Mission-Aware Medium Access Control in Random Access Networks
我们研究无线通信网络中的关键任务网络，其中网络用户会受到紧急情况和危机等关键事件的影响。如果用户发生关键事件，用户需要尽早发送必要的信息以寻求帮助。然而，大多数现有的媒体访问控制（MAC）协议不足以满足紧急情况下用户对信息传输的迫切需求。在这篇论文中，我们提出了一类新的MAC协议，利用现有的过去的信息以及当前的信息。我们提出的协议是任务感知的，因为他们规定不同的传输决策规则，在不同的情况下，用户。我们表明，所提出的协议执行良好，不仅当系统面临着一个关键的情况下，而且当没有关键的情况。通过利用过去的信息，所提出的协议协调用户的传输，以实现高吞吐量在正常阶段的操作，并让用户在一个关键的情况下，使成功的传输，而它是在关键的情况。此外，所提出的协议需要较短的存储器和没有消息交换。
2009-04-03 cs.GT cs.IT cs.NI
Near-Optimal Deviation-Proof Medium Access Control Designs in Wireless Networks
分布式介质访问控制（MAC）协议对于低成本、分散式无线局域网（WLAN）的普及是必不可少的。大多数MAC协议的设计都假定节点遵守规定的规则。然而，自私的节点有自然的动机操纵协议，以提高自己的性能。这通常会降低其他节点以及整个系统的性能。在这项工作中，我们提出了一类协议，限制节点可以通过自私的操作，而只会导致一个小的效率损失获得的性能增益。所提出的协议是基于审查策略的思想，节点在一段时间内收集有关其他节点行为的信号，使用统计测试来推断其他节点是否遵循规定的协议，并在发现偏离协议时触发惩罚。我们认为私人和公共信号的情况下，并提供分析和数值结果来证明所提出的协议的属性。
2010-06-18 cs.IT cs.NI math.IT
Stability conditions for a decentralised medium access algorithm: single- and multi-hop networks
我们考虑一个分散的多址接入算法，主要是由在无线网络中的传输控制的动机。对于具有任意干扰约束的有限单跳网络，我们证明了在自然条件下的随机稳定性。对于无限和有限的单跳网络，我们得到了广泛的速率稳定性条件。我们还考虑了对称有限多跳网络，并证明了自然条件是随机稳定的充分条件。
2019-05-31 cs.IT math.IT math.PR
Medium Access Control for Wireless Networks with Peer-to-Peer State Exchange
分布式介质访问控制（MAC）协议被提出用于无线网络，假设一跳节点可以周期性地交换少量的状态信息。每个站维护一个状态，并根据其状态和从其单跳对等点收集的最近状态信息进行状态转换和传输决策。一个站点可以根据其附近的业务量来调整其分组长度和状态空间的大小。结果表明，这些协议收敛到一个稳定的状态，其中站轮流在每个邻居无冲突地发送。换句话说，只要网络的拓扑相对于协议的执行保持静态或缓慢变化，就以分布式方式形成类似时分多址（TDMA）的高效调度。
2011-07-10 cs.IT math.IT
Achieving Capacity of Bi-Directional Tandem Collision Network by Joint Medium-Access Control and Channel-Network Coding
在ALOHA型分组化网络中，分组的传输时间服从随机过程。在本文中，我们提倡一种确定性的方法，信道多址。每个用户被静态地分配一个周期性协议信号，该信号取0或1的值，并且每当协议信号的值等于1时发送分组。在此多址协议之上，设计了有效的信道编码和网络编码方案。我们说明了这个想法，通过构建一个传输方案的串联碰撞网络，时隙同步和时隙异步系统。这种跨层方法能够在网络是双向的情况下实现容量区域。
2009-09-28 cs.IT math.IT
Distributed Multiple Access with A General Link Layer Channel
研究了有限个同构用户未知的时隙无线多址网络中的分布式媒体接入控制问题。假设每个用户具有单个传输选项。在每个时隙中，用户选择空闲或发送分组。在一般信道模型下，提出了一种分布式介质访问控制框架，以适应所有用户的传输概率的值，最大化任意选择的对称网络效用。该算法中每个用户的概率目标是基于一个信道竞争度量来计算的，该信道竞争度量被定义为一个虚拟分组的成功概率。结果表明，该算法属于经典的随机逼近框架，保证收敛时，竞争措施可以直接从接收机。另一方面，当竞争度量不能直接获得时，计算机模拟表明，修改的媒体访问控制算法仍然可以帮助系统收敛到相同的设计均衡。
2018-11-27 cs.IT cs.NI math.IT
Medium Access Control Protocols for Wireless Sensor Networks with Energy Harvesting
无线传感器网络（WSNs）的媒体访问控制（MAC）协议的设计一直以来都是以电池供电为前提，以网络生命周期为主要性能指标。虽然由能量收集（EH）设备操作的无线传感器网络不受网络寿命的限制，但由于可收集能量的不确定性，它们提出了新的设计挑战。因此，需要新的设计标准来捕获潜在的无限网络寿命和不确定的能量可用性之间的权衡。本文讨论了分析和设计的无线传感器网络与EH设备集中在传统的MAC协议，即TDMA，帧ALOHA（FA）和动态FA（DFA），并占由于EH的性能权衡和设计问题。一种新的度量，称为交付概率，被引入到测量的MAC协议的能力，提供在网络中的任何传感器的测量到预期的目的地（或融合中心，FC）。交付效率和时间效率之间的相互作用（即，FC处的数据汇集速率），使用马尔可夫模型进行分析研究。数值结果验证了分析，并强调会计的交付概率和时间效率的EH-WSNs的设计至关重要。
2011-12-11 cs.IT cs.NI math.IT
Medium Access for Multi-Cell ISAC Through Scheduling of Radar and Communication Tasks
Aalborg University（奥尔堡大学）；University of Pisa（比萨大学）；Universidad de Alcalá（阿尔卡拉大学）
本文提出一种多小区ISAC中协调调度雷达与通信任务的媒体接入控制框架，通过优化雷达扫描模式提升资源效率和感知性能。
2026-02-02 cs.IT math.IT
Managing Interference Correlation Through Random Medium Access
无线网络的容量从根本上受到干扰的限制。然而，很少有研究集中在干扰相关性，这可能会大大增加本地延迟（即节点成功发送数据包所需的时隙数）。本文重点研究了在MAC中增加随机性是否有助于减少干扰相关性的影响，如跳频多址（FHMA）和ALOHA。我们推导出封闭形式的结果的平均值和方差的本地延迟的两个MAC协议和评估的最佳参数，最小化的平均本地延迟。基于最优参数，我们提出了两种工作区的定义：相关限制区和带宽限制区。结果表明，当p=1/N时，忽略热噪声，N个子带FHMA和发送概率为p的ALOHA的平均局部时延相同，但方差之间存在显著差异。最后，我们评估了平均延迟抖动权衡和本地延迟的尾部概率的界限，这对系统设计有重要意义。
2013-11-14 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Optimization of Energy Efficiency and Data Compression in TDMA-Based Medium Access Control for the IoT - Extended Version
能源效率是物联网的关键要求，因为许多传感器预计将完全独立，并且能够在无需更换电池的情况下运行多年。数据压缩的目的是通过减少网络上发送的数据量来节省一些能量，但也会影响接收信息的质量。在这项工作中，我们制定了一个优化问题，共同设计的信源编码和传输策略随时间变化的信道和源，具有双重目标，延长网络的生命周期，并给予低失真水平。我们提出了一种可扩展的离线最优策略，该策略分配能量和传输参数（即，时间和功率）。
2016-09-29 cs.IT math.IT
Medium Access Control for Dynamic Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks
在过去十年中，无线服务和应用的激增导致了对无线频谱的快速增长的需求。因此，我们一直面对严重的频谱短缺问题，尽管多项测量结果显示，大部分持牌无线电频谱的使用率极低。这些事实促使了动态频谱接入（DSA）和认知无线电技术的发展，以提高频谱利用的效率和灵活性。在这篇论文中，我们研究的设计，分析和优化问题的联合频谱感知和认知媒体接入控制（CMAC）协议工程的认知无线电网络（CRN）。联合频谱感知和CMAC的设计被认为是在交织频谱共享范式和不同的通信设置。我们的研究成果主要有四个方面，即并行频谱感知的CMAC协议设计、顺序感知的CMAC协议设计、协作感知的CMAC协议设计和异步全双工认知MAC协议设计。我们开发了各种分析模型，我们提出的CMAC协议设计的吞吐量性能分析。基于这些分析模型，我们开发了不同的有效算法来配置CMAC协议，包括信道分配，感知时间，发送功率，竞争窗口，以最大化次级网络的总吞吐量。此外，广泛的数值结果，以获得进一步的见解，并评估我们的CMAC协议设计的性能。数值和仿真结果证实，我们提出的CMAC协议可以实现有效的频谱利用率和显着的性能增益相比，现有的和未优化的设计。
2016-01-19 cs.IT cs.NI math.IT
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
An Efficient Reservation Protocol for Medium Access: When Tree Splitting Meets Reinforcement Learning
针对大规模通信和下一代Wi-Fi中随机多址接入的带宽效率优化需求，本文提出RL赋能的树分裂预留方案，动态优化尝试概率，保证先入先出调度并大幅降低预留带宽，性能优于IEEE 802.11的DCF。
2025-04-16 cs.IT math.IT
On the Reliability of LTE Random Access: Performance Bounds for Machine-to-Machine Burst Resolution Time
随机接入信道（RACH）已经被识别为LTE网络中容纳大量机器对机器（M2M）用户的主要瓶颈之一，特别是对于连接请求的突发到达的情况。因此，突发分辨率问题引发了该领域的大量工作，分析和优化RACH的平均性能。然而，什么是RACH的概率性能限制的理解仍然缺失。为了解决这个问题，在本文中，我们研究了接入类禁止（ACB）的RACH的可靠性。我们将RACH建模为排队系统，并应用随机网络演算来推导突发解析时间的概率性能界限，即，将M2M设备的突发连接到基站所花费的最坏情况时间。我们说明了所提出的方法的准确性和其潜在的应用在性能评估和系统尺寸。
2018-05-28 cs.IT cs.NI math.IT
Opportunistic Interference Alignment for Random Access Networks
研究了采用时隙ALOHA协议的多个重叠随机接入网（RAN）间的干扰管理问题。假设接入点和用户具有多个天线，提出了一种新的机会干扰对齐（OIA），以减轻重叠RAN之间的干扰。所提出的技术智能地结合了在物理层的发送波束成形技术和在媒体访问控制层的机会分组传输。发射波束成形基于干扰对齐，机会分组传输基于用户对其他RAN产生的干扰，这可以被视为物理层和介质访问控制层的联合优化。结果表明，建议的OIA协议显着优于传统的计划，如多包接收和干扰置零。
2015-01-08 cs.IT math.IT
LTE/LTE-A Random Access for Massive Machine-Type Communications in Smart Cities
蜂窝网络上的大规模机器类型通信（MTC）预计将成为无线“智能城市”应用的一个组成部分。长期演进（LTE）/高级LTE（LTE-A）技术是用于提供MTC应用的主要候选。然而，由于有效载荷大小、传输周期、功率效率和服务质量（QoS）要求的不同特性，MTC对LTE/LTE-A技术提出了巨大的挑战。特别是，大规模随机访问的有效管理是最关键的挑战之一。在大规模随机接入尝试的情况下，前导码冲突的概率急剧增加，因此LTE/LTE-A随机接入的性能急剧下降。在此背景下，本文回顾了当前用于控制LTE/LTE-A网络中的MTC设备的大规模随机接入的最新提议。这些建议进行了比较，在五个主要指标，即接入延迟，接入成功率，功率效率，QoS保证，和对人类类型的通信（HTC）的影响。为此，我们提出了一种新的冲突解决的随机接入模型，在LTE/LTE-A的大规模MTC。我们提出的模型基本上解决了前导码冲突，而不是避免，并管理大规模和突发性的访问尝试的目标。我们提出的模型的模拟显示了巨大的改善随机接入成功率相比，标准的时隙Aloha为基础的模型。新模型还可以与现有的LTE/LTE-A介质访问控制（MAC）协议共存，并确保高可靠性和时间效率的网络接入。
2016-08-10 cs.IT cs.NI math.IT
Design Challenges of Millimeter Wave Communications: A MAC Layer Perspective
由于对强大数据量的指数级需求，频谱变得越来越稀缺，新的毫米波（mmW）频带被认为是5G通信的支持者，以提供多千兆比特的无线接入。MmW通信表现出高衰减和阻塞、由于大规模波束成形的方向性、耳聋、低干扰，并且可能需要微波网络进行协调和回退支持。当前的mmW配置受到由这种异构通信系统和mmW频带特性给出的压倒性复杂度的挑战。这需要在所有层上开发新的实质性协议。本文综述了毫米波通信中的介质访问控制问题。它被讨论，而现有的标准解决了这些问题的个人和局域网，很少有做蜂窝网络。有人认为，介质访问控制层应配备适应机制，知道特殊的毫米波特性。提供了5G中mmW介质访问控制设计的建议。它的结论是，毫米波的高效访问控制技术的设计是在其起步阶段，还有很多工作要做。
2014-03-12 cs.IT cs.NI math.IT
Random Access for Machine-Type Communication based on Bloom Filtering
我们提出了一种随机接入方法的灵感，适合机器类型通信（MTC）的布隆过滤器。每个接入设备在争用过程期间发送\emph{signature}。使用布隆过滤方法构造签名，并且签名包含关于设备身份和连接建立原因的信息。我们在当前LTE-A接入协议上实例化所提出的方法。然而，该方法适用于更一般类别的随机接入协议，这些协议使用随机码或其他预留序列，如在5G系统中预期的情况。我们表明，我们的方法更有效地利用系统资源，并实现显着降低连接建立延迟的情况下，同步到达，相比的变体的LTE-A接入协议，是优化的MTC流量。所提出的方法的好处在于，它允许基站（BS）在连接建立的初始阶段就已经获取设备标识和连接建立原因，从而使得BS能够区分它们。
2016-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Probabilistic Rateless Multiple Access for Machine-to-Machine Communication
未来的机器对机器（M2M）通信需要支持大量设备在很少或没有人为干预的情况下彼此通信。随机接入技术最初被提出来实现M2M多址接入，但是在具有大量设备的M2M系统中遭受严重的拥塞和接入延迟。在本文中，我们提出了一种新的多址接入方案的M2M通信的基础上容量接近模拟喷泉码，以有效地减少访问延迟，并满足每个设备的延迟要求。这是通过允许M2M设备基于它们各自的延迟要求以最佳概率方式在相同信道上同时发送来实现的。仿真结果表明，该方案实现了接近最优的速率性能，同时保证了设备的延迟要求。我们进一步提出了一个简单的随机接入策略，并表征所需的开销。仿真结果表明，所提出的方法显着优于现有的随机接入方案目前使用的长期演进高级（LTE-A）标准的接入延迟。
2015-07-10 cs.IT math.IT
Power- and Spectrally-Efficient Network Access for Cellular Machine-Type Communications
机器类型通信（MTC）是支持设备（传感器和执行器）之间数据传输的关键技术。蜂窝通信技术主要是针对“人类类型”通信而开发的，而利用蜂窝网络实现MTC不仅改善了MTC网络的连接性、可接入性和可用性，而且还具有进一步降低运营成本的潜力。然而，由于蜂窝用户设备和MTC设备之间的巨大失配，蜂窝MTC提出了一些独特的挑战，这主要是由MTC设备的物理限制、部署环境和密度以及应用行为引起的。最具挑战性的问题之一是为MTC设备提供接入网络的有效方式。我们解决了蜂窝系统中现有随机接入方案中的问题（例如，LTE），并提出了一种有效的频谱概念，其实现了专门为MTC定制的功率和频谱优化设计。
2018-05-14 cs.IT cs.NI math.IT
Unsourced Multiple Access: A Coding Paradigm for Massive Random Access
本文作为UMAC领域教程，梳理随机接入协议演进，提出UMAC编码分类框架，并展示其对5G NR随机接入信道的能效提升与高用户接入支持效果。
2024-08-19 cs.IT math.IT
Deep Learning Based MAC via Joint Channel Access and Rate Adaptation
Wi-Fi网络的现有介质访问控制（MAC）协议（即，具有冲突避免的载波侦听多路访问（CSMA/CA））在密集部署中由于冲突数量的增加和这种情况下的长平均退避时间而遭受较差的性能。为了解决这个问题，我们提出了一种基于深度学习（DL）的智能无线MAC协议，称为DL-MAC，它显著提高了Wi-Fi网络的频谱效率。DL-MAC的目标是不仅实现智能信道接入，而且实现智能速率自适应。为了实现这一目标，我们设计了一个深度神经网络（DNN），它以历史接收信号强度指示（RSSI）作为输入，并输出联合信道接入和速率自适应决策。值得注意的是，建议的DL-MAC考虑到实际应用的约束条件，并使用从2.4GHz频带上的实际环境中采样的真实无线数据来评估DL-MAC。实验结果表明，在本实验室环境和深圳宝安国际机场出发大厅环境下，DL-MAC的性能达到全局最优MAC的86%左右，是传统Wi-Fi MAC性能的两倍左右。
2021-11-17 cs.IT math.IT
The Transitional Behavior of Interference in Millimeter Wave Networks and Its Impact on Medium Access Control
毫米波（mmWave）通信系统使用大量的天线元件，这些天线元件可以通过窄波束成形潜在地克服严重的信道衰减。毫米波网络中的窄波束操作也减少了多用户干扰，引入了与干扰受限网络相反的噪声受限无线网络的概念。噪声受限或干扰受限机制严重影响介质访问控制（MAC）层吞吐量以及适当的资源分配和干扰管理策略。然而，这些制度被忽略在毫米波MAC层设计的当前方法中，对通信性能具有潜在的灾难性后果。在本文中，我们调查这些制度的碰撞概率和吞吐量。我们推导出易于处理的封闭形式的表达式的冲突概率和MAC层吞吐量的毫米波ad hoc网络，时隙ALOHA下操作。新的分析表明，毫米波网络可能会表现出从噪声限制到干扰限制的不可忽略的过渡行为，这取决于发射机的密度、障碍物的密度和大小、传输概率、工作波束宽度和传输功率。这样的过渡行为需要一个新的自适应混合资源分配过程的框架，包含基于竞争和无竞争阶段与按需实现的无竞争阶段。此外，由于干扰的过渡行为，应该重新审视基于竞争的阶段中的传统冲突避免过程，以最大化毫米波网络的吞吐量/延迟性能。我们的结论是，除非适当的混合方案进行调查，过渡行为的严重程度可能会显着降低毫米波网络的吞吐量/延迟性能。
2015-12-13 cs.IT cs.PF math.IT
Fast Desynchronization For Decentralized Multichannel Medium Access Control
Vrije Universiteit Brussel（布鲁塞尔自由大学）；iMinds；University College London（伦敦大学学院）
本文提出了一种基于优化问题的新型解同步算法，通过加速梯度法提升收敛速度，实现去中心化时间同步多通道TDMA协调，实验显示其在收敛速度、鲁棒性和网络吞吐量方面优于现有标准。
2015-07-22 cs.IT cs.MA cs.SY
Distributed Multiple Access with Multiple Transmission Options at The Link Layer
本文研究了无线多址接入网络中具有未知有限个同构发射机的分布式介质访问控制问题。考虑增强的物理链路层接口，其中每个链路层用户可以配备有多个传输选项。假设每个用户都积压了一个饱和的消息队列。与一般建模的信道，分布式介质访问控制框架，建议适应每个用户的传输方案，以最大限度地提高任意选择的对称网络效用。建议的框架建议，接收器应该测量一个精心设计的虚拟数据包的成功概率，并将这些信息反馈给发送器。在接收到所测量的概率时，每个发射机应当通过将该概率与其理论值进行比较来获得用户数量估计，然后相应地调整其传输方案。条件下，该算法应收敛到一个设计的唯一平衡的特点。仿真结果证明了该算法的最优性和收敛性。
2018-05-08 cs.IT math.IT
Fixed-Symbol Aided Random Access Scheme for Machine-to-Machine Communications
拥挤的机器对机器（M2M）通信中设备的密集性给现有的随机接入（RA）方案带来了新的挑战，诸如沉重的信令开销和严重的接入冲突。为了减少信令开销，我们提出了一种固定符号辅助的RA方案，其中主动设备以免授权的方式接入网络，即，在随机选择的时隙中直接发送数据分组。为了进一步解决接入冲突，这阻碍了活动检测，一个固定的符号被插入到每个发送的数据包在所提出的方案。对该固定符号的接收信号执行基于迭代消息传递的活动检测（MP-AD）算法，以检测每个时隙中的设备活动。此外，进一步设计了深度神经网络辅助MP-AD（DNN-MP-AD）算法，以缓解迭代消息传递过程的相关性问题。在DNN-MP-AD算法中，迭代消息传递过程从因子图转移到DNN。对DNN中的消息施加权重，并进一步训练以提高设备活动检测的准确性。最后，通过数值仿真，对所提出的RA方案的吞吐量、所提出的MP-AD算法的准确性以及DNN-MP-AD算法带来的性能改善进行了分析。
2019-04-24 cs.IT math.IT
Grant-Free Non-Orthogonal Multiple Access: A Key Enabler for 6G-IoT
具有短有效载荷以及低功率预算的设备数量的激增已经驱使研究人员远离经典的基于授权的接入方案，该方案因其大的信令开销以及功耗重传而臭名昭著。相反，轻量级的随机接入协议已被重新研究，其吞吐量已提高了数量级与复杂但仍然低复杂度的收发器算法。事实上，免授权访问已被确定为一种关键的媒体访问控制技术，用于在蜂窝网络中的机器类型通信中提供大规模连接。在本文中，我们表明，免授权接入结合非正交传输方案是6 G物联网（IoT）的一个很有前途的解决方案。我们提出了新的和有前途的结果深度学习（DL）为基础的技术，联合用户检测和解码。然后，我们提出了一个多层次的模型GF-NOMA的功率有效的通信。我们还讨论了资源分配问题，使共存的GF-NOMA与其他正交，甚至基于授权的计划。最后，我们总结了为实现6 G-IoT而提出的介质访问研究方向。
2020-03-23 cs.IT eess.SP math.IT
A Joint PHY and MAC Layer Design for Coded Random Access with Massive MIMO
免授权接入方案由于其减少控制信令和延迟的能力而成为支持未来大规模多址接入应用的候选方案。作为一类有前途的免授权方案，编码随机接入方案可以实现高可靠性，也与不协调的传输，因此在存在分组冲突。本文提出了一种基于密度演化的编码随机接入分析工具，并将其用于系统设计和优化。与现有文献形成鲜明对比的是，这些工具是在简化的信道假设下开发的，所提出的工具不仅捕获MAC层特征，还捕获物理无线衰落信道以及基于多个天线和随机选择的真实物理层信号处理。正交导频。通过与符号级蒙特卡罗模拟的比较，验证了理论结果。
2022-08-24 cs.IT math.IT
Grant-Free Random Access in Machine-Type Communication: Approaches and Challenges
大规模机器类型通信（MTC）预计将在支持物联网（IoT）应用方面发挥关键作用，例如通过蜂窝网络支持智能城市、智能工厂和联网车辆。MTC的特点是MTC设备数量多、活动稀疏，传统的方法难以支持，因此需要设计新的接入技术。特别地，在第五代（5G）中，引入免授权或两步随机接入方案以通过减少信令开销使MTC更高效。在这篇文章中，我们首先介绍了免授权随机接入，并讨论了如何修改大规模多输入多输出（MIMO），以利用高空间复用增益。然后，我们解释的前导码设计，可以提高性能和变化的基础上的概念，非正交多址接入（NOMA）。最后，对下一代蜂窝系统的免授权随机接入的设计挑战。
2020-12-18 cs.IT math.IT
Energy Efficient Resource Allocation in Machine-to-Machine Communications with Multiple Access and Energy Harvesting for IoT
本文研究具有非线性能量收集的机器对机器（M2M）蜂窝网络的节能资源分配，特别关注两种不同的多址接入策略，即非正交多址（NOMA）和时分多址（TDMA）。我们的目标是通过联合功率控制和时间分配，同时考虑电路功耗，以最大限度地减少网络的总能耗。对于NOMA和TDMA策略，我们表明，它是最佳的每个机器类型的通信设备（MTCD）传输的最小吞吐量，和每个MTCD的能量消耗是一个凸函数分配的传输时间。基于推导出的MTCD的发射功率的最优条件，我们将NOMA的原始优化问题转化为一个等价的问题，可以通过迭代功率控制和时间分配算法次优解决。通过一个适当的变量变换，我们也把原来的TDMA优化问题转化为一个等价的易处理的问题，它可以迭代求解。数值结果验证了理论分析的正确性，并表明在MTCD的低电路功率区，NOMA比TDMA消耗更少的总能量，而在MTCD的高电路功率区，TDMA比NOMA具有更好的网络能量效率。
2017-11-29 cs.IT math.IT
A Unified Theory of Multiple-Access and Interference Channels via Approximate Capacity Regions for the MAC-IC-MAC
为一类干扰多址接入信道建立近似容量区域，所述干扰多址接入信道由两个多址接入信道（MAC）组成，每个多址接入信道具有任意数量的发射机，每个MAC中的一个发射机对另一MAC的接收机造成干扰，该信道此后称为MAC-IC-MAC。对于离散无记忆（DM）MAC-IC-MAC，得到了两个内界，它们是Chong { \em et al}关于两用户DM干扰信道（IC）的先验内界的推广.对于半确定性的MAC-IC-MAC，它示出，在非干扰发射机的单用户编码和在每个MAC的干扰发射机的叠加编码实现了一个速率区域内的容量区域的可量化的间隙，从而扩展这样的结果为两个用户的半确定性IC由Telatar和Tse。对于高斯MAC-IC-MAC，获得了在容量区域的恒定间隙内的近似容量区域，推广了Etkin { \em et al}针对两用户高斯IC的这样的结果。与上述近似容量结果的两个用户IC的可扩展性需要工会的所有可接受的输入分布，我们的差距结果的半确定性和高斯的MAC-IC-MAC是可以实现的，只有一个子集和所有可接受的编码分布之一，分别。每个小区具有多于一个用户的对称高斯MAC-IC-MAC的对称广义自由度（GDoF）是具有平坦肩部的V形，其是干扰强度（在高SNR下的INR与SNR的比率，两者都以dB表示）和每个小区中的用户数量的函数。...
2018-09-03 cs.IT math.IT
Code-Expanded Random Access for Machine-Type Communications
在当前蜂窝标准中用于支持机器类型通信（MTC）的随机接入方法是传统的帧时隙ALOHA的衍生物，因此不能有效地支持高用户负载。受LTE中采用的随机接入方法的启发，我们提出了一种新型方法，该方法能够维持较宽的随机接入负载范围，同时保持物理层不变并在媒体接入控制层中引起微小变化。所提出的方案增加了可用的竞争资源的量，而不诉诸于增加系统资源，如竞争子帧和竞争帧。这种增加是通过创建随机访问码字将竞争空间扩展到码域来实现的。具体地，在所提出的方案中，用户通过在多个随机接入子帧中发送一个或不发送可用的LTE正交码来执行随机接入，从而创建用于竞争的接入码字。以这种方式，对于相同数量的随机接入子帧和正交码，可用竞争资源的量急剧增加，使得能够支持增加数量的MTC用户。我们提出的框架和分析所提出的代码扩展的随机访问方法，并表明我们的方法支持负载区域是目前的系统所无法达到的。
2012-07-02 cs.IT math.IT
Multiple Access Channels with Cooperative Encoders and Channel State Information
考虑了两种不同的情况下，两个用户的多址接入信道（MAC）与合作的编码器和信道状态信息（CSI）被调查：一个两个用户的MAC与公共消息（MACCM）和两个用户的MAC与会议编码器（MACCE）。对于这两种情况下，CSI是已知的编码器无论是非因果关系或因果关系的两种情况下进行了研究。对于离散无记忆信道和加性干扰的高斯信道，都建立了可扩展的速率区域。可实现的速率区域与已知的非因果关系的编码器的加性干扰的高斯模型推导出符合相同的信道没有干扰的容量区域。因此，建立了这种信道的容量区域。
2010-09-29 cs.IT math.IT
Separable Codes for the Symmetric Multiple-Access Channel
一个二进制矩阵被称为s-可分离码的析取多址信道（disj-MAC），如果集合的s列的布尔和都是不同的。组合编码理论的一个著名问题是求出disj-MAC的s-可分码的码率的上下界。在本文中，我们推广了这个问题，并讨论了无噪声对称MAC模型的q元s-可分码的速率的上界和下界，即，当在每个时刻，MAC的输出信号是其s个输入信号的对称函数时。
2018-08-02 cs.IT math.IT
A Formulation of the Channel Capacity of Multiple-Access Channel
对N用户离散无记忆多址接入信道（MAC），给出了信道容量的充分必要条件。该公式的本质是调用{ \em elementary} MAC，其中输入字母表的大小不大于输出字母表的大小。主要目的是证明MAC的信道容量是由包含在原始MAC中的基本MAC实现的。通过初等MAC的定义，证明是非常简单的。证明了基本MAC的Kuhn-Tucker条件对于信道容量是严格充分和明显必要的。后一种证明需要一些步骤，使得对于基本MAC，Kuhn-Tucker条件的每个解在所有可能的输入概率分布的域上显示其自身为局部最大值，然后其实现信道容量。结果，就信道容量而言，MAC通常可以被认为是有限数量的基本MAC的集合。
2007-08-08 cs.IT math.IT
Finite State Multiple-Access Wiretap Channel with Delayed Feedback
最近，它已被证明，时变多址接入信道（MAC）与完美的信道状态信息（CSI）在接收机和延迟反馈CSI在发送端可以被建模为有限状态MAC（FS-MAC）与延迟状态反馈，其中信道的时变的特征在于由统计的基本状态过程。为了研究多用户无线通信系统中安全传输的基本极限，考虑外部窃听者，重新研究了具有延迟状态反馈的有限状态多址窃听信道（FS-MAC-WT）.本文的主要贡献是充分利用延迟信道输出反馈有助于增加具有延迟状态反馈的FS-MAC-WT的保密率区域，并通过退化高斯衰落的例子进一步说明了本文的结果。
2018-02-18 cs.IT math.IT
Optimal Power Control in Decentralized Gaussian Multiple Access Channels
本文研究了高斯快衰落多址接入信道（MAC）下的分散功率优化问题，使得平均吞吐量和最大化。在我们的MAC设置中，每个发射机只能访问自己的衰落系数或信道状态信息（CSI），而接收机在所有时刻都有完整的CSI可用。不像集中式MAC（全CSIT MAC）的最佳功率是明确已知的，最佳分散功率的解析解似乎是不可行的。在这封信中，我们专门交替最大化（AM）方法数值计算的最佳功率和遍历容量的分散MAC一般衰落统计和平均功率约束。为了说明，我们应用我们的AM方法来计算MAC信道的容量与衰落分布，如瑞利，莱斯等。
2019-12-18 cs.IT eess.SP math.IT
Performance Analysis of 2-Step Random Access with CDMA in Machine-Type Communication
在机器类型通信（MTC）中从4步随机接入到2步随机接入的转变中存在增长的兴趣，因为2步随机接入非常适合于各种物联网（IoT）应用中的短消息递送。在本文中，我们研究了一个2步随机接入方法，使用码分多址（CDMA）形成多个信道的数据包传输的扩频因子小于信道数。结果，在2步随机接入中的数据传输阶段的长度可以以多用户干扰为代价而缩短。为了了解数据传输相位长度的减少如何提高频谱效率，我们推导了吞吐量和频谱效率。从分析的结果中，我们可以表明，基于CDMA的两步随机接入方法可以有一个更高的频谱效率比传统的两步方法与正交信道分配，这意味着MTC的性能可以通过成功地发送更多的数据包每单位时间使用CDMA。仿真结果也证实了这一点。
2020-12-29 cs.IT eess.SP math.IT
An Investigation of the Compressed Sensing Phase in Unsourced Multiple Access
针对物联网中无源多址接入的压缩感知阶段，研究稀疏贪婪算法性能，发现OMP和gOMP最具竞争力，并给出最优设置指导。
2024-02-05 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Channel MAC Protocol for Full-Duplex Cognitive Radio Networks with Optimized Access Control and Load Balancing
在本文中，我们提出了一个多信道全双工媒体访问控制（MAC）协议的认知无线电网络（MFDC-MAC）。我们的设计利用的事实，全双工（FD）的次要用户（SU）可以执行频谱感知和访问的同时，我们采用随机动态信道选择的信道之间的负载均衡和标准的退避机制的竞争解决方案在每个可用的信道。然后，我们开发了一个数学模型来分析所提出的MFDC-MAC协议的吞吐量性能。此外，我们研究了协议配置优化，以最大限度地提高网络吞吐量，我们表明，这种优化可以在两个步骤中进行，即优化的接入和传输参数的每个信道和优化的信道选择概率的用户。这种优化旨在实现FD收发器的有效自干扰管理、感测开销控制以及信道之间的负载均衡。数值结果表明不同的协议参数的影响和参数优化的吞吐量性能的重要性，以及显着的性能增益相比，传统的设计所提出的设计。
2016-02-01 cs.DC cs.IT cs.NI
