Age-Threshold Slotted ALOHA for Optimizing Information Freshness in Mobile Networks
本文提出使用年龄阈值时隙ALOHA（TSA）协议优化移动网络的信息年龄，通过随机几何推导传输成功概率与AoI解析表达式，发现TSA能显著降低高阶AoI且其时间平均AoI增长率仅为传统方案的一半。
2024-06-05 cs.NI
Stability Analysis of Slotted Aloha with Opportunistic RF Energy Harvesting
能量收集（EH）是实现能量高效的无线网络的有前途的技术。在本文中，我们利用周围的RF能量，特别是来自相邻传输的干扰，以补充EH使能节点的电池。然而，RF能量收集对无线网络的分析提出了新的挑战。我们在这项工作中的目标是调查的时隙Aloha随机接入无线网络的性能，包括两种类型的节点，即I型，具有无限的能量供应和II型，这是完全由一个RF能量收集电路供电。类型I节点的传输由类型II节点回收以补充其电池。我们的特点是半双工和全双工能量收集模式下的稳定吞吐量区域的内界，以及有限容量的电池的情况下。我们提出的数值结果，验证我们的分析结果，并证明其实用程序的精确系统的分析。
2015-07-27 cs.NI
Age of Information in Locally Adaptive Frame Slotted ALOHA
针对随机接入网络的全网 AoI 最小化问题，提出一种可分布式实现、按局部环境调整帧长的自适应 FSA 状态更新策略，并推导平均 AoI 表达式，仿真验证其显著优于时隙 ALOHA。
2023-07-17 cs.NI
Analysis of Performance Parameters in Wireless Networks by using Game Theory for the non Cooperative Slotted Aloha Enhanced by ZigZag Decoding Mechanism
在无线通信网络中，当工作量增加时，源变得更加积极的均衡在游戏设置相比，通过使用时隙Aloha机制的团队问题。因此，更多的数据包发生冲突并丢失。为了减少这些现象，提高网络的性能，我们提出了结合ZigZag解码方法与非合作时隙Aloha机制。这种方法是在我们以前的工作中介绍的合作时隙Aloha机制的基础上。实验结果表明，该方法显著地改善了协作时隙Aloha机制，并在吞吐量和时延方面取得了最佳效果。在本文中，我们分析了结合非合作时隙Aloha和ZigZag解码的影响。我们用一个二维的马尔可夫链来模拟这个系统，这个马尔可夫链整合了ZigZag解码的效果。马尔可夫链的状态描述了用户之间积压的数据包的数量。我们使用一个随机游戏来实现我们的目标，我们评估和比较所提出的方法与一个简单的开槽Aloha机制的性能参数。所有发现的结果表明，我们的方法提高了系统的性能参数。
2015-01-05 cs.GT cs.NI
Stochastic Analysis of Non-slotted Aloha in Wireless Ad-Hoc Networks
在本文中，我们提出了两个分析听话的随机模型的非时隙的Aloha移动自组织网络（MANDO）：一个模型假设一个静态模式的节点，而另一个假设的模式随时间变化的节点。这两种模型的特点发射机随机位于欧几里德平面，根据泊松点过程与接收器随机位于一个固定的距离从发射器。我们专注于所谓的中断情况下，成功的传输需要一个信号干扰噪声比（SINR）大于给定的阈值。随着瑞利衰落和平均的SINR的持续时间的数据包传输，这两个模型导致成功传输的概率的封闭形式的表达式。我们显示了一个很好的匹配这些结果与模拟。使用我们的模型，我们比较了非开槽Aloha的性能，以前研究的开槽Aloha。我们观察到，当路径损耗不是很强的两个模型，适当优化时，表现出类似的性能。对于较强的路径损耗，非时隙Aloha的性能不如时隙Aloha，但是当路径损耗指数等于4时，其成功接收的分组密度仍然是时隙方案中的75%。这仍然远远超过了50%的预测由著名的分析，其中同时传输是永远不会成功的。此外，在任何路径损耗的情况下，这两种方案表现出相同的能量效率。
2010-02-08 cs.NI math.PR
Slotted ALOHA Overlay on LoRaWAN: a Distributed Synchronization Approach
LoRaWAN是物联网应用最有前途的标准之一。然而，每个网关所期望的终端设备的高密度，网关和终端设备之间缺乏有效的同步方案，挑战了这些网络的可扩展性。在本文中，我们建议使用时隙ALOHA（S-ALOHA）来规范LoRaWAN网络的通信，而不是LoRa使用的经典ALOHA方法。该实现是标准LoRaWAN之上的覆盖;因此不需要修改预先存在的LoRaWAN固件和库。我们的方法是基于一种新的分布式同步服务，适用于低成本的物联网终端节点。我们的同步服务支持的S-ALOHA显著提高了传统LoRaWAN网络在丢包率和网络吞吐量方面的性能。
2018-09-06 cs.NI cs.PF
Interference and SINR coverage in spatial non-slotted Aloha networks
在本文中，我们提出了两个分析听话的随机几何模型的干扰在ad-hoc网络中使用纯（非时隙）阿罗哈作为介质访问。与时隙模型相反，纯Aloha中的干扰可能会在标记数据包的传输过程中发生变化。我们开发了一个典型的数据包传输过程中所经历的干扰的经验平均值的拉普拉斯变换的封闭形式的表达式。这两种模型假设一个幂律路径损失函数与任意分布的衰落和功能配置的发射机随机位于欧几里德平面根据泊松点过程。根据型号的不同，这些配置可能会随时间变化，也可能是静态的。我们应用我们的干扰分析研究信号干扰噪声比（SINR）中断概率为一个典型的传输在纯Aloha。结果被用来比较的性能，非时隙Aloha的时隙，这几乎完全是以前研究的移动自组织网络在相同的背景下。
2015-02-23 cs.NI math.PR
Slotted ALOHA on LoRaWAN - Design, Analysis, and Deployment
LoRaWAN是远程传感应用最有前途的标准之一。然而，大规模部署中预期的大量终端设备，加上缺乏有效的同步方案，对该标准的可扩展性提出了挑战。在本文中，我们提出了一种通过LoRaWAN网络上的时隙ALOHA覆盖来增加网络吞吐量的方法。为了增加单个信道容量，我们建议在标准使用的纯ALOHA方法的基础上使用时隙ALOHA变体来调节LoRaWAN网络的通信;因此，不需要修改现有的库。我们的方法是基于一个创新的同步服务，是适合于低成本的无线传感器节点。我们对LoRaWAN信道进行了建模，并在硬件平台上进行了广泛的测量，量化了调整参数对物理和介质访问控制层以及数据包冲突率的影响。结果表明，我们的同步服务支持的Slotted-ALOHA显着提高了传统LoRaWAN网络的丢包率和网络吞吐量的性能。
2019-02-18 cs.DC cs.NI
Modern Random Access: an Age of Information Perspective on Irregular Repetition Slotted ALOHA
信息时代（AoI）作为许多物联网系统的一个有价值的性能指标越来越受到关注，其中大量设备向中央网关报告时间戳更新。例如，在工业、车辆和环境领域具有广泛应用的遥感、监测或跟踪就是这种情况。在这些设置中，AoI提供了与吞吐量或延迟所提供的见解互补的见解，捕获了系统维护每个传输设备状态的最新视图的能力。从这个角度来看，虽然对点对点链路的度量已经有了很好的理解，但对物联网系统中采用的链路层解决方案可能对AoI产生的影响的关注相对较少。特别是，没有结果可用于现代随机接入协议，最近出现的有前途的解决方案，以支持大规模的机器类型的通信。要开始解决这个差距，我们在本文中提供的第一个研究的AoI计划在这个家庭，即不规则重复时隙ALOHA（IRSA）。通过马尔可夫分析，我们跟踪AoI的演变在网关，证明了该过程是遍历的，并推导出一个紧凑的封闭形式的表达其平稳分布。在此基础上，我们计算平均AoI和年龄违规概率的精确公式。该研究揭示了IRSA的非平凡设计权衡，并强调了协议操作帧大小所起的关键作用。此外，一个简单的时隙ALOHA策略的性能比较突出了一个显着的潜力，现代随机接入方案的信息新鲜度。
2021-02-15 cs.NI
Sharing Channel In IEEE 802.16 Using The Cooperative Model Of Slotted ALOHA
WIMAX的主要问题之一是多个竞争访问的用户共享介质。各种随机接入机制，如ALOHA及其相应的变化已经被广泛研究，作为协调竞争用户之间的媒体接入的有效方法。在本文中，时隙ALOHA协议实现为一个两状态系统。使用马尔可夫模型，我们评估的信道利用率，我们分析了吞吐量在不同的公平性条件下。考虑了合作团队问题。
2015-01-05 cs.IT cs.NI math.IT
Information Freshness Analysis of Slotted ALOHA in Gilbert-Elliot Channels
这封信分析了大型物联网系统的一类信息新鲜度指标，其中终端采用时隙ALOHA来访问公共信道。考虑Gilbert-Elliot信道模型，通过惩罚函数来评估信息新鲜度，该惩罚函数遵循自上次接收到更新以来所经过的时间的幂律，与信息年龄的线性增长形成对比。通过马尔可夫过程的信号流图分析，我们提供了精确的封闭形式的平均罚款和峰值罚款违反概率的表达式。
2021-06-22 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis of Half-Duplex Two-Node Slotted ALOHA Network With Asynchronous Traffic
针对两节点半双工、异步到达的时隙 ALOHA 网络，论文提出基于状态相关队列的排队论模型，精确推导各节点时延与稳定区域，并通过数值结果验证模型准确性。
2023-07-12 cs.NI cs.SY eess.SY
Average power limitations in Sliding Window Contention Resolution Diversity Slotted Aloha
最近，一种新的随机接入技术的基础上Aloha和使用干扰消除（IC），称为滑动窗口竞争解决分集时隙Aloha（SW-CRDSA）。与在帧中操作分组时隙的经典CRDSA不同，该技术以非帧方式操作，相对于基于帧的CRDSA，产生更好的吞吐量结果和更小的平均分组延迟。然而，作为经典的CRDSA，SW-CRDSA也依赖于相同分组的多次传输。虽然这在唯一限制在于峰值发射功率的系统中是可接受的，但是当存在对平均功率的约束（例如，在卫星系统的转发器处）时，这可能代表问题。在本文中，在归一化效率进行了比较之间的时隙Aloha和两个CRDSA技术。
2015-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
Sliding window-based Contention Resolution Diversity Slotted ALOHA
竞争解决分集时隙ALOHA（CRDSA）及其突发度优化（CRDSA++、IRSA）利用MAC突发重复和干扰消除（IC），使得在实际实现中可能达到与$T \simeq 0.8$一样高的吞吐量值，而对于传统的时隙ALOHA $T \simeq 0.37$。然而，这些新技术引入了基于帧的信道接入，限制了吞吐量和数据包传输延迟方面的性能。本文介绍了一种新的技术称为滑动窗口CRDSA（SW-CRDSA）和它的对应的不规则重复（SW-IRSA），以利用MAC突发重复和干扰消除（IC）的优点与无帧接入方案。数值结果也提供了为了验证声明的更好的性能。
2015-01-23 cs.IT cs.NI math.IT
On the Error Floor Evaluation of NOMA-Irregular Repetition Slotted ALOHA
Institute of Communications and Navigation of the German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心通信与导航研究所）
本文提出了一种基于NOMA的不规则重复时隙ALOHA方案，在误差底面区域对分组丢失率进行了精确分析，并通过模拟验证了其在不同信道负载下的准确性。
2026-01-01 cs.ET cs.NI
Two-Tier Multi-Rate Slotted ALOHA for OWC/RF-Based IoT Networks
我们考虑大规模物联网（IoT）场景，其中室内IoT设备通过光无线通信（OWC）IoT系统访问网络，该OWC IoT系统通过回程射频（RF）低功率广域网（LP WAN）中继数据。我们提出了一种新的双层多速率时隙ALOHA（SA）系统模型，设计和分析这种混合OWC/RF网络。对于一个特定的混合OWC/RF设置，我们提出了一个深入的数值研究，提出了两层多速率混合OWC/RF SA系统设计的见解。
2023-02-20 cs.IT cs.NI math.IT
Enhanced Slotted Aloha Mechanism by Introducing ZigZag Decoding
各种随机接入机制，如Aloha协议及其相应的变体，已被广泛研究，作为协调竞争用户之间的媒体接入的有效方法。但是，当两个或多个无线用户在同一时间通过同一信道发送分组时，就会发生冲突。当这种情况发生时，接收到的分组被丢弃并且需要重传，这是功率和带宽的浪费。在这种情况下，最重要的目标之一是找到技术来改善这些协议，以减少冲突的数量或避免它们。几项研究对这一问题作出了贡献。在本文中，我们提出了一种新的方法命名为曲折解码，以提高时隙Aloha机制，减少数据包碰撞的丢失率。我们用马尔可夫链对系统进行建模，其中积压数据包的数量作为系统的状态。我们使用随机博弈来实现我们的目标。我们评估和比较所提出的方法与开槽Aloha机制的性能参数。所有发现的结果表明，我们的方法是更有效的比开槽Aloha机制。
2015-01-05 cs.IT cs.NI math.IT
On the Performance of Irregular Repetition Slotted ALOHA with an Age of Information Threshold
本文重点介绍了物联网设置，其中大量的设备生成的时间戳更新寻址到一个共同的网关。媒体接入采用免赠款方式进行管理，该系统旨在通过平均网络信息年龄（AoI）衡量，使接收者保持最新知识。在这种情况下，我们提出了一个变化的不规则重复时隙ALOHA（IRSA）协议。被称为年龄阈值IRSA（AT-IRSA）的方案利用由接收器提供的反馈来仅允许AoI超过动态适配的目标值的设备进入信道。通过详细的网络模拟，以及一个简单而紧密的解析近似，我们证明了这种方法可以超过一半的平均网络AoI相比，平原IRSA，并提供显着的改进基于反馈的国家的最先进的时隙ALOHA解决方案最近在文献中提出。
2022-10-27 cs.IT cs.NI math.IT
Relay-aided Slotted Aloha for Optical Wireless Communications
我们考虑一种中继辅助时隙ALOHA解决方案，用于基于光无线通信（OWC）的物联网（IoT）的上行链路随机接入。上行链路的第一阶段，即物联网设备和中继之间的上行链路，是使用室内OWC实现的，而中继和基站之间的第二阶段，代表基于低功率广域网（如LoRaWAN）的远程RF传输，并发生在室外。吞吐量性能依赖于OWC和RF信道条件进行观察。由于添加中继的性能增益的行为突出和调查在不同的信道和业务条件下。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
On a Generalized Foster-Lyapunov Type Criterion for the Stability of Multidimensional Markov chains with Applications to the Slotted-Aloha Protocol with Finite Number of Queues
本文推广了Rosberg（JAP，Vol.17，No.3，1980）关于可数状态空间上多维离散时间马氏链的一个常返性判别准则。我们重新审视了著名的slotted-Aloha协议的稳定性分析有限的队列数。在标准的建模假设下，我们推导出一个充分条件的稳定性，通过应用我们的正递归准则。我们的充分条件稳定性是线性的到达率，并不需要知识的平稳联合统计的队列长度。我们相信，这里报告的技术可能是有用的，在分析可数空间马尔可夫设置的其他稳定性问题。最后，我们得到了一些协议不稳定的充分条件。
2009-06-04 cs.IT cs.NI math.IT
Two-Step Interference Cancellation for Energy Saving in Irregular Repetition Slotted ALOHA
Institute of Communications and Navigation, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心导航与通信研究所）；Dept. Information Engineering, University of Padova（帕多瓦大学信息工程系）
该研究通过两阶段干扰消除技术，在不规则重复时隙ALOHA中实现节能，减少传输同时保持性能。
2026-01-01 cs.ET cs.NI
Pricing and Intervention in Slotted-Aloha: Technical Report
在许多无线通信网络中，公共信道由多个用户共享，这些用户必须竞争以获得对该信道的接入，自私的和策略性的用户对网络的操作通常导致信道资源的过度使用和显著的低效率。因此，需要激励机制来克服非合作均衡的低效率。在这项工作中，我们考虑一个slotted-Aloha随机接入协议和两个激励方案：定价和干预。我们提供了一些标准的协议的设计者之间选择一个方案，并根据系统参数为选定的方案设计最佳的政策。我们的研究结果表明，干预可以实现最大的效率，在完美的监测方案。相反，在不完善的监测情况下，系统的性能取决于不同实体所持有的信息，并且在某些情况下，存在用户数量的阈值，使得对于低于阈值的用户数量，干预优于定价，而对于高于阈值的用户数量，定价优于干预。
2012-11-15 cs.GT cs.NI
Adaptive Multi-Receiver Coded Slotted ALOHA for Indoor Optical Wireless Communications
针对室内光无线通信（OWC）大规模物联网（IoT）场景，设计了一种新型的高吞吐量随机接入方案。由于物联网设备和OWC接入点（AP）的密度很大，我们将所提出的方案基于多接收机编码时隙ALOHA。在这种情况下，AP处的冲突由集中式干扰消除解码器解决，该解码器可以利用空间和时间分集。通过应用对每个OWC AP视场（FOV）的自适应控制，所提出的系统能够动态地适应于不同的IoT设备激活速率，以便维持高的总吞吐量。使用说明性的仿真结果，我们证明了所提出的方法的设计方法和性能的可能性。
2020-04-17 cs.IT cs.NI eess.SP
Slotted Aloha with Capture for OWC-based IoT: Finite Block-Length Performance Analysis
在本文中，我们提出了一个时隙ALOHA（SA）启发的解决方案，室内光无线通信（OWC）为基础的物联网（IoT）系统。假设OWC接收器利用捕获效应，我们感兴趣的是对源自随机选择的OWC IoT发射器的短长度数据包进行解码的错误概率的推导。所提出的OWC系统分析依赖于信号与噪声和干扰比（SINR）统计的推导和有限块长度（FBL）信息论的使用，由此推导出相关的错误概率和吞吐量。使用推导出的表达式，我们得到的数值结果，进一步利用系统性能和OWC系统设置参数之间的权衡。基于室内OWC的系统几何结构对系统性能有重要影响，因此本文的研究结果可以作为系统设计的指导，以优化基于SA的随机接入协议的性能。
2022-11-16 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis of the Age of Information in Age-Threshold Slotted ALOHA
该研究针对信源-信宿偶对构成的随机接入网络，分析年龄阈值时隙ALOHA（TSA）协议的信息年龄性能，推导了SINR元分布紧逼近似与平均AoI解析式，发现密集部署时TSA可显著降低平均AoI，需联合优化更新速率与年龄阈值以发挥其潜力。
2023-06-16 cs.IT cs.NI math.IT
Self-Adaptive Threshold ALOHA
Middle East Technical University（中东理工大学）
本文提出自适应阈值ALOHA（SATA）分布式随机接入策略，利用1比特反馈最小化信息年龄，无需节点协调，收敛至无冲突TDMA稳态，性能优于现有ALOHA变体。
2026-09-15 cs.NI
Value-Based Massive Access through Goal-Oriented Irregular Repetition Slotted ALOHA
University of Padova（帕多瓦大学）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）
本文提出GO-IRSA方案，结合随机接入与信念策略，实现大规模设备的目标导向通信，显著降低分布式维纳过程估计误差，并具备鲁棒性。
2026-09-18 cs.MA cs.NI
Age-Aware Dynamic Frame Slotted ALOHA for Machine-Type Communications
K. N. Toosi University of Technology（K.N.托基理工大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences（基础科学研究院）；University of Tehran（德黑兰大学）；University of Alberta（阿尔伯塔大学）；Nazarbayev University（纳扎尔巴耶夫大学）；York University（约克大学）
针对机器类通信的时效性需求，提出基于AoI感知阈值的动态帧时隙ALOHA协议，通过调整帧长和阈值最小化每帧归一化平均AoI下降量，在多类更新速率下性能优于现有相关协议。
2024-01-02 cs.NI cs.SY eess.SY
Multi-Satellite NOMA-Irregular Repetition Slotted ALOHA for IoT Networks
Institute of Communications and Navigation, German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心导航与通信研究所）；Dept. of Electrical, Electronic, and Information Engineering, University of Bologna（博洛尼亚大学电气、电子与信息工程系）
本文提出一种多卫星NOMA非正则重复分时ALOHA协议，用于提升物联网网络在高密度用户和卫星信道损耗下的性能与能量效率。
2026-01-01 cs.ET cs.NI
A Novel Framework of K-repetition Grant-free Access via Diversity Slotted Aloha (DSA)
本文提出一种用于 K-GF-NOMA 的 $α$-IIC-DSA 多用户检测新框架，通过 AP 利用不同资源块信号相关性生成干扰实现 SIC 检测，适用于大量微型 MTCDs 的随机接入场景。
2024-01-09 cs.IT cs.NI math.IT
Slotted Aloha for Optical Wireless Communications in Internet of Underwater Things
本文针对基于光无线通信的水下物联网，设计并分析了利用捕获效应的时隙ALOHA方案，推导吞吐量与中断概率解析表达式，并通过数值结果揭示系统性能与用户数、激活概率及水介质类型等参数之间的权衡关系。
2023-12-01 cs.IT cs.NI math.IT
Performance of Slotted ALOHA in User-Centric Cell-Free Massive MIMO
本文针对以用户为中心的无蜂窝大规模 MIMO 免授权随机接入，分析具备捕获能力时 slotted ALOHA 的和吞吐量，并通过网络对比与仿真揭示其性能和前传负载折中优势。
2024-05-28 cs.IT cs.NI eess.SP
Reliability Analysis of Slotted Aloha with Capture for an OWC-based IoT system
University of Novi Sad（诺维萨德大学）；Universidad de Alcalá（阿尔卡拉大学）；Aalborg University（奥尔堡大学）
针对室内OWC物联网上行链路，通过推导随机用户的SINR统计量并评估其低于阈值的概率，研究了时隙ALOHA方案的可靠性及其与系统参数（如小区面积、发射半角）的权衡。
2026-06-15 cs.IT cs.NI math.IT
Bounded Mean-Delay Throughput and Non-Starvation Conditions in Aloha Network
本文考虑了在时隙Aloha网络中，指数退避协议下保证有界平均排队延迟和非饥饿的要求。众所周知，具有大量节点的时隙Aloha系统的最大可能吞吐量是1/e = 0.3679。实际上，1/e的饱和吞吐量可以用指数回退因子r = e/（e-1）=1.5820来实现。在大多数先前的工作中，以及在许多实际的多址接入网络（诸如以太网和WiFi）中，假定二进制退避因子r = 2。对于时隙Aloha，r = 2时的饱和吞吐量0.3466合理地接近1/e的最大值，并且很难反对在系统中采用r = 2。然而，本文表明，如果平均排队延迟是有界的，那么当r = 2时，可持续的吞吐量仅为0.2158，从1/e急剧下降41%。幸运的是，在有界平均延迟要求下的最佳设置r = 1.3757允许我们实现0.3545的可持续吞吐量，相对于1/e的损失仅小于4%。一般的结论是，r的值可能会显着影响排队延迟性能。除了分析平均排队延迟，本文还深入研究了饥饿现象，其中一些节点被剥夺服务的一段时间，而其他节点占用系统。具体来说，我们提出了一个定量的定义饥饿，并表明，保证有界平均延迟和非饥饿操作的条件是相同的，从而统一这两个概念。最后，我们表明，当平均延迟大，饥饿发生时，从模拟实验中得到的性能结果可能不会收敛。本文对此问题进行了定量讨论。
2008-07-14 cs.NI
On the Optimal Transmission Scheme to Maximize Local Capacity in Wireless Networks
我们研究的最佳传输方案，最大限度地提高本地容量的二维（2D）无线网络。本地容量被定义为随机位于网络中的节点接收的平均信息速率。使用分析和数值方法的基础上，我们表明，最大的本地容量，如果同时发射器定位在一个网格模式的基础上等边三角形。我们还比较了这个最大的本地容量与时隙ALOHA计划的本地容量，我们的结果表明，时隙ALOHA可以实现至少一半的最大本地容量在无线网络中。
2011-11-09 cs.NI
On the Throughput Capacity of Wireless Multi-hop Networks with ALOHA, Node Coloring and CSMA
我们量化的无线多跳网络的吞吐量容量与几种介质访问方案。我们分析纯ALOHA计划，其中同时发送器根据均匀泊松分布和排除计划，其中同时发送器根据排除规则，如节点着色和载波侦听为基础的计划进行调度。我们认为没有衰落和标准的瑞利衰落信道模型。我们的研究结果表明，在无衰落，时隙ALOHA可以实现至少三分之一（或一半的瑞利衰落下）的吞吐量的节点着色方案，而基于载波侦听的方案可以实现几乎相同的吞吐量的节点着色能力。
2011-11-09 cs.NI
The Throughput of Slotted Aloha with Diversity
本文介绍和分析了经典Slotted Aloha的一个简单变形。增强依赖于添加多个接收器，这些接收器收集由用户群体在一个时隙中发送的分组的不同观测。对于每个观测，假设在一个时隙中发送的分组经受独立的开-关衰落，使得它们中的每一个要么完全衰落，然后在接收机处不带来任何功率或干扰，要么它未衰落地到达，然后可能或可能不与其他未衰落的传输冲突。有了这个模型，一种新型的多样性引入到传统的SA计划，导致相关的吞吐量增益已经为中等数量的接收机。我们介绍的分析框架，可以得到封闭形式的表达的吞吐量和丢包率任意数量的接收器，提供有趣的提示的关键权衡系统的特征。然后，我们关注的问题是，让接收器使用最小可能的资源量将收集到的分组的全集转发到最终网关，即，避免了重复分组的传递，而不允许它们之间的任何信息交换。我们得出什么是所需的最小资源量，并提出了一个基于随机线性网络编码的方案，该方案渐近地实现了这一界限，而不需要接收器之间的协调。
2014-01-15 cs.IT cs.NI math.IT
Irregular Repetition Slotted Aloha with Multipacket Detection: A Density Evolution Analysis
本文研究具备 k-MUD 多分组接收的 IRSA，推导任意帧长下分组丢失率的非渐近密度演化方程，并利用势函数给出零解码错误的容量阈值界及有限内存、有界延迟性能。
2023-12-11 cs.IT cs.NI math.IT
ALOHA With Collision Resolution(ALOHA-CR): Theory and Software Defined Radio Implementation
提出了一种用于蜂窝环境下高吞吐量无线通信的跨层方案，即具有冲突解决的ALOHA（ALOHA-CR）。传输以时隙ALOHA类型的方式发生，但有一个重要的区别：两个用户的同时传输可以成功。如果两个以上的用户在同一时隙中传输，则冲突无法解决，需要重传。如果只有一个用户发送，则根据信道的状态，以一定的概率恢复所发送的分组。如果两个用户发送，则通过首先对冲突信号进行过采样，然后利用包含在信号多相分量中的关于两个用户的独立信息来解决冲突并恢复分组。ALOHA-CR吞吐量是在无限积压假设和有限积压假设下得出的。在这两个假设下确定竞争概率，以最大化网络吞吐量并保持稳定性。对网络用户的时延进行了分析。ALOHA-CR的性能证明了无线开放获取研究平台（WARP）的测试床包含五个软件定义的无线电节点。分析和实验结果表明，ALOHA-CR导致显着增加的吞吐量和减少服务延迟。
2009-09-16 cs.NI
Federated Learning Meets Random Access: Energy-Efficient Uplink Resource Allocation
University of Brescia（布雷西亚大学）；Linköping University（林雪平大学）
本文提出了一种节能的上行资源分配方法，通过联邦学习和随机访问协议的结合，优化系统能耗，降低FL和RA流量下的能耗消耗。
2026-02-02 cs.NI
An Analytical Model for S-ALOHA Performance Evaluation in M2M Networks
S-ALOHA（即时隙ALOHA）协议最近重新引起了对处理M2M业务的低功率广域网（LPWAN）的兴趣。尽管自S-ALOHA诞生以来进行了深入的研究，但M2M流量和需求的特殊性突出了分析模型的重要性，该模型考虑了性能影响因素并给出了全面的性能评估。实现这一必要性是本文的主要重点：我们共同考虑捕获效应的影响，发射功率电平的多样性与不完善的功率控制。我们提出了一个低复杂度，但仍然准确的分析模型，能够评估S-ALOHA的丢包率，吞吐量，能源效率和平均传输次数。所提出的模型是能够方便的尺寸和设计的S-ALOHA基于LPWAN。仿真和分析结果之间的比较证实了我们所提出的模型的准确性。从该模型推导出的基于S-ALOHA的LPWAN的设计指导思想是：不完美的功率控制可以是正的，具有捕获效果和适当的发射功率分集策略。发射功率分集策略应综合考虑网络费用水平、功率控制精度和捕获率等因素来确定，以实现S-ALOHA的最优性能。
2016-11-17 cs.NI
Stochastic Buffer-Aided Relay-Assisted MEC in Time-Slotted Systems
移动边缘计算（MEC）近年来吸引了大量的研究工作。然而，这些工作主要考虑位于云中心和无线接入节点的计算资源，忽略了利用服务器授权的中继来提高性能的可能性。在本文中，我们研究了随机中继辅助MEC系统中的离散传输时间线和块衰落无线信道。为了清楚地识别和检查的基本影响因素，我们调查了这种架构的构建块，即一个分层网络组成的源，一个缓冲器和服务器辅助中继和另一个更高级别的计算节点。我们提供了一个框架，考虑到衰落信道的影响，任务到达的动态，以及在传输和计算缓冲区的排队延迟，这有利于推导的平均响应时间（ART）的表达式。在此基础上，并在每个时隙中的系统平均功耗，我们引入了平均响应能量（ARE）的概念，作为一种新的度量，以捕捉在MEC的能量效率，同时考虑系统参数的随机性。因此，我们提出了两个卸载计划与各自的问题配方，即最小ART（MART）和最小ARE（MARE）计划，优化传输功率和任务分配概率，同时保持系统队列稳定。我们证明了与最近的工作中的相关问题的制定问题的差异，分析问题的性质，并指出他们，我们提出了有效的解决方法。使用广泛的模拟，我们验证了所提出的分析，并显示所提出的方案的有效性相比，各种基线方法适应现有的方法。
2021-10-22 cs.NI
Contention Based Proportional Fairness (CBPF) Transmission Scheme for Time Slotted Channel Hopping Networks
时隙信道跳变（TSCH）是IEEE802.15.4e标准中引入的媒体访问控制（MAC）协议，解决物联网（IoT）和低功率有损网络（LLN）的低功率要求。IEEE802.15.4e的6TiSCH操作子层（6top）定义了包括节点的休眠、发送和接收例程的调度。但是，标准中没有对进度计划的设计做出规定。在本文中，我们提出了一种基于竞争的比例公平（CBPF）传输方案TSCH网络，以最大限度地提高系统吞吐量解决公平分配资源的节点。我们提出了一个基于凸规划的方法来实现公平性和吞吐量的目标。我们模型TSCH MAC作为一个多信道时隙ALOHA和分析它的时间表给出的6顶层。性能指标，如吞吐量，延迟和能量消耗每成功的传输推导和验证通过模拟。所提出的CBPF传输方案已在物联网实验室公共测试平台中实现，以评估其性能并与现有的调度算法进行比较。
2021-12-14 cs.NI
NCSA: A New Protocol for Random Multiple Access Based on Physical Layer Network Coding
本文介绍了一种用于卫星通信的随机多址接入方法，即基于网络编码的时隙Aloha（NCSA）。目标是通过纠错码和物理层网络编码（PNC）来提高时隙ALOHA类信道上的数据突发的多样性。该方案可以被认为是竞争解决分集时隙Aloha（CRDSA）的推广，其中该系统的不同副本被纠错码的单个字的不同部分替换。该方案的性能首先通过密度演化的方法进行了研究。然后，仿真证实了CRDSA的结果表明，对于$400$时隙的时间帧，可实现的总吞吐量大于$0.7\times C$，其中$C$是由集中式方案实现的最大吞吐量。本文是对所提出的方案的第一次分析，它打开了几个视角。最有前途的方法是将碰撞突发集成到解码过程中，以提高所获得的性能。
2010-09-24 cs.IT cs.NI math.IT
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
Achieving Stability for Aloha Networks with Multiple Receivers
本文研究多接收器Aloha网络稳定性，提出根据流量输入速率和节点位置选择传输概率，通过求解HOL数据包稳态概率定点方程获取精确服务速率，刻画了稳定区域，仿真验证只要输入速率在稳定区域内且传输概率适当调整即可稳定网络。
2024-06-04 cs.NI
An Enhanced Multiple Random Access Scheme for Satellite Communications
在本文中，我们介绍了多时隙编码ALOHA（MuSCA）作为卫星通信的多随机接入方法。该方案可以被认为是竞争解决分集时隙Aloha（CRDSA）机制的推广。该系统不传输复制品，而是用纠错码的单个字的几个部分来替换它们。它也不同于编码时隙ALOHA（CSA），因为它没有采用破坏性碰撞的假设。在MuSCA中，负责解码机制的实体在解码之前收集同一用户的所有突发（包括受干扰时隙），并实施连续干扰消除（SIC）过程以移除成功解码的信号。仿真结果表明，对于100个时隙的帧，可实现的总归一化吞吐量大于1.25和1.4的帧的500个时隙，导致在80%和75%的增益分别相对于CRDSA和CSA。本文是第一次分析所提出的计划，并打开几个角度。
2011-10-14 cs.IT cs.NI math.IT
Analyzing Medium Access Techniques in Wireless Body Area Networks
本文介绍了无线体域网（WBAN）的媒体访问控制（MAC）协议中使用的接入技术的比较。对时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、载波侦听多址（CSMA/CA）、纯ALOHA和时隙ALOHA（S-ALOHA）进行了比较。用于比较的性能度量是吞吐量（T）、延迟（D）和提供的负载（G）。比较的主要目的是显示哪种技术随着负载的增加而提供最高的吞吐量和最低的延迟。能量效率是WBAN中的主要问题，这就是为什么需要知道哪种技术在能量节约方面表现最好，并且还提供最小延迟。针对不同的场景进行模拟，并对所有技术的结果进行比较。我们建议TDMA作为最好的技术，用于WBAN的MAC协议，由于它的高吞吐量和最小的延迟与负载的增加。MATLAB是用于仿真的工具。
2013-04-03 cs.NI
A Stochastic Geometry Approach to Asynchronous Aloha Full-Duplex Networks
带内全双工是一种很有前途的解决方案，以提高无线网络中的吞吐量。允许节点在相同的带宽上同时发送和接收数据可能会使系统容量增加一倍，并且物理层设计已经达到了很好的成熟度，并在简单拓扑中进行了实际演示。然而，全双工在系统级的真正潜力还有待充分理解。在本文中，我们介绍了一个分析框架的基础上随机几何，捕捉行为的大型全双工网络实现异步随机接入策略的基础上阿罗哈。通过精确的表达式，我们讨论了这些系统的关键权衡，探索其余的传输持续时间，不完美的自干扰消除和网络中的全双工节点的分数的作用。我们还提供了协议设计原则，我们与时隙系统的比较揭示了缺乏同步引起的性能损失。
2017-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
Raptor-IRSA Grant-free Random Access Protocol for Smart Grids Applications
针对海量无线智能电网通信的高可靠随机接入需求，提出结合Raptor码与不规则ALOHA的RapIRSA免授权随机接入协议，经与现有方案对比验证其适配5G场景的优势，并梳理了大规模传感器部署下的落地挑战。
2023-04-14 cs.NI cs.SY eess.SY
Harmonious Coexistence between Aloha and CSMA: Novel Dual-channel Modeling and Throughput Optimization
针对非授权频谱中Aloha与CSMA网络共存时的性能恶化与不公平问题，提出双信道分析框架，通过优化CSMA节点传输时间与概率实现和谐共存，并应用于LTE-U与WiFi网络以提升吞吐量与公平性。
2025-02-27 cs.IT cs.NI math.IT
Network-Level Performance Evaluation of a Two-Relay Cooperative Random Access Wireless System
在无线网络中，中继节点可以用来帮助用户的传输到达目的地。从物理层的角度来看，关于中继协作的工作到目前为止已经产生了众所周知的结果。本文采取了不同的立场，侧重于网络层面的合作。扩展以前的结果为一个继电器，我们在这里调查的好处，从部署的第二个。我们假设这两个中继不产生自己的数据包和系统采用随机访问的介质，我们进一步考虑时隙的时间和用户已饱和的队列。我们得到的解析表达式的到达率和服务率的两个中继和稳定性条件。我们调查的系统模型，在该系统中，用户被划分为集群，每个被服务的一个中继，并显示其优势，在聚合和吞吐量每用户。我们量化上述内容，分析冲突信道的情况下，并通过模拟的情况下，多分组接收（MPR），我们提供洞察系统中的第二中继的部署时，可以产生显着的优势。
2015-06-19 cs.NI
Deep-Reinforcement Learning Multiple Access for Heterogeneous Wireless Networks
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本文提出深度强化学习多址接入（DLMA）协议，使节点无需先验知识即可通过DRL学习最优策略，与采用不同MAC协议的异构网络和谐共享时隙，可适配总吞吐量或α公平性等多种目标。
2018-07-16 cs.NI
On the Capacity Region of ALOHA Protocol for the Internet of Things
在物联网（IoT）中满足大量不同用户的需求，特别是管理用户如何访问公共信道，对网络设计人员提出了独特的挑战。在本文中，我们研究了一个异构的物联网网络，由多个类别的用户谁可能有不同的服务需求。对于该网络，我们考虑应用不规则重复时隙ALOHA（IRSA），该技术已被证明可以为单类网络提供大吞吐量。然后，我们专注于通过研究每个类别的可行吞吐量值集（称为容量区域）来找到网络性能边界。为此，我们首先引入了多类网络的对偶网络的概念，这意味着具有相同数量用户的同构网络。然后，我们证明，找到假设的多类网络的容量区域归结为找到其对偶网络的最大可实现的吞吐量。利用这一发现，我们然后讨论如何任何给定的点的容量区域可以实现。此外，进行延迟性能研究，以评估每个类的用户所经历的平均和最大分组传输延迟。
2016-05-27 cs.IT cs.NI math.IT
