级。为了研究这两个方面之间的权衡，我们引入了总服务成本作为性能指标，这是电网能源成本和QoS降级成本的加权和。采用基站分配和功率控制作为最小化总服务成本的主要策略，同时考虑了非因果和因果侧信息的情况。利用非因果边信息，提出了一种低复杂度、性能接近最优的贪婪分配算法。在有因果边信息的情况下，设计问题被表述为离散马尔可夫决策问题。有趣的解决方案的结构，这将有助于开发一个有效的单调逆向归纳算法。为了进一步降低复杂度，还提出了一个前瞻策略和一个基于启发式策略。仿真结果将验证所提出的算法的有效性，并展示独特的网格能量消耗和服务质量的折衷在HES网络。
Storage, Computation, and Communication: A Fundamental Tradeoff in Distributed Computing
我们考虑一个类似MapReduce的分布式计算系统。我们推导出一个下界的通信成本为任何给定的存储和计算成本。这个下限与我们最近提出的可实现的界限相匹配。其结果是，我们完全表征的存储，计算和通信之间的最佳权衡。我们的结果推广了Li等人的前一个结果，也考虑了计算的中间值的数量。
Rate-Convergence Tradeoff of Federated Learning over Wireless Channel
在本文中，我们考虑一个联邦学习问题，在无线信道中，考虑到编码速率和分组传输错误。通信信道被建模为分组擦除信道（PEC），其中擦除概率由块长度、码率和信噪比（SNR）确定。为了减少数据包擦除对FL性能的影响，我们提出了两种方案，其中中心节点（CN）重用过去的本地更新或以前的全局参数的情况下，数据包擦除。我们研究了编码速率对联邦学习（FL）收敛性的影响，包括短数据包和长数据包通信，同时考虑错误传输。我们的模拟结果表明，即使是一个单位的内存有相当大的影响FL的性能在错误的通信。
Cache-Assisted Broadcast-Relay Wireless Networks: A Delivery-Time Cache-Memory Tradeoff
下一代通信系统的新兴趋势是为网络边缘提供附加能力，诸如以高速缓存形式的存储资源，以减少文件递送延迟。为了调查这方面，我们研究了一个中央基站，$M$缓存配备收发器和$K$接收器组成的缓存辅助广播中继无线网络的基本限制从延迟为中心的角度。我们使用归一化的传输时间（NDT）来捕获最坏情况下的文件请求模式的每比特延迟，相对于具有无限收发器缓存功能的参考无干扰系统进行归一化。目标是设计缓存放置和文件传输的方案，以最大限度地减少无损检测。为此，我们建立了一个新的逆和两种类型的可并行性计划适用于时变和不变的信道。第一种方案是用于任何$M$和$K$的通用一次性方案，其协同地利用多播（编码）缓存和分布式迫零机会。我们表明，所提出的一次性计划（i）获得收益归因于个人和集体收发器缓存（ii）是NDT最优的各种参数设置，特别是在较高的缓存大小。另一方面，第二种方案设计波束形成器以促进子空间干扰对准和在较低高速缓存大小下的迫零。利用这两种方案，我们能够表征为各种特殊情况下的$M$和$K$满足$K+M\leq 4$的最佳权衡之间的高速缓存存储和延迟。权衡表明，NDT是捕获系统延迟的首选，而不是常用的总和自由度（DoF）。事实上，我们的最佳权衡驳斥了流行的信念，增加缓存大小转化为增加可实现的总和自由度。
A Storage-Computation-Communication Tradeoff for Distributed Computing
本文研究了分布式计算系统，其中计算被分成“映射”和“减少”功能。提出了一种新的编码方案，称为分布式计算和编码通信（D3 C），并分析了其通信负载与可用存储空间和待计算中间值数目（IVA）的关系。对于给定的存储空间，D3 C实现了最小可能的通信负载，而与Li等人相比，需要计算的IVA数量更少。的编码分布式计算（CDC）方案。更一般地说，我们的方案可以在存储空间和要计算的IVA数量之间灵活地进行权衡。然后针对任何给定的折衷来分析通信负载。
Rate and Detection-Error Exponent Tradeoff for Joint Communication and Sensing of Fixed Channel States
研究固定信道状态下联合通信与感知的速率-检测误差指数权衡，刻画单静态与双静态场景的权衡区域，并证明联合策略优于连续策略。
The Throughput-Outage Tradeoff of Wireless One-Hop Caching Networks
我们考虑无线设备到设备（D2 D）网络，其中节点具有来自可用文件库的预缓存信息。节点随机请求文件。如果请求的文件不在板载缓存中，则通过单跳“本地”通信从某个相邻节点下载。当在请求节点的邻域中没有找到所请求的文件时，或者如果网络准入控制策略决定不服务于该请求，则发生中断事件。当库中的节点数和文件数都增长到无穷大时，我们用系统参数的各种制度的紧缩放定律来描述最佳吞吐量-中断权衡。我们的分析是基于Gupta和Kumar { \em协议模型}的基础D2 D无线网络，广泛用于文献中的容量缩放定律的无线网络没有缓存。我们的研究结果表明，D2 D频谱重用和缓存在用户节点的组合产生的每个用户的吞吐量独立于用户的数量，对于任何固定的中断概率在$(0,1)$。这意味着D2 D缓存网络是“可扩展的”：即使用户数量增加，每个用户也能实现恒定的吞吐量。这种行为是非常不同的经典Gupta和Kumar的ad-hoc无线网络上的结果，其中每个用户的吞吐量为零的用户数量的增加。此外，我们表明，用户的吞吐量是成正比的缓存信息在整个文件库大小的分数。因此，我们可以得出结论，D2 D缓存网络可以将“内存”转化为“带宽”（即，使用户设备上的板载高速缓冲存储器加倍产生100%的用户吞吐量增加）。
On the Fundamental Tradeoff of Joint Communication and QCD: The Monostatic Case
本文提出了一种联合通信与快速变化检测的编码策略，通过动态反馈优化通信与检测的权衡，揭示了ISAC系统设计中的最优 tradeoff 方法。
On the Relay-Fallback Tradeoff in Millimeter Wave Wireless System
毫米波（mmWave）通信系统是未来无线网络中支持极高数据率服务的有希望的候选者。毫米波通信表现出高穿透损耗（阻塞），并且需要定向传输来补偿严重的信道衰减和高噪声功率。当发生阻塞时，至少有两个简单的突出选项：1）切换到传统的微波频率（回退选项）和2）使用替代的非阻塞路径（中继选项）。然而，目前尚不清楚在哪些条件和网络参数下，一种选择比另一种更好。为了研究这两个选项的性能，本文提出了一种新的阻塞模型，允许推导出最大可实现的吞吐量和延迟性能的两个选项。提供了一个简单的标准来决定在何种网络条件下应采取何种方案。通过全面的性能分析，它表明，正确的选择取决于负载大小，波束训练开销，和阻塞概率。对于流量较小且直接链路阻塞概率较低的网络，回退选项是吞吐量和延迟最优的。对于具有高流量需求和半静态拓扑（低波束训练开销）的网络，中继选项是优选的。
A Fundamental Tradeoff Among Storage, Computation, and Communication for Distributed Computing over Star Network
编码分布式计算通过利用分布式计算中的编码技术，充分利用冗余的存储和计算资源，可以减轻通信负载。本文研究了星型拓扑网络上的MapReduce类型的分布式计算框架，其中所有工作者通过一个公共接入点交换信息。存储的文件（存储负载），计算的中间值（计算负载）和在上行链路和下行链路（通信负载）中发送的比特之间的最佳权衡的特征。提出了一种编码计算方案来实现Pareto最优折衷曲面，接入点只需在接收信号之间进行简单的链式编码，并给出了与该曲面匹配的信息理论界。
On the Tradeoff between Energy Harvesting and Caching in Wireless Networks
自供电、能量收集的小型蜂窝基站（SBS）有望成为下一代无线网络的组成部分。然而，由于所收集的能量的不确定性，有必要采用能量有效的功率控制方案来降低SBS的能量消耗，从而确保用户的服务质量（QoS）。这种节能设计也可以通过使用内容缓存来完成，这减少了容量有限的SBS回程的使用。在SBS的流行内容的减少也可以证明在这方面通过减少回程使用是有益的。在本文中，一个在线的能量有效的功率控制方案的能量收集SBS配备了无线回程和本地存储。在我们的模型中，能量到达被假定为泊松分布和流行度分布的请求内容建模使用齐普夫定律。将功率控制问题转化为一个（折扣）无限时域动态规划问题，并采用数值迭代算法求解。使用模拟，我们提供了宝贵的见解的能量收集和缓存的能量和总吞吐量性能的SBS的影响，网络大小是不同的。我们的研究结果还表明，在SBS的缓存和能量收集设备的大小可以权衡，同时仍然满足所需的系统性能。
When are dynamic relaying strategies necessary in half-duplex wireless networks?
我们研究一个简单的问题：在半双工无线中继网络中，动态中继策略在优化分集复用折衷（DMT）中什么时候是必不可少的？这是由两个明显的对比结果所激发的，即使对于简单的3节点网络，具有单个半双工中继。当假设所有信道都是i.i.d.衰落，其中中继器侦听一半时间并且发送一半时间的静态调度与量化映射前向（QMF）中继相结合以实现全双工性能是已知的。然而，当源和目的地之间没有直接链路时，需要动态解码转发（DDF）策略来实现最佳折衷。在这种情况下，静态调度是严格次优的，并且最优折衷比全双工性能差得多。在本文中，我们研究的一般情况下，直接链接既不强，也不完全不存在的其他链接，并确定制度的动态时间表是必要的，那些静态时间表是足够的。我们确定4个定性不同的制度，为单一的中继信道之间的权衡多样性和复用是显着不同的。我们表明，在所有这些制度的上述两种策略之一是足以实现最佳的权衡，通过开发一个新的上限的最佳可实现的权衡信道状态信息下，仅在接收机。下一个自然的问题是，这两种策略是否足以实现更一般的半双工无线网络的DMT。我们提出了一个泛化的两个现有的计划，通过一个动态QMF（DQMF）的策略，中继监听一小部分时间取决于收到的CSI，但不足以解码。我们表明，这样的DQMF策略是需要实现最佳DMT在一个并行信道中有两个继电器。
Diversity-Multiplexing Tradeoff of Cooperative Communication with Linear Network Coded Relays
为了减轻无线传输中衰落带来的不利影响，同时获得高吞吐量和更好的频谱效率，网络编码和协作通信受到了研究界的广泛关注。在这项工作中，我们分析了网络编码方案的合作通信设置与多个源和目的地。该协议实现了充分的多样性秩序在一个稍微减少的复用率相比，现有的计划在文献中的代价。我们表明，我们的计划优于传统的合作方面的多样性复用的权衡。
Broadcast Repair for Wireless Distributed Storage Systems
在无线分布式存储系统中，存储节点之间通过无线信道连接，这些无线信道本质上是广播信道。本文利用这一独特的功能，设计了一个有效的修复机制，称为广播修复，无线分布式存储系统的多节点故障。由于无线信道通常是带宽有限的，我们提倡一种新的措施修复性能称为修复传输带宽，它衡量的平均数量的数据包传输的帮助节点每个失败的节点。得到了存储量和修复传输带宽之间的基本折衷。结果表明，广播修复在存储效率和修复传输带宽方面优于多节点故障有线分布式存储系统的基本修复方法--合作修复，从而得到更好的折衷曲线.
Generalized Deterministic-Random Tradeoff in Integrated Sensing and Communications: The Sensing-Optimal Operating Point
该研究聚焦集成感知与通信（ISAC）系统的性能权衡问题，通过分析容量-失真区域的感知最优工作点，证明通用非凸感知性能指标下确定性-随机性权衡（DRT）的存在性，并以目标检测概率为例展开说明，为6G ISAC系统设计提供理论支撑。
Opportunistic Wireless Relay Networks: Diversity-Multiplexing Tradeoff
传统上，网络分析依赖于独立性假设，这些假设在许多有趣和有用的网络拓扑中都是不成立的。本文开发的技术，扩大机会主义分析更广泛的网络类，提出了新的机会主义的方法，几个网络的几何形状，并分析它们在高信噪比制度。对于本文研究的每一种几何结构，我们分析了几种中继协议的机会DMT，包括放大转发、解码转发、压缩转发、非正交放大转发和动态解码转发。其中的亮点的结果：在各种多用户单中继网络，简单的选择策略的开发和DMT最优。结果表明，压缩转发中继实现DMT上界的机会多址中继信道，以及在机会的nxn用户网络与中继。其他协议，例如动态解码转发，在几种情况下被证明是接近最佳的。机会主义多址接入中继信道，机会主义广播中继信道，和机会主义网关信道的精确反馈进行了分析，并被证明是几乎一样好的完整的信道状态信息。
Fundamental Green Tradeoffs: Progresses, Challenges, and Impacts on 5G Networks
随着近年来通信量和能源消耗的巨大增长，绿色无线电不仅受到理论研究的重视，而且还受到减少运营支出和无线通信可持续发展的重视。基本的绿色权衡作为重要的分析框架，包括四个基本关系：频谱效率（SE）与能源效率（EE）、部署效率（DE）与能源效率（EE）、延迟（DL）与功率（PW）以及带宽（BW）与功率（PW）。在本文中，我们首先提供了一个全面的概述广泛的正在进行的研究工作，并根据基本的绿色权衡将它们分类。然后，我们将重点介绍4G和5G通信的研究进展，如正交频分复用（OFDM）和非正交聚合（NOA），多输入多输出（MIMO）和异构网络（HetNets）。我们还将讨论基本绿色权衡的潜在挑战和影响，为未来无线网络的节能研究和设计提供一些启示。
Capacity-CRB Tradeoff in OFDM Integrated Sensing and Communication Systems
集成传感和通信（ISAC）已成为未来通信系统的关键技术。在本文中，我们提供了一个通用的框架来揭示OFDM系统中的传感和通信之间的基本权衡，其中利用统一的ISAC波形来执行这两项任务。特别是，我们定义的容量贝叶斯克拉默饶限（BCRB）区域的渐近情况下，当子载波的数量是大的。具体来说，我们证明了渐近最优的输入分布，实现帕累托边界点的容量BCRB区域是高斯和整个帕累托边界可以通过求解凸功率分配问题。此外，我们描述了结构的感知最优功率分配的渐近情况下。最后，数值模拟验证了理论分析，并提供了有益的见解。
Rate Gain Region and Design Tradeoffs for Full-Duplex Wireless Communications
在本文中，我们分析研究的制度，实际全双工系统可以实现更大的速率比一个等效的半双工系统。实际全双工系统中的关键挑战是未消除的自干扰信号，这是由硬件和实现不完善的组合引起的。因此，我们首先提出了一个信号模型，它捕获的影响，如振荡器相位噪声，低噪声放大器噪声系数，混频器噪声，模数转换器量化噪声的显着损害。使用详细的信号模型，我们研究的速率增益区域，这是定义为接收信号的兴趣强度，全双工系统优于半双工系统的可实现的速率方面的区域。速率增益区域是作为一个分段线性近似在对数域推导出来的，数值结果表明，近似密切匹配的确切区域。我们的分析表明，当相位噪声占主导地位的混频器和量化噪声，全双工系统可以使用有源模拟消除或基带数字消除，以实现几乎相同的速率增益区。最后，作为一个设计实例，我们数值研究全双工系统的性能和速率增益区域在典型的室内环境中的实际无线应用。
On Node Density -- Outage Probability Tradeoff in Wireless Networks
在传统的传播信道模型和一维、二维和三维空间中节点随机分布的泊松模型的基础上，提出了一种无线网络中干扰的统计模型。最接近干扰源的功率被用作主要性能指标，而不是传统上使用的总干扰功率，因为在低中断区域，它们具有相同的统计数据，使得前者是后者的精确近似。这大大简化了问题，并允许开发一个统一的框架中断概率分析，包括完全/部分干扰消除的影响，不同类型的衰落和线性滤波，单独或相互结合。当给定数量的最近的干扰被完全取消时，中断概率在这个数量上呈指数下降。三种不同的模型的部分取消被认为是通过其中断概率和比较。消除债务人影响所需的部分注销水平被量化。一个广泛的衰落过程（包括所有流行的衰落模型）的影响，包括在一个简单的方式分析，这可以是积极的或消极的，这取决于一个特定的模型和传播/系统参数。线性滤波（例如通过定向天线）的积极效果通过新的统计选择性参数来量化。分析结果在制定网络密度和中断概率之间的权衡关系，这是一个结果的随机几何节点位置，传播路径损耗和失真效应在受害者接收器之间的相互作用。
Relay Selection for Wireless Communications Against Eavesdropping: A Security-Reliability Tradeoff Perspective
本文从安全性-可靠性权衡（SRT）的角度研究了在存在窃听者的情况下，保密编码辅助的从源到目的的无线通信。明确地说，在窃听者所经历的拦截概率方面的安全性进行量化，而在目的地遇到的中断概率被用来衡量传输的可靠性。我们描述了传统的直接传输从源到目的地的SRT，并表明，如果中断概率增加，拦截概率降低，反之亦然。我们首先证明，就业的中继节点协助源-目的地传输是能够抵御窃听，其次是量化的好处，单中继选择（SRS）以及多中继选择（MRS）计划。更具体地，在SRS方案中，仅选择单个“最佳”中继来将源信号转发到目的地，而MRS方案允许多个中继参与该过程。结果表明，SRS和MRS方案都比传统的直接传输实现了更好的SRT，特别是在增加中继数量时。数值结果还表明，正如预期的那样，MRS优于SRS的SRT。此外，我们还提出了无线中继辅助物理层安全的一些开放挑战和未来方向。
Approximately universal optimality over several dynamic and non-dynamic cooperative diversity schemes for wireless networks
在这项工作中，我们明确地提供了有史以来第一个最佳的，相对于郑Tse分集复用增益（D-MG）的权衡，无线中继网络的合作分集方案。该计划是基于完美的空时码的变体，是最佳的任何数量的用户和所有统计对称（在某些情况下，不对称）的衰落分布。我们推断，相对于D-MG权衡，在中间中继和无限延迟的信道知识是不必要的。我们还表明，非动态选择解码和转发策略，非动态放大和转发，非动态接收和转发，动态放大和转发和动态接收和转发协作分集策略允许完全相同的D-MG的最佳性能。
Necessity of Cooperative Transmissions for Wireless MapReduce
本文研究了无线MapReduce系统中协作传输的必要性，通过理论分析证明非协作方案在某些参数下无法达到最优NDT-计算权衡，从而强调了协作传输的重要性。
Joint State Sensing and Communication: Optimal Tradeoff for a Memoryless Case
考虑一种通信设置，其中发射机希望同时感测其信道状态并向接收机传送消息。在发射机处通过广义反馈（即，在发射机处观察到的严格因果信道输出）来估计状态。该方案的动机是一个联合雷达和通信系统，其中雷达和数据应用共享相同的频带。对于具有i.i.d.状态序列，我们表征的容量失真权衡，定义为最佳可实现的速率，低于该速率的消息可以可靠地传送，同时满足一些失真约束的状态感测。提出了一种优化输入概率分布的迭代算法。例子表明，联合传感和通信相比，基于分离的方法的好处。
Convergence and Tradeoff of Utility-Optimal CSMA
最近有人提出，在无线网络中，基于CSMA的分布式MAC算法可以实现最佳效用，而无需任何消息传递。我们提出了第一个证明，这种自适应CSMA算法收敛到一个任意紧近似效用优化时间表。我们还简要地讨论了平衡和短期公平实际上实现了这样的算法的最优性之间的权衡。
On the Throughput/Bit-Cost Tradeoff in CSMA Based Cooperative Networks
无线局域网（WLAN）仍然遭受上行链路中不同用户之间的严重性能差异。这是因为无线介质提供的空间变化的信道条件。协作媒体访问控制（MAC）协议例如CoopMAC被提出来缓解这个问题。在这项工作中，它表明，合作意味着合作节点的吞吐量和比特成本，这是传输一个比特所需的能量之间的权衡。权衡取决于合作的程度。对于载波侦听多址接入（CSMA）网络，吞吐量/比特成本权衡曲线的理论推导。提出了一种新的分布式CSMA协议fairMAC，并从理论上证明了当包长趋于无穷大时，fairMAC可以渐近地到达折衷曲线上的任意工作点。通过蒙特卡罗模拟验证了理论结果。
Energy- and Spectral-Efficiency Tradeoff in Full-Duplex Communications
本文研究了全双工（FD）蜂窝网络的能量效率（EE）和频谱效率（SE）之间的权衡，假设小小区基站工作在FD模式，而用户设备仍然工作在传统的半双工（HD）模式。首先，一个必要的条件，FD收发器，以实现更好的EE-SE权衡比HD之一。然后，我们分析了单对用户场景下FD收发器的EE-SE关系，并得到了一个封闭形式的表达式。接下来，我们将结果扩展到多用户场景，并证明了EE是一个准凹函数的SE在一般情况下，并开发了一个优化算法，以实现最大的EE的拉格朗日对偶方法的基础上。我们的分析最终验证了广泛的数值结果。
Power Efficiency, Overhead, and Complexity Tradeoff in IRS-Assisted Communications -- Quadratic Phase-Shift Design
在本文中，我们专注于大型智能反射表面（IRS），并提出了一种新的码本构造方法，以获得一组预先设计的相移配置的IRS单元格。由于信道估计的开销和IRS辅助通信的在线优化的复杂性与相移码本的大小成比例，因此小码本的设计是非常重要的。我们发现，存在一个基本的功率效率和码本的大小之间的权衡。我们首先分析这种权衡基线设计，采用线性相移整个IRS。随后，我们表明，一个有效的设计小码本的任务更高阶相移变化的IRS。因此，我们提出了一个二次相移设计，推导出其系数作为码本大小的函数，并分析其性能。我们的仿真结果表明，所提出的设计产生了更高的功率效率为小码本比线性基线设计。
Optimal Fairness-Aware Time and Power Allocation in Wireless Powered Communication Networks
在本文中，我们考虑的总和$α$ -公平效用最大化问题的联合下行链路（DL）和上行链路（UL）传输的无线供电通信网络（WPCN）通过时间和功率分配。在DL中，具有能量收集接收器架构的用户基于同时的无线信息和功率传输来解码信息并收集能量。当在UL中时，用户利用所收集的能量用于信息传输，并且当其他用户传输UL信息时收集能量。我们证明了一般的和$α$ -公平效用最大化问题可以转化为一个等价的凸问题。可以通过调整$α$的值来平衡和速率与用户公平性之间的权衡。特别地，对于零公平性，即，$α=0$，用于DL和UL两者的最优分配时间与总可用传输功率成比例。通过仿真给出了总速率和用户公平性之间的权衡。
Scaling Law Tradeoff Between Throughput and Sensing Distance in Large ISAC Networks
本文研究自组织ISAC网络中通信与感知性能的基本权衡，通过提出可实现方案并证明逆命题，刻画吞吐量与感知距离的最优缩放律权衡，结果对随机衰落网络成立且自由缩放传输参数无法改善权衡。
On the Delay-Throughput Tradeoff in Distributed Wireless Networks
本文研究了具有$n$发射机/接收机对的单跳无线网络的时延吞吐量分析。假设所有信道都是具有阴影的块瑞利衰落，由参数$(α,\varpi)$描述，其中$α$表示阴影的概率，而$\varpi$表示平均交叉链路增益。该分析依赖于分布式开-关功率分配策略（即，具有高于某个阈值的直接信道增益的链路以全功率传输，其余的保持静默）。还假设每个发送器具有一个分组的缓冲器大小，并且一旦分组到达缓冲器而前一分组尚未被服务，则发生丢弃。在本文的第一部分中，我们定义了一个新的概念，在网络中的性能，称为有效吞吐量，它捕获的效果到达过程中的网络吞吐量，并最大化它为不同的情况下的数据包到达过程。证明了网络的有效吞吐量渐近缩放为$\frac{\log n}{\hatα}$，与$\hatα \triangleq α\varpi$，无论数据包的到达过程。在本文的第二部分中，我们提出的延迟特性的底层网络的数据包丢弃概率。我们推导出$n \to \infty$的渐近情况下的充分条件，使数据包丢弃概率趋于零，同时实现网络的最大有效吞吐量。最后，我们研究了有效的吞吐量，延迟和丢包率的网络不同的数据包到达过程之间的权衡。
Cyclical Multiple Access in UAV-Aided Communications: A Throughput-Delay Tradeoff
这封信研究了一个无线系统组成的分布式地面终端（GT）与无人机（UAV），作为一个移动基站（BS）进行通信。UAV在固定高度处循环地在GT上方飞行，这导致UAV-GT信道的强度的循环模式。为了利用这种周期性的信道变化，我们提出了一种新的周期性多址接入（CMA）计划，以周期性的时分方式的基础上飞行的无人机的位置来调度无人机和GT之间的通信。对不同GT的时间分配进行了优化，以最大化其最小吞吐量。结果表明，有一个基本的吞吐量和接入延迟之间的折衷建议CMA。仿真结果表明，显着的吞吐量增益的情况下，一个静态的无人机基站在延迟容忍的应用。
Fundamental Tradeoffs in Communication and Trajectory Design for UAV-Enabled Wireless Network
使用无人机（UAV）作为空中通信平台对于5G等未来无线系统具有很高的实用价值，特别是对于临时事件和紧急情况下的快速和按需部署。与蜂窝网络中传统的地面基站（BS）相比，无人机机载空中基站由于其高海拔以及在三维（3D）空间中高度灵活的移动性，与地面用户之间具有更强的视距（LoS）链路，可以用来提高通信性能。另一方面，与具有可靠电源的地面BS不同，空中BS在实践中具有有限的机载能量，但需要大量的推进能量来保持空中并支持高移动性。基于上述新的考虑因素，本文旨在重新审视无人机通信和轨迹设计中的一些基本权衡。具体而言，它示出的通信吞吐量，延迟，和（推进）的能量消耗之间可以通过采用不同的无人机轨迹设计，这揭示了新的光在地面通信的传统权衡彼此之间的权衡。展望了未来的研究方向。
Energy-Age Tradeoff in Status Update Communication Systems with Retransmission
信息量是一种新的通信系统性能指标，用于指示最近接收数据的新鲜度，在监控场景中有着广泛的应用。这些应用中的另一个重要性能指标是能耗，因为监视器或传感器通常是能量受限的。在本文中，我们研究的能量年龄权衡的状态更新系统中的数据传输从源到接收器可能会遇到失败，由于信道错误。由于状态感测过程消耗能量，当传输失败发生时，源可以对现有数据进行加密以节省用于感测的能量，或者感测并发送新的更新以最小化信息的年龄。基于阈值的重传策略被认为是每个更新被允许发送不超过M次。导出了封闭形式的平均信息年龄和能量消耗，并将其表示为信道故障概率和最大重传次数M的函数。数值模拟验证了我们的分析结果，并说明了平均信息年龄和能源消耗之间的权衡。
MIMO Integrated Sensing and Communication with Extended Target: CRB-Rate Tradeoff
研究了一种多输入多输出（MIMO）集成传感与通信（ISAC）系统，其中多天线基站（BS）发送统一的无线信号来估计扩展目标，同时与多天线通信用户（CU）进行通信。我们调查的基本权衡之间的估计Cramér-Rao界（CRB）感测和数据率的通信，通过表征的帕累托边界的可实现CRB率（CR）区域。为此，我们制定了一个新的MIMO速率最大化问题，通过优化在BS的发射协方差矩阵，受到一个新的形式的最大CRB约束连同最大发射功率约束。我们推导出最佳的传输协方差解决方案在一个半封闭的形式，首先实施的奇异值分解（SVD）对角化的通信信道，然后适当地分配这些子信道的通信和其他正交子信道（如果有的话）的发射功率专用感测。结果表明，最优发送协方差是满秩的，它将传统的注水功率分配的速率最大化设计和各向同性传输的CRB最小化设计统一起来。数值结果验证了我们提出的优化设计所取得的性能，与其他基准计划相比。
Rate-Energy Region in Wireless Information and Power Transfer: New Receiver Architecture and Practical Modulation
当执行同时的无线信息和功率传输时，由于接收到的功率被用于两个不同的目的，因此存在可实现速率和所收获的能量之间的基本折衷。该折衷的特征在于速率-能量区域，并且已经提出了几种技术来改善可实现的速率-能量区域。然而，现有的技术仍然有相当大的损失，无论是在能量或速率，因此，已知的可实现的速率-能量区域是远离理想的。推导出该方案的速率-能量区域的严格上界和下界，证明了该方案的速率-能量区域几乎可以扩展到理想的上界。与现有技术相反，在所提出的方案中，信息解码电路不仅提取幅度和相位信息，而且还将提取的信息与从整流信号获得的幅度信息组合。因此，解码所需的能量可以被最小化，并且因此所提出的方案实现了接近最优的速率-能量区域，这意味着在可实现的速率-能量区域中的基本折衷几乎被消除。为了实际考虑理论上可实现的速率-能量区域，我们还提出了具有高斯最大似然检测的$M$ -ary多级循环QAM的实际示例。
Multi-hop Cooperative Wireless Networks: Diversity Multiplexing Tradeoff and Optimal Code Design
我们考虑单源单汇（ss-ss）多跳网络，慢衰落链路和单天线半双工中继。我们确定了两个家庭的网络，是多跳概括的两跳网络：K-并行路径（KPP）网络和分层网络。KPP网络可以被视为K条节点不相交的并行中继路径的联合，每条路径的长度都大于1。然后，将KPP网络推广到允许路径之间的干扰的KPP（I）网络和拥有从源到宿的直接链路的KPP（D）网络。我们完全刻画了K > 3时这些网络族的DMT。分层网络是由中继层组成的网络，其边缘仅存在于同一层内或相邻层之间。我们证明了一个线性DMT之间的最大分集d_{max}和最大复用增益为1是完全连接的分层网络。如果层数小于4，则这被示出为等于最优DMT。对于多天线KPP和分层网络，我们提供了一个可实现的DMT区域。对于任意ss-ss单天线定向无环全双工网络，我们证明了最大分集和最大复用增益之间的线性折衷是可以实现的。本文中的所有协议都是显式的，并且仅使用放大转发（AF）中继。我们还构造了基于循环划分代数的短块长度码，实现了所有建议方案的最佳DMT。两个关键的影响，在该文件中的结果是，半双工约束不需要任何速率损失的一大类网络，简单的AF协议往往足以达到最佳DMT。
Multi-Antenna Cooperative Wireless Systems: A Diversity-Multiplexing Tradeoff Perspective
我们考虑一个一般的多天线网络，多个源，多个目的地和多个中继的分集复用权衡（DMT）。我们研究几个子情况下，考虑到处理能力的中继（半双工或全双工），和网络的几何形状（集群或非集群），这个最普遍的问题。我们首先研究了多天线中继信道与全双工中继了解直接链路中增加的自由度的影响。我们发现DMT上界，并调查可实现的性能解码和转发（DF），压缩和转发（CF）协议。我们的研究结果表明，虽然DF是DMT最佳时，所有终端都有一个天线，它可能无法保持其良好的性能时，自由度在直接链路中增加，而CF继续执行最佳。我们还研究了半双工中继的多天线中继信道。我们表明，半双工DMT的行为可以显着不同的全双工的情况下。我们发现，CF是DMT最佳的半双工中继，以及，是第一个已知的协议，以实现半双工中继DMT。我们接下来研究多址中继信道（MARC）DMT。最后，我们研究了一个系统，一个单一的源-目的地对和多个中继，每个节点有一个天线，并表明，即使在理想化的假设全双工中继和集群网络，这个虚拟的多输入多输出（MIMO）系统永远不能完全模仿一个真正的MIMO DMT。对于具有多个源和多个目的地的合作系统，同样的限制仍然有效。
On-Demand Based Wireless Resources Trading for Green Communications
绿色通信的目的是在不影响用户服务质量（QoS）的前提下，尽可能地降低通信系统的能耗。绿色无线通信的一个有效途径是按需策略，该策略根据用户需求的数量和位置来调整功耗。应用按需通信模型，我们提出了一种新的方案-无线资源交易，它描述了不同的无线资源之间的交易关系，为给定数量的性能指标。根据无线资源交易关系，对于同一组性能指标，可以消耗不同的无线资源。因此，为了最小化给定性能指标的能量消耗，我们可以用其他类型的无线资源来换取所需性能指标下的能量资源。基于无线资源交易关系，推导出绿色无线通信的最优能量带宽和能量时间无线资源交易关系。我们还开发了一个自适应的交易策略，通过使用不同的带宽或不同的延迟不同的传输距离与可用带宽和可接受的延迟范围在无线网络中。我们进行的模拟表明，无线网络的能量消耗可以显着降低我们提出的无线资源交易计划。
Fundamental Storage-Latency Tradeoff in Cache-Aided MIMO Interference Networks
高速缓存是一种有效的技术，以改善用户感知体验的内容交付在无线网络中。无线缓存不同于传统的Web缓存，因为它可以利用无线介质的广播性质，从而机会主义地改变网络拓扑结构。本文研究了一个由3个发射机和3个接收机组成的MIMO干扰网络。通过在发送器和接收器侧进行缓存，网络被改变为MIMO广播信道、MIMO X信道和MIMO多播信道的混合形式。我们分析了这些新的信道模型的自由度（DoF）使用实际的干扰管理方案。基于对这些DoF结果的集体使用，我们然后获得网络的可实现的归一化交付时间（NDT），这是一种信息理论度量，用于评估给定缓存大小下的最坏情况交付时间。所获得的NDT是针对任意M、N和任何可行的高速缓存大小。它被证明是最佳的，在某些情况下，在其他情况下，从最佳的乘法差距为3。本文还讨论了任意数量的发射机和接收机的网络的扩展问题。
Energy Efficiency and Sum Rate Tradeoffs for Massive MIMO Systems with Underlaid Device-to-Device Communications
在本文中，我们研究了为第五代（5G）蜂窝网络提出的两种技术的共存，即网络辅助设备到设备（D2D）通信和大规模MIMO（多输入多输出）。这两种技术的潜在好处是众所周知的，但它们共存所产生的权衡尚未得到充分解决。为此，我们假设D2D用户以并行方式重用蜂窝网络的下行链路资源。此外，在BS处使用多个天线以便获得预编码增益并且使用多用户或大规模MIMO技术同时支持多个蜂窝用户。考虑两个指标，即平均和率（ASR）和能源效率（EE）。我们推导出易于处理和直接可计算的表达式，并研究ASR和EE之间的权衡作为BS天线的数量，蜂窝用户的数量和D2D用户的密度在给定的覆盖区域内的函数。我们的研究结果表明，ASR和EE表现不同的情况下，低密度和高密度的D2D用户，和共存的D2D通信和大规模MIMO主要是有益的D2D用户的低密度。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。