Coordinated Multi Point Transmission and Reception for Mixed-Delay Traffic
本文分析了在干扰网络上同时传输延迟敏感和延迟容忍数据的复用增益。在所考虑的模型中，只有延迟容忍数据可以从协调多点（CoMP）传输或接收技术中获益，因为延迟敏感数据必须在没有进一步延迟的情况下传输。延迟容忍数据的传输也受到延迟约束，然而延迟约束比延迟敏感数据的延迟约束不那么严格。不同的编码方案，提出了相应的MG对延迟敏感和延迟容忍的数据的特点为Wyner的线性对称网络和Wyner的二维六边形网络，并没有扇区化。对于Wyner的线性对称的信息理论的逆也成立，并证明是准确的，只要合作率足够大或延迟敏感MG是小或中等。这些结果表明，Wyner的对称线性网络和足够大的合作率，最大的MG延迟敏感的数据可以实现不惩罚的最大总和MG的延迟敏感和延迟容忍的数据。类似的结论只适用于Wyner的六边形网络的模型与扇区。在没有扇区化的模型中，每当坚持一个正的延迟敏感MG时，就会在总MG中产生一个惩罚。
2020-12-14 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Wireless Sensor Networks: Delay Analysis Considering Energy Costs of Sensing and Transmission
能量收集（EH）提供了一种大大提高无线传感器节点寿命的方法。然而，EH过程中固有的随机性可能导致执行感测操作和将感测到的信息发送到信宿的显著延迟。与大多数现有的EH传感器网络的延迟性能的研究，其中只考虑传输的能量消耗，我们考虑的感知和传输的能量成本。具体来说，我们考虑一个EH传感器，监测一些状态的环境属性，并采用了一个收获，然后使用协议来执行感测和传输。为了全面地研究延迟性能，我们考虑两个互补的度量并解析地导出它们的统计：（i）更新年龄-测量从传感器获得信息到感测到的信息被成功发送到接收器所花费的时间，即，在接收器处更新的信息有多及时，以及（i i）更新周期-测量两个连续成功传输之间的持续时间，即，接收器处的信息更新的频率。我们的研究结果表明，传感能量成本的考虑导致了两个指标之间的一个重要的权衡：更频繁的更新导致在接收端提供的信息不及时。
2016-03-15 cs.IT math.IT
Information and Power Transfer by Energy Harvesting Transmitters over a Fading Multiple Access Channel with Minimum Rate Constraints
研究了在加性高斯噪声环境下衰落多址信道中的无线信息和功率同步传输问题。发射器以及接收器从环境源获取能量。我们假设发射机有两类数据要发送，即延迟敏感和延迟容忍数据。每个发射机以某个最小速率发送延迟敏感数据，而与信道条件（衰落状态）无关。此外，如果信道条件良好，则发送延迟容忍数据。{除了数据，发射器还传输功率，以帮助接收器满足其能量需求。}在这种情况下，我们表征的\textit{minimum-rate capacity region}，它提供了基本的限制，同时传输信息和功率的最低速率保证。由于现有技术的限制，这些限制在实践中可能无法实现。在文献中提出的用于SWIPT的实际接收机结构中，两种流行的架构是\textit{time switching}和\textit{power splitting}接收机。对于这些架构中的每一个，我们推导出最小速率的容量区域。我们表明，功率分配接收器，虽然更复杂，提供了一个更大的容量区域。
2016-12-13 cs.IT math.IT
Wireless Energy Harvesting in a Cognitive Relay Network
射频能量采集技术为能量受限无线通信系统提供了一种有效的能量供给方式.提出了一种新的基于多主用户（PU）的底层认知中继网络能量收集协议。在该协议中，次节点可以从主网络（PN）获取能量，同时共享PN的许可频谱。为了评估不同系统参数对所提出的网络的影响，我们首先推导了在三个重要功率约束下二次网络（SN）的中断概率的精确表达式：1）在辅助源（SS）和辅助中继（SR）处的最大发射功率，2）在每个PU接收机处允许的峰值干扰功率，以及3）从每个PU发射机到SR和到次要目的地（SD）的干扰功率。为了获得不同参数对SN成功数据传输的影响的实际设计见解，我们推导了时延敏感和时延容忍传输模式的吞吐量表达式。推导了中断概率和时延敏感吞吐量的渐近封闭式表达式，以及时延容忍吞吐量随PU收发器数目无穷大的渐近解析式.结果表明，当PU发射机位于SS附近且距离SR和SD足够远时，中断概率提高。我们的结果还表明，当PU发射机的数量很大时，来自PU发射机的干扰的有害影响超过了从PU发射机收集的能量的益处。
2016-01-10 cs.IT math.IT
Delay Optimal Scheduling for Energy Harvesting Based Communications
近年来，绿色通信引起了越来越多的研究兴趣。源节点配备可充电电池，可以从周围环境中获取能量，并依靠这种免费的可再生能源来传输数据包。然而，由于来自收获的可用能量的不确定性，如果源总是等待收获的能量，则可能引起不可容忍的大延迟和分组丢失。为了克服这个问题，一个可靠的能源（RES）可以采取及时交付积压的数据包。在本文中，我们研究了由容量有限的电池和一个RES一起存储收集的能量的突发通信链路的延迟最优调度问题。所提出的调度方案优先使用收集的能量，并在必要时基于数据和能量共享过程诉诸RES，具有来自RES的平均功率约束。通过二维马尔可夫链建模和线性规划公式，我们导出最优的基于阈值的调度策略以及相应的传输参数。我们的研究包括三个示例性的情况下，捕捉数据包到达过程和能量收集能力之间的一些重要关系。我们的理论分析证实了仿真结果。
2013-08-23 cs.ET cs.IT math.IT
Performance Analysis for Energy Harvesting Communication Systems: From Throughput to Energy Diversity
基于能量收集的通信因其广泛的应用和商业化的可行性而引起了人们极大的研究兴趣。在本文中，我们考虑在发射机的EH约束的无线通信。首先，对于延迟容忍的流量，我们调查的长期平均吞吐量最大化的问题和分析比较的吞吐量性能对传统电源支持的系统。其次，对于延迟敏感的业务，我们分析了中断概率通过研究其渐近行为在高能量到达率制度，其中的能量分集的新概念被正式引入。此外，我们表明，中断概率接近零的速度，称为能量分集增益，根据不同的电源模式。
2015-12-02 cs.IT math.IT
Age Minimization in Energy Harvesting Communications: Energy-Controlled Delays
我们考虑一个能量收集源，它从物理现象中收集测量值，并在通信会话时间内将更新发送到目的地。更新引起传输延迟，该延迟是在其传输中使用的能量的函数。每次更新使用的传输能量越多，它到达目的地的速度就越快。我们的目标是以及时的方式传输更新，即，使得信息的总年龄在通信会话结束时最小化，受到能量因果关系约束。我们考虑这个问题的两个变化。在第一种设置中，源控制测量更新的数量、它们的传输时间以及在它们的传输中使用的能量的量（其管理它们的延迟或服务时间）。在第二种设置中，测量更新随时间从外部到达，因此更新的数量变得固定，代价是向问题添加数据因果关系约束。我们在这两种设置的年龄最小的政策的特点，并讨论了年龄的信息度量的关系，在能量收集文献中使用的其他指标。
2017-12-11 cs.IT cs.NI eess.SP
Network Capacity Region and Minimum Energy Function for a Delay-Tolerant Mobile Ad Hoc Network
我们研究了两个数量的兴趣在一个延迟容忍的移动ad hoc网络：网络容量区域和最小能量函数。网络容量区域被定义为考虑所有可能的调度和路由算法的网络能够稳定支持的所有输入速率的集合。在这个区域中的任何输入速率矢量，最小能量函数建立所需的最小时间平均功率来支持it.In这项工作中，我们考虑了一个小区划分的延迟容忍移动ad hoc网络一般马尔可夫移动模型。这个简单的模型结合了无线传输的局部性和节点移动性的基本特征，使我们能够准确地计算相应的网络容量和最小能量函数。此外，我们提出了简单的计划，提供性能保证，是任意接近这些界限的成本增加的延迟。
2011-01-10 cs.IT cs.NI math.IT
Enhanced HARQ for Delay Tolerant Services in Mobile Satellite Communications
我们的论文的目的是提高效率（在吞吐量或系统容量方面）的移动卫星通信。在这种情况下，我们提出了一种增强的混合自动重传请求（HARQ）的延迟容忍服务。我们的建议使用的互信息的估计。我们评估所提出的方法的性能为陆地移动卫星信道通过模拟。与经典的增量冗余（IR）HARQ方案所获得的结果进行比较。我们提出的技术，表现出更好的性能，在效率方面，同时保持一个可接受的延迟服务。
2015-03-17 cs.IT cs.NI math.IT
A One-Hop Information Based Geographic Routing Protocol for Delay Tolerant MANETs
延迟和中断容忍网络（DTN）可能缺乏连续的网络连接。因此，DTN中的路由是一个挑战，因为它必须处理网络分区，长延迟和动态拓扑。与此同时，传统的移动自组织网络（MANET）的路由协议不能很好地工作，因为它的假设，大多数网络连接是可用的失败。在这篇文章中，提出了一个地理路由协议的MANNETWORK在延迟容忍的情况下，通过使用不超过一跳的信息。设计了一个效用函数来实现欠控制复制策略。为了减少消息泛滥所造成的开销，我们采用了一个标准来评估消息的冗余程度。因此，一个消息冗余处理机制被添加到我们的路由协议。大量的仿真结果表明，当节点移动速度较低时，该路由协议在引入可接受的网络开销率的同时，在投递率和平均跳数方面优于Epidemic、Spray and Wait、FirstContact等协议.
2017-06-21 cs.IT cs.NI math.IT
Packet Speed and Cost in Mobile Wireless Delay-Tolerant Networks
提出并分析了一种移动无线时延容忍网络（DTN）模型，该模型中，无限多个节点最初按照均匀泊松点过程（PPP）放置在R^2上，然后沿着由线段组成的轨迹相互独立地移动，在形成泊松过程的时刻改变移动方向，每次从任意分布中选择一个新的移动方向;所有节点保持恒定速度。单个信息分组根据广泛类别的可能路由规则的成员，使用无线传输和在节点缓冲器上的逗留朝向给定方向行进。对于这个模型，我们计算的长期平均值的速度与数据包向其目的地和无线传输成本的累积率。由于问题的复杂性，我们采用两个直观的，简化的近似;模拟验证，近似误差通常很小。我们的研究结果量化的基本权衡存在于移动无线DTNs之间的数据包速度和数据包传输成本。这里开发的框架是通用的和多功能的，可以作为进一步调查的起点。
2018-02-28 cs.IT math.IT
Age of Information in a Multiple Access Channel with Heterogeneous Traffic and an Energy Harvesting Node
信息时代（AoI）是一个新出现的概念和度量数据新鲜度的指标。在这项工作中，我们研究的延迟和AOI在多址信道（MAC）与两个源节点发送不同类型的数据到一个共同的目的地。第一节点是网格连接的，并且其数据分组以突发方式到达，并且在每个时隙，其以一定概率发送一个分组。另一个能量收集（EH）传感器节点每当被充电时以一定概率生成新的状态更新。我们推导出的电网连接的节点和EH传感器的AoI的延迟作为系统中的不同参数的函数。结果表明，相互干扰对两个节点的时延和老化性能有着重要的影响。
2019-03-12 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis of a Delay-Tolerant Data Harvest Architecture Leveraging Low Earth Orbit Satellite Networks
本文提出基于Cox点过程的LEO卫星容迟数据收集网络模型，推导服务时间比例、过境上传量、容量与延迟分布等指标。
2024-08-09 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning-Aided Delay-Tolerant Zero-Forcing Precoding in Cell-Free Massive MIMO
在无小区大规模多输入多输出（CFmMIMO）的背景下，迫零预编码（ZFP）在频谱效率方面是优越的。然而，由于前传和处理延迟，它遭受信道老化。在本文中，我们提出了一种鲁棒的方案，即延迟容忍迫零预编码（DT-ZFP），它利用深度学习辅助信道预测来减轻过时的信道状态信息（CSI）的影响。由一组用户特定的预测模块组成的预测器是专门为这种多用户场景设计的。利用由预测时域带来的自由度，可以并行化通过前传网络的CSI和预编码数据的递送以及通过空中接口的用户数据和导频的传输。因此，DT-ZFP不仅有效地对抗信道老化，而且避免了CFmMIMO中规范ZFP的低效停止和等待机制。
2022-10-11 cs.IT eess.SP math.IT
Spectrum sharing in energy harvesting cognitive radio networks: A cross-layer perspective
在本文中，我们提出了一个跨层的观点，在能量收集认知无线电网络（CRN）的数据传输。研究了在考虑采集能量、数据产生、信道状态和电价随机性的情况下，时延最优功率分配问题。为了保证主用户（PU）的传输，其信号干扰比（SIR）应不小于一个阈值。每个用户，包括PU以及次级用户（SU），具有能量收集设备，并且PU还可以购买电网电力。每个用户都是理性和自私的，以最小化自己的缓冲延迟。我们制定了一个随机Stackelberg游戏的双层方式。通过重写目标和约束解耦后，得到了等价的易处理重构。首先给出了求解下层SU非合作随机博弈的纳什均衡（NE）的分布式算法。在此基础上，讨论了PU和SU之间不存在信息交换的随机Stackelberg对策。设计了分布式迭代算法。在此基础上，提出了一种分布式在线算法。最后通过仿真验证了算法的正确性和有效性。
2017-07-07 cs.IT math.IT
Throughput Maximization for the Gaussian Relay Channel with Energy Harvesting Constraints
本文考虑在无线协作通信中使用能量采集器，而不是传统的时不变能量源。为了便于阐述，我们研究了经典的三节点高斯中继信道，其中源节点和中继节点利用能量收集源的能量进行传输.假设一个确定性EH模型下的能量到达时间和收获量是已知的传输之前，吞吐量最大化问题在有限的地平线上的$N$传输块进行了研究。特别地，考虑具有不同延迟约束的两种类型的数据业务：延迟约束（DC）业务（对于其，在目的地处仅允许一个块解码延迟）和无延迟约束（NDC）业务（对于其，允许多达$N$块的任意解码延迟）。对于DC的情况下，我们表明，随着时间的推移，联合源和中继功率分配是必要的，以实现最大的吞吐量，并提出了一个有效的算法来计算最佳的功率配置文件。对于NDC的情况下，虽然吞吐量最大化问题是非凸的，我们证明了分离原则的源和中继功率分配问题的最优性，在此基础上，两阶段的功率分配算法的开发，分别获得最佳的源和中继功率配置文件。此外，我们还比较了DC和NDC情形，得到了NDC情形严格优于DC情形的充分必要条件。结果表明，NDC传输是能够利用一种新形式的多样性所产生的独立源和中继能量可用性随着时间的推移在合作通信，称为“能量分集”，即使与时不变的信道。
2012-05-18 cs.IT math.IT
Relaying Protocols for Wireless Energy Harvesting and Information Processing
一个新兴的解决方案，延长寿命的能量受限的中继节点在无线网络中是利用周围的射频（RF）信号，并同时收获能量和处理信息。在本文中，放大和转发（AF）中继网络被认为是一个能量受限的中继节点收获能量从接收到的RF信号，并使用收获的能量转发源信息到目的地。基于时间交换和功率分配接收机架构，提出了两种中继协议，即i）基于时间交换的中继（TSR）协议和ii）基于功率分配的中继（PSR）协议，以使得能够在中继处进行能量收集和信息处理。为了确定吞吐量，中断概率和遍历容量的解析表达式推导出延迟限制和延迟容忍传输模式，分别。数值分析提供了实际的洞察各种系统参数，如能量收集时间，功率分配比，源传输速率，源中继距离，噪声功率和能量收集效率，对无线能量收集和信息处理使用AF中继节点的性能的影响。特别地，TSR协议在相对低的信噪比和高传输速率下的吞吐量方面优于PSR协议。
2013-06-25 cs.IT math.IT
Finite Horizon Online Lazy Scheduling with Energy Harvesting Transmitters over Fading Channels
延迟调度（lazy scheduling）是一种已知的能量有效传输方法，即根据数据业务将发射功率和速率设置得尽可能低，以满足延迟约束.本文讨论了有限时隙传输窗口上的在线延迟调度问题，并介绍了获得接近最优性能的低复杂度算法.特别地，本文将能量收集系统的惰性调度问题推广到同时处理数据包到达、能量收集和时变信道过程。时隙制定的问题和描述其离线的最优解提供了明确的表达式，允许获得良好的在线政策和算法。
2013-12-17 cs.IT math.IT
MPAR: A Movement Pattern-Aware Optimal Routing for Social Delay Tolerant Networks
社交延迟容忍网络是由具有社交特性的移动设备组成的一种特殊的延迟容忍网络。现有路由算法的研究成果往往对每个中继节点的可用收益进行单独评估，无法从全局角度实现路由算法的全局最优性能。在本文中，我们提出了一个运动模式感知最优路由（MPAR）的SDTN，通过选择最佳的中继节点设置为每个消息，这最终基于运行一个搜索算法的超立方体的解决方案空间。具体地，可以从节点的移动记录中提取一组节点的移动模式。然后得到中继节点集合和目的节点的共同访问位置集合，通过该集合可以进一步评估中继节点集合的共同交付概率。在寻找最优中继节点集的过程中，采用了局部搜索和禁忌搜索两种策略，并证明了基于禁忌搜索的Tabu-MPAR路由算法能够引导中继节点集向最优中继节点集演化.我们演示了如何通过大量的模拟，合成SDTN移动模型的基础上，MPAR算法显着优于以前的。
2017-06-21 cs.IT cs.NI math.IT
Interference Networks with Random User Activity and Heterogeneous Delay Constraints
针对物联网系统中随机用户活动与异构时延业务的理论框架需求，提出干扰网络下的编码方案与信息论逆结果，推导两类网络的复用增益区域界，表明收发协作可降低时延敏感业务的增益损失甚至提升总增益。
2023-10-07 cs.IT math.IT
Information Propagation Speed in Mobile and Delay Tolerant Networks
本文的目标是增加我们对移动和延迟容忍网络（DTNs）的基本性能限制的理解，其中端到端的多跳路径可能不存在，通信路由可能只能通过时间和移动性。我们使用分析工具，推导出通用的理论上界的信息传播速度在大规模的移动和间歇连接的网络。换句话说，我们上限的最佳性能，在延迟方面，可以实现使用任何路由算法。然后，我们将展示我们的分析如何应用于特定的流动性和图形模型，以获得特定的分析估计。特别是，在二维网络中，当节点以最大速度$v$移动，其密度$ν$是小的（网络是稀疏的，肯定断开），我们证明了信息传播速度的上界由（$1+O(ν^2))v$在随机路点模型，而它的上界由$O(\sqrt{νv} v)$为其他移动模型（随机行走，布朗运动）。我们还提出了模拟，确认在这些情况下的界限的有效性。最后，我们将我们的结果推广到一维和三维网络。
2009-03-06 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless Information Transfer with Opportunistic Energy Harvesting
能量收集是延长能量受限的无线网络的操作的有前途的解决方案。特别是，从环境无线电信号中收集能量，即无线能量收集（WEH），最近引起了极大的关注。在本文中，我们考虑一个点到点的无线链路在窄带平坦衰落信道受到时变的同信道干扰。假设接收器没有固定的电源，因此需要通过WEH机会性地从发射器发送的非预期干扰和/或预期信号中补充能量。我们进一步假设一个单天线接收机，由于实际电路的限制，只能解码信息或收获能量在任何时候。因此，重要的是研究接收机何时应该基于瞬时信道和干扰条件在信息解码（ID）和能量收集（EH）这两种模式之间切换。在本文中，我们推导出最佳的模式切换规则在接收器，以实现各种无线信息传输和能量收集之间的权衡。具体地说，我们确定的最小传输中断概率的延迟有限的信息传输和最大遍历容量的无延迟有限的信息传输与最大平均能量收获在接收端，其特征在于所谓的“中断能量”区域和“率能量”区域的边界，分别。此外，当信道状态信息（CSI）是已知的情况下，在发送端，我们研究的联合优化的发送功率控制，信息和能量传输调度，以及接收机的模式切换。我们的研究结果提供了有用的指导方针，为新兴的无线通信系统的设计提供动力的机会WEH。
2012-10-31 cs.IT math.IT
Interference-Aided Energy Harvesting: Cognitive Relaying with Multiple Primary Transceivers
我们考虑一个频谱共享的情况下，一个次级发射机（ST）通过解码和转发次级中继（SR）与其目的地通信的干扰存在下，从多个主发射机。SR从接收到的包括主要干扰的射频信号中获取能量，并使用它将信息转发到次要目的地。继电器采用时间切换策略，随着时间的推移在能量收集和信息解码之间切换。在ST和SR的主要中断约束和峰值功率约束下，为了确定平均次级吞吐量，我们推导出精确的次级中断概率和遍历容量的解析表达式，分别表征延迟限制和延迟容忍传输。我们还研究了主收发器的数量和峰值功率约束对最佳能量收集时间的影响，最大限度地提高了次级吞吐量。通过利用主干扰作为能量源，与为了能量收集目的而忽略主干扰的情况相比，次级网络实现了更好的吞吐量性能。最后，我们考虑的情况下，ST也收获能量从主传输和比较其吞吐量性能与非能量收获ST的情况下。
2017-07-14 cs.IT cs.NI math.IT
A Delay-Optimal Packet Scheduler for M2M Uplink
在本文中，我们提出了一个延迟最优的分组调度器，用于处理M2M应用服务器（AS）的M2M上行链路流量。由于上行链路业务的时延异质性，我们将其分为延迟容忍和延迟敏感业务。然后，我们映射不同的延迟要求，每一类的数据包延迟的sigmoidal函数，并制定一个效用最大化的问题，结果在一个比例公平的延迟最优调度。我们注意到，解决这个优化问题相当于解决每个类的最佳时间分数（抢占）优先级，使其最大化系统效用。利用Monte-Carlo模拟AS的排队过程，我们验证了最优调度器的分析结果的正确性，并表明它优于其他国家的最先进的分组调度器，如加权轮循，最大权重调度器，公平调度器和优先级调度。我们还注意到，在较高的流量到达率，建议的调度结果在一个接近最小的延迟方差的延迟敏感的流量，这是非常可取的。这是以延迟容忍业务的延迟方差稍高为代价的，延迟容忍业务由于其延迟容忍性质而通常是可接受的。
2016-07-17 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Analysis of a MIMO System with Bursty Traffic in the presence of Energy Harvesting Jammer
本文探讨了在瑞利衰落环境下，多天线在减轻干扰攻击中的作用。假设干扰机具有能量收集能力，其中能量根据伯努利过程到达。中断概率推导出不同的假设在发射机和接收机的天线数量。还推导了Alamanti空时码的中断概率。这项工作的特点，考虑到随机到达的数据和能量在发射机和干扰机，分别为不同的天线配置的平均服务率。在许多实际应用中，延迟和及时更新是重要的，因此，延迟和平均信息年龄（AAoI）是要考虑的有意义的指标。工作特点这些指标下的干扰攻击。有限和无限能量的电池大小在干扰机上的各种性能指标的影响也进行了探讨。两个优化问题被认为是探讨干扰攻击下AAoI和延迟之间的相互作用。此外，我们的结果表明，即使在干扰攻击下，Alamouti码也可以显着提高系统的性能，并且功率预算较小。本文还演示了如何开发的结果可以是有用的多用户场景。
2021-10-14 cs.IT math.IT
Delay-Tolerant Constrained OCO with Application to Network Resource Allocation
University of Toronto（多伦多大学）；Ontario Tech University（安大略理工大学）；Ericsson Canada（爱立信加拿大公司）
我们考虑在线凸优化（OCO）与多时隙反馈延迟，其中一个代理作出一系列的在线决策，以尽量减少积累的时变凸损失函数，受到短期和长期的约束，可能是时变的。当前凸损失函数和长期约束函数只有在决策完成后才能向智能体揭示，并且它们可能会延迟多个时隙。现有的工作OCO在这个一般的设置集中在静态后悔，它衡量的差距之间的损失在线决策序列和离线基准，是固定的。在这项工作中，我们认为静态遗憾和更实际的有意义的动态遗憾，其中的基准是一个随时间变化的序列的每槽优化。我们提出了一种高效的算法，称为延迟容忍约束OCO（DTC-OCO），它使用了一种新的约束惩罚与双重正则化，以解决信息反馈和决策更新之间的矛盾。我们推导出上界的动态遗憾，静态遗憾，约束违反，证明他们是次线性温和的条件下。我们进一步应用DTC-OCO一般的网络资源分配问题，这出现在许多系统，如数据网和云计算。仿真结果表明，DTC-OCO在已知的最佳替代品的显着的性能增益。
2021-05-09 cs.IT cs.LG math.IT
Distributed Power Control for Delay Optimization in Energy Harvesting Cooperative Relay Networks
我们考虑与能量收集（EH）中继协作通信，并开发了一个分布式的中继终端的功率控制机制。与主要处理具有饱和业务流的单中继系统的现有技术不同，我们解决了由多个半双工EH中继协作转发的突发数据到达源的情况。我们的目标是优化的长期运行的平均延迟的源数据包的能量中性约束下，每个中继的功耗。虽然EH继电器系统主要使用离线或在线方法进行优化，但我们采用了更现实的学习理论方法。因此，我们的计划可以部署为实时操作，而不假设非因果信息的信道实现，数据/能量到达所需的离线优化，也不依赖于精确的统计系统的过程是在线优化的情况下。我们制定的问题作为一个部分可观察的相同的支付随机博弈（PO-IPSG）与因子控制器，其中每个中继的功率控制策略是自适应的本地源到中继/中继到目的地的信道状态，其本地能量状态以及源缓冲区状态信息。我们推导出一个多智能体强化学习算法，该算法收敛于PO-IPSG的局部最优解。所提出的算法没有显式的中继之间的消息交换，同时只引起很少的源中继信令开销。通过仿真，我们对比了所提出的方法与现有的吞吐量最大化的算法的延迟性能。结果表明，与这些算法相比，本文所采用的系统方法具有较小的次优差距，一旦对一个集中的最优策略武装与完美的统计。
2018-10-24 cs.GT cs.IT cs.NI
Source-Channel Coding under Energy, Delay and Buffer Constraints
研究了能量受限的无线传感器节点的信源-信道编码.传感器节点观察独立的高斯源样本的方差随时隙变化，并通过平坦衰落信道发送到目的地。衰落在每个时隙期间是恒定的。压缩样本存储在有限大小的数据缓冲器中，并且需要在最多$d$时隙中传送。我们的目标是设计最佳的传输策略，即最佳的功率和失真分配，在时隙，使在目的地的平均失真最小化。特别是，各种能量约束的最优传输策略进行了研究。首先，电池供电的系统中，传感器节点有一个有限的能量在开始传输的影响。然后，能量收集的影响，处理和采样的能量成本被考虑。对于每个能量约束，一个凸优化问题，制定和最优传输策略的属性。对于严格延迟情况，给出了$d=1$、$2D$充水解释。数值结果来说明最优传输策略的结构，分析延迟约束，数据缓冲区大小，能量收集，处理和采样成本的影响。
2014-08-11 cs.IT math.IT
On Space-Time Capacity Limits in Mobile and Delay Tolerant Networks
我们调查的基本容量限制的时空旅程的信息在移动和延迟容忍网络（DTNs），其中信息是由移动节点传输或携带，使用存储-携带-转发路由。我们定义了旅行的容量（即，从源到目的地的空间和时间中的路径）作为在给定行程中可以从源传送到目的地的最大数据量。结合一个随机模型（传送所有可能的旅程）和分析的持续时间的节点的遭遇，我们研究的行程，最大限度地提高时空信息的传播能力，比特米每秒的属性。更具体地说，我们提供了理论上的信息传播速度的下限和上限，作为行程容量的函数。在随机路点类模型的特定情况下（即，当节点在改变方向之前移动网络域大小的数量级的距离时），我们表明，对于相对大的行程容量，信息传播速度与移动节点速度具有相同的数量级。这意味着，令人惊讶的是，在稀疏但大规模的移动DTNs中，以比特米每秒为单位的空时信息传播容量保持与移动节点速度和传输数据束的大小成比例，当束相对较大时。我们还验证了我们所有的分析界限是准确的，在几个模拟场景。
2009-12-17 cs.IT cs.NI math.IT
Online Ski Rental for ON/OFF Scheduling of Energy Harvesting Base Stations
小小区基站（SBS）与传统宏小区基站的共存是提高蜂窝网络容量和覆盖的一种有前途的方法。然而，通过病毒式部署SBS来增加网络密度会显著增加能耗。为了减少对不可持续能源的依赖，可以采用完全依赖能量收集的自供电SBS。由于能量到达的不确定性和能量存储系统的有限容量，自供电SBS必须智能地优化其ON和OFF调度。本文研究了在能量收集不确定性条件下，以最小化网络的能量消耗和传输时延组成的运营成本为目标的自供电基站的开/关调度问题.对于原问题，我们证明了一个算法可以解决这个问题的说明性的情况下。为了降低原问题的复杂性，提出了一个近似。为了解决近似问题，滑雪租赁框架，一个强大的在线优化工具，提出了一种新的方法。使用这种方法，每个SBS可以有效地自主决定其ON/OFF时间表，而无需任何关于未来能量到达的先验信息。通过竞争分析，提出了确定性在线算法（DOA）和随机化在线算法（ROA）。在近似问题中，ROA可以达到最优的竞争比。仿真结果表明，与基线方法相比，ROA可以产生性能增益达到15.6%，减少SBS的总能耗和高达20.6%，在每SBS网络延迟减少。结果揭示了影响SBS的ON时间的基本方面，同时表明，与基线方法相比，拟议的ROA可以降低高达69.9%的总成本。
2017-03-11 cs.IT math.IT
Improved Contact Graph Routing in Delay Tolerant Networks with Capacity and Buffer Constraints
Mitsubishi Electric Research and Development Centre Europe（三菱电机欧洲研究与开发中心）
本文提出改进接触图路由算法，通过接触分裂和边修剪操作，在路由搜索前或期间考虑容量和缓冲约束，以优化交付时间。
2026-03-07 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Random Access and Random Spectrum Sensing for an Energy Harvesting Cognitive Radio
我们考虑具有能量收集能力的次级用户。我们设计的接入方案的次级用户，其中包括随机频谱感知和随机接入，并利用主自动重传请求（ARQ）反馈。获得的感测和访问概率，使得辅助吞吐量最大化的约束下，主要和次要队列是稳定的，并且主要的排队延迟保持低于一个指定的值，需要保证一定的服务质量（QoS）的主要用户。我们认为频谱感知错误，并假设多包接收（MPR）的能力。数值结果表明，我们提出的系统的随机接入系统的增强性能，并证明利用主反馈的好处。
2012-08-28 cs.IT cs.NI math.IT
A Cross-layer Perspective on Energy Harvesting Aided Green Communications over Fading Channels
我们考虑能量收集绿色网络中物理层的功率分配和上层应用层的缓冲延迟。可靠传输所需的总功率包括传输功率和电路功率。收集的电力（其存储在电池中）和电网电力构成电力资源。从上层产生的数据的不确定性，收获的能量的不确定性，和衰落信道的变化被考虑和描述为独立的马尔可夫过程。在每次传输中，发射机决定传输速率以及从电池分配的功率，其余所需功率将由电网提供。目标是在平均电网功率约束下，找到一个传输速率和电池功率的分配序列，以最小化长期平均缓冲延迟。一个随机优化问题，制定相应的，以找到这样的传输速率和电池功率序列。此外，优化问题转化为一个约束MDP问题，其策略是一个二维向量的传输速率和电池的功率分配作为其元素。我们证明了约束MDP的最优策略可以通过求解无约束MDP得到。然后重点分析了无约束平均费用MDP问题。导出了平均最优策略的结构性质。此外，我们还讨论了二维政策要素之间的关系。其次，在理论分析的基础上，给出了有限状态空间情形下求解约束最优策略的算法。此外，给出了一般状态空间下的低复杂度启发式策略。最后，在这些政策下进行仿真，以证明其有效性。
2013-11-28 cs.IT math.IT
Energy Harvesting Networks with Energy Cooperation: Procrastinating Policies
本文考虑了多终端网络的能量收集发射机节点，也能够无线传输能量或接收能量从网络中的其他节点。特别是，联合最佳的发射功率和能量传输策略，最大限度地提高总吞吐量的双向，两跳，和多个接入信道被确定。它示出的节点与无限大小的电池，延迟能量传输，直到能量需要立即在接收节点是总吞吐量最优的。集中在这样的拖延政策，而不会失去最优性，所述联合优化问题可以分解为能量转移和消耗的能量分配问题，这是解决串联。这种分解是持有有限大小的电池的情况下，以及，使用部分拖延的政策，避免电池溢出。据观察，对于两跳信道，所提出的算法有两个流体注水的解释，并为多址接入信道，它减少到一个单一的发射机的问题，总能量到达。数值结果表明，吞吐量的改善与双向能源合作没有合作和单向合作。
2015-08-20 cs.IT math.IT
Grant-Free Opportunistic Uplink Transmission in Wireless-powered IoT: A Spatio-temporal Model
环境射频（RF）能量收集作为无线功率物联网（IoT）网络的使能器而被广泛推广。本文联合特征的能量收集和数据包传输的免授权的机会上行链路物联网网络通过收集下行链路能量。为了做到这一点，联合排队论和随机几何模型被用来开发一个时空分析模型。特别是，收获的能量和数据包传输成功概率的特点是使用随机几何工具。{此外，使用二维离散时间马尔可夫链（DTMC）对每个设备进行建模。这两个维度被用于联合地跟踪去往/来自电池的所收集/耗尽的能量以及分组随时间到达/离开设备缓冲器。因此，所采用的排队模型表示空间上相互作用的队列的设备。为此，网络性能进行评估，根据数据包吞吐量，平均延迟，和平均缓冲区大小。讨论了基站（BS）密集化的影响，并提供了几个设计见解。结果表明，上行链路功率控制和机会信道接入的参数应联合优化，以最大化平均网络分组吞吐量，从而最小化延迟。
2020-11-16 cs.IT math.IT
Age-Minimal Transmission in Energy Harvesting Two-hop Networks
我们考虑一个能量收集两跳网络，其中源通过中继与目的地通信。在给定的通信会话时间期间，源从物理现象收集测量更新并将其发送到中继，中继然后将其转发到目的地。目标是尽可能及时地将这些更新发送到目的地;即，使得信息的总年龄在通信会话结束时最小化，受到源和中继处的能量因果关系约束以及中继处的数据因果关系约束。源和中继都使用固定的但可能不同的传输速率。因此，每个更新分组引起固定的非零传输延迟。我们首先解决这个问题的单跳版本，然后表明，两跳的问题是解决了治疗的源和中继节点作为一个组合节点，与一些参数变换，并解决一个单跳之间的问题，组合节点和目的地。
2017-12-06 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Random Access and Random Spectrum Sensing for an Energy Harvesting Cognitive Radio with and without Primary Feedback Leveraging
我们考虑具有能量收集能力的次级用户（SU）。我们设计的SU，其中包括随机频谱感知和随机接入，并利用主自动重传请求（ARQ）反馈的接入方案。我们研究两个问题的配方。在第一个问题的制定，我们所提出的计划的稳定区域的特征。感知和访问概率的获得，使得二级吞吐量最大化的约束下，主，二级队列是稳定的。而在第二个问题的制定，获得的感测和访问概率，使得辅吞吐量最大化的主队列的稳定性下，并保持主排队延迟低于一个指定的值，需要保证一定的服务质量（QoS）的主用户（PU）。我们认为频谱感知错误，并假设多包接收（MPR）的能力。数值结果表明，我们提出的系统的增强性能。
2014-04-27 cs.IT cs.NI math.IT
Finite-horizon Online Transmission Rate and Power Adaptation on a Communication Link with Markovian Energy Harvesting
Middle East Technical University（中东理工大学）
本文提出了一种低复杂度的在线调度策略，通过计算预期阈值来选择速率和功率水平，以在有限时间范围内最大化吞吐量，并在给定延迟下实现更高的吞吐量。
2013-05-20 cs.IT cs.SY eess.SY
Byzantine Fault Tolerant Distributed Quickest Change Detection
University of Michigan（密歇根大学）；Worcester Polytechnic Institute（伍斯特理工学院）
研究在连续和离散时间下，多传感器在存在拜占庭故障时的分布式最快变化检测问题，提出低复杂度分布式方案和集中化分组方案以恢复性能。
2014-12-29 cs.IT cs.SY eess.SY
