Optimal Relaying in Energy Harvesting Wireless Networks with Wireless-Powered Relays
在本文中，我们考虑了一个无线协作网络的能量收集中继，这是由周围的RF波，如数据包收集的能量供电。在任何给定时间，继电器在能量收集（EH）模式或数据解码（DD）模式下操作，但不能同时在两者下操作。在中继器处保持单独的能量和数据缓冲器，以分别存储所收获的能量和解码的数据分组。在本文中，我们优化的时间切换策略，切换之间的EH模式和DD模式，以最大限度地提高系统的吞吐量或最小化的平均传输延迟。静态和动态的时间切换策略。特别地，静态策略是其中以预定概率选择EH或DD模式的策略。相反，在动态策略中，根据数据和能量缓冲器的状态动态地选择模式。我们证明了吞吐量最优的静态和动态策略保持中继数据缓冲区在稳定的边界。更具体地说，我们表明，吞吐量最优的动态策略具有基于阈值的结构。此外，我们证明了延迟最优的动态策略也有一个基于阈值的结构，并保持在中继最多一个数据包。我们注意到，在大多数情况下，延迟最优和吞吐量最优的动态策略是一致的。然而，这是不正确的最优静态政策。最后，通过大量的数值结果，我们显示了最优动态策略的效率相比，在不同的条件下的静态。
2017-06-04 cs.NI
Maximizing Throughput with Routing Interference Avoidance in RIS-Assisted Relay Mesh Networks
本文针对RIS辅助中继网状网络，建立基于波束几何参数的干扰分析模型，提出传输调度启发式与吞吐量最大化优化方法，揭示干扰影响并给出有效路径选择策略。
2024-02-13 cs.NI
Inband device-to-device relays in cellular networks
提出了一种新的蜂窝网络中两跳机会中继的设计，以提高吞吐量为目标。我们建议在蜂窝系统中使用空闲UE，该蜂窝系统具有到基站的更好的信道，以中继活动UE的业务。所提出的关键思想之一是将（仅）上行链路频谱用于接入链路，以及用于管理接入链路与回程链路之间的干扰的对应干扰管理方案。所提出的算法和架构示出了110%的中位吞吐量增益的下行链路和40%的上行链路在根据3GPP方法进行的系统仿真。
2015-10-08 cs.NI
Performance analysis of an opportunistic relay selection protocol for multi-hop networks (Technical report)
在本技术报告中，我们分析了多跳线路网络的干扰感知机会中继选择协议的性能，该协议基于以下简单规则：节点总是在有数据包时发送，除非线路上的后续节点正在发送。我们推导出解析的饱和吞吐量和端到端的延迟为两个和三个跳网络，并提出了更高的跳数的仿真结果。在三跳的情况下，我们确定的吞吐量最佳中继位置。
2012-07-17 cs.NI
Throughput capacity of two-hop relay MANETs under finite buffers
自Grossglauser和Tse [1]的开创性工作以来，两跳中继算法及其变体由于其简单性和效率而在移动自组织网络（MANDO）中具有吸引力。然而，大多数文献假设每个节点的缓冲区大小是无限的，这显然是不适用于现实的移动自组网。在本文中，我们专注于精确的吞吐量能力的两跳中继移动自组网下的实际有限中继缓冲区的情况下的研究。充分刻画了中继队列的到达过程和离开过程，并给出了一个遍历马尔可夫链框架。在此框架下，我们得到了中继队列的极限分布，并推导出任意中继缓冲区大小下的吞吐量。大量的仿真结果验证了我们的理论框架，并探讨了吞吐量容量，中继缓冲区大小和节点数之间的关系。
2015-09-23 cs.IT cs.NI cs.PF
Buffer Aided Relaying Improves Both Throughput and End-to-End Delay
由于系统吞吐量的提高，缓冲器辅助中继近年来引起了人们的广泛关注。然而，通常认为的副作用是在中继节点处的缓冲导致分组延迟的增加。在本文中，我们研究了缓冲中继对用户数据的端到端延迟的影响，从他们到达源的时间，直到交付到目的地。我们使用简单的讨论来提供对系统中数据包的整体等待时间的见解。通过研究伯努利分布信道条件，并使用直观的概括，我们得出结论，在中继使用缓冲区不仅提高了吞吐量，但具有讽刺意味的是，端到端的延迟以及。在实际系统中的计算机模拟证实了上述结果。
2015-03-09 cs.IT cs.NI math.IT
Maximum Throughput Opportunistic Network Coding in Two-Way Relay Networks
在本文中，我们研究了双向中继网络众所周知的吞吐量的优点。特别是，我们研究了基本的吞吐量延迟权衡在双向中继网络中使用机会网络编码。我们描述了最佳的机会网络编码策略，最大限度地提高总网络吞吐量的平均数据包延迟约束。为此，首先，我们考虑一对节点通过一个共同的中继通信，并开发了一个二维的马尔可夫链模型捕捉缓冲区的长度状态在两个节点。其次，我们制定了一个优化问题的延迟约束的最优吞吐量。利用问题的结构，可以将其转化为线性规划问题。第三，我们比较了两个基线方案的最优策略，并显示其优点，吞吐量，平均延迟和功耗。首先，最优策略在吞吐量、延迟和功耗方面显著优于第一基线。此外，它优于第二基线的平均延迟和功耗的非对称流量到达率。
2015-02-10 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Throughput Trade-offs in a Wireless Sensor Network with Mobile Relay
在本文中，我们分析了在无线传感器网络中的链路能量和吞吐量之间的权衡。我们感兴趣的应用程序是一个，其中一些低功耗的传感器需要无线通信的测量到一个通信汇，或目的地节点，通信到中央处理器。我们专注于一个特定的传感器源，并考虑的情况下，到目的地的距离是超过峰值功率的源。需要一个中继节点。可以调整传感器和中继器的传输能量，以使从传感器源到目的地的连接的给定吞吐量的总能量最小化。我们引入了一个有界随机游走模型的传感器和目的节点之间的中继移动，并使用马尔可夫稳态分析的总传输能量和吞吐量性能的特点。基于总能量和吞吐量之间的权衡，我们提出了一个新的分时协议，利用移动的中继，以减少总能量。我们证明了分时的有效性，最大限度地减少总能耗，同时实现吞吐量的要求。然后，我们表明，分时方案比流行的睡眠方式方案更节能。
2014-03-24 cs.IT cs.NI math.IT
Towards the Maximum Traffic Demand and Throughput Supported by Relay-Assisted mmWave Backhaul Networks
本文研究中继辅助毫米波回程网络的吞吐量性能问题。在树型回程网络中，通过不同网络设置下的线性规划，已经找到了小小区基站（BS）的最大业务需求和宏小区BS处的最大吞吐量，其涉及BS上可用的无线电链路的数量和回程网络中逻辑链路之间的干扰关系。针对密集城市环境中中继辅助的毫米波回程网络，提出了一种新的干扰模型，该模型证明了毫米波定向通信的有限干扰足迹。此外，调度算法的开发，以找到最佳的调度树型毫米波回程网络。大量的数值分析和仿真进行了展示和验证的网络吞吐量性能和调度算法。
2022-02-22 cs.NI cs.SY eess.SY
Cooperative Access in Cognitive Radio Networks: Stable Throughput and Delay Tradeoffs
本文研究和分析了认知无线电系统中协作多址接入的基本吞吐量-时延权衡问题。我们专注于类的随机合作政策，从而次要用户（SU）服务于自己的数据队列或队列的主要用户（PU）中继数据与一定的服务概率。所提出的策略为用PU延迟交换增强的SU延迟打开了空间。为了实现这一目标，在系统中所涉及的队列的稳定性条件。此外，矩生成函数的方法来推导出封闭形式的表达式，由两个用户的数据包所遇到的平均延迟。结果表明，合作扩大了稳定的吞吐量区域的系统，显着减少在两个用户的延迟。此外，我们量化的SU延迟下所提出的政策，在传统的中继，给予严格的优先级的中继队列方面获得的收益。
2014-04-24 cs.NI
Wireless Network-Level Partial Relay Cooperation: A Stable Throughput Analysis
在这项工作中，我们研究部分中继合作的好处。我们考虑一个两节点的系统组成的一个源和一个中继节点传输信息到一个共同的目的地。源和中继具有外部业务，此外，中继配备有流控制器以调节来自源节点的传入业务。合作是在网络层面进行的。考虑了带擦除的碰撞信道。我们提供了一个精确的表征系统的稳定区域，我们也证明了部分合作的系统总是更好的或至少等于系统没有流量控制器。
2017-08-21 cs.IT cs.NI math.IT
Symbiotic Cognitive Relaying with mobile Secondary nodes in Cognitive Radio Networks
在共生认知中继（SCR）场景中，次用户（SU）节点可以充当多跳中继，以在弱直接链路的情况下辅助主用户（PU）节点之间的通信。作为回报，SU节点被激励有权利在固定的时间量内使用许可的PU频带执行SU-SU通信，这被称为“时间激励”。SCR上的现有工作被限制到固定的ad-hoc SU网络。在本文中，我们介绍了移动SCR考虑移动SU节点，同时保持PU节点固定。本文使用了一个特定的移动模式和路由策略的SU节点，提出了理论界的吞吐量和延迟的PU-PU传输。在我们的模型中，我们推导出解析的最小吞吐量和最大延迟可能。
2012-12-18 cs.NI
On Backhauling of Relay Enhanced Networks in LTE-Advanced
在3GPP LTE高级中，中继被认为是用于覆盖扩展和吞吐量增强的有前景的成本有效的解决方案。中继节点的紧凑物理特性和低功率要求提供了比传统宏演进节点B更灵活的部署选项。本文提供了一般中继概念的概述，并提出了在LTE-Advanced框架内的中继部署。此外，中继回程预期中继增益的影响进行了讨论，并包括提高回程的性能的方法。
2012-02-01 cs.NI
Effect of Energy Harvesting on Stable Throughput in Cooperative Relay Systems
本文研究了随机介质接入条件下，能量约束对一个源节点、一个中继节点和一个目的节点组成的两跳网络的影响。被认为是一个擦除的碰撞信道，源和中继节点具有能量收集能力和无限的电池来存储收集的能量。此外，源和中继节点具有外部流量到达，并且中继将源节点的流量的一部分转发到目的地;在网络级执行合作。对于给定的传输概率向量的稳定区域的内界和外界。然后，分别获得内界和外界的封闭性，并且它们是相同的。这项工作不仅是连接信息论和网络的一个步骤，通过研究最大稳定吞吐量区域度量，而且它挖掘了相对未开发和重要的能量收集领域，并评估了对这一重要措施的影响。
2015-02-04 cs.IT cs.NI math.IT
Stealthy Traffic Analysis of Low-Latency Anonymous Communication Using Throughput Fingerprinting
像Tor这样的匿名系统旨在使用户能够以一种无法被控制少量机器的对手追踪的方式进行通信。为了向用户提供高效的服务，这些匿名系统在中间中继之间发送业务时充分利用转发能力。在本文中，我们证明了这样做会泄露电路（路径）中Tor继电器集合的信息。我们提出的攻击具有高置信度，并且仅基于吞吐量信息，可以（a）减少攻击者对吞吐量可以观察到的任何Tor电路的瓶颈中继的不确定性，（b）当可以在多个连接上观察到电路吞吐量时，准确识别Tor用户的保护中继，以及（c）识别两个并发TCP连接是否属于同一个Tor用户，打破不可链接性。我们的攻击是隐形的，用户或Tor中继无法轻易检测到。我们使用Tor网络上的实验来验证我们的攻击。我们发现，攻击者可以大大减少Tor电路的瓶颈中继分布的熵，其吞吐量可以增加-在中值情况下，熵减少了2倍。来自单个Tor电路的此类信息泄漏可以通过多个连接进行组合，以准确识别用户的保护继电器。最后，我们还能够在5分钟内以低于1.5%的交叉出错率链接来自同一发起方的两个连接。我们的攻击也更准确，比以前对Tor的攻击需要更少的资源。
2011-11-22 cs.CR cs.NI
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
Novel Relay Selection Protocol for Cooperative Networks
为了在无线网络中实现更好的吞吐量和可靠性，已经进行了广泛的研究，重点是多输入多输出系统。最近，已经研究了协作联网技术，以通过使用由不同的单天线设备创建的分集来提高低成本无线系统的性能。然而，协作网络需要能够处理源-中继-目的地通信的介质访问控制层。无线协作中继提出了几个挑战，是最重要的一个相关的中继选择机制，特别是在移动节点的存在。这份立场文件的目的是描述我们的研究结果对发展一个有效的中继选择算法。
2019-11-15 cs.NI
Fair Throughput Optimization with a Dynamic Network of Drone Relays
本文针对无人机中继网络提出基于极值优化的并行化α-公平部署算法，以低阶多项式时间在线求解三维部署问题，实现用户吞吐量公平性优化，并在真实城市拓扑的静态与动态场景中验证了其有效性。
2022-07-11 cs.NI eess.SP
Location Aided Energy Balancing Strategy in Green Cellular Networks
大多数蜂窝网络通信策略集中在数据业务场景，而不是能量平衡和有效利用。因此，热小区中的移动用户可能会遭受低吞吐量由于能量负载不平衡的问题。在现有技术的蜂窝网络技术中，中继站扩展小区覆盖并增强移动用户的信号强度。然而，繁忙的业务使得热点地区的中继站很快耗尽能量。在本文中，我们提出了一种能量平衡策略，在该策略中，移动节点能够动态地选择并切换到具有最高潜在能量容量的中继站，以恢复通信。该策略的关键是每个中继站只保留两个参数，其中包含其先前的能量消耗的趋势，然后预测其未来的能量，这被定义为中继站的潜在能量容量。然后每个移动节点可以选择具有最高势能容量的中继站。仿真结果表明，我们的方法显着增加的总吞吐量和平均寿命的中继站在蜂窝网络环境中。
2014-06-20 cs.NI
Analysis of Network Coding in a Slotted ALOHA-based Two-Way Relay Network
本文讨论了一种基于时隙ALOHA协议的双向中继网络（TWRN），该协议利用网络编码来交换分组。我们提出了一种分析方法来研究这种网络的行为和网络编码的吞吐量，功率和中继节点的转发延迟的影响。此外，当端节点不饱和时，我们的方法使我们能够在不同的情况下实现网络的稳定区域。最后，我们进行了一些模拟，以确认所提出的分析方法的有效性。
2016-02-05 cs.NI
Enabling Adaptive Rate and Relay Selection for 802.11 Mobile Ad Hoc Networks
移动自组织网络是一种自配置的无线网络，缺乏永久的基础设施，并根据需要在移动节点之间形成。快速的节点移动会导致信道变化或衰落，从而降低MANET的性能。在发送端使用信道状态信息（CSI）可以提高移动自组织网络路由和介质访问控制（MAC）协议的吞吐量。文献中的几种路由算法明确地将衰落信号强度纳入路由度量，从而选择具有强信道条件的路由。虽然这些研究表明，适应时变信道增益是有益的，在移动自组网，他们没有解决过时的衰落CSI在发射机的影响。对于实际的移动节点速度，信道增益快速变化，并且由于反馈延迟而变得快速过时。我们分析了联合速率自适应和自适应中继选择的链路吞吐量存在不完美的CSI。此外，802.11网络，采用地理机会路由与自适应速率和中继选择，我们提出了一种新的方法来减少反馈延迟在MAC层的瑞利衰落的存在下的影响。该方法利用信道互易性和衰落预测，并且不需要对现有的802.11帧结构进行显著修改。广泛的网络模拟表明，所提出的方法显着提高了吞吐量，延迟，和数据包传输率高的移动速度相对于以前提出的方法，采用过时的CSI在发射机。
2012-04-26 cs.NI
Distributed Association Control and Relaying in MillimeterWave Wireless Access Networks
在毫米波无线网络中，快速变化的无线信道需要快速和动态的资源分配机制。这个挑战由此通过分布式方法来解决，该分布式方法最优地解决了联合客户端关联和中继的基本资源分配问题。该问题被视为一个多任务优化问题，通过一系列的变换，建立了一种新的求解方法，从而得到一个易于处理的最小费用流问题。该方法允许设计分布式拍卖解决方案的算法，其中客户端和中继异步动作。新算法的计算复杂性远优于集中式通用求解器。结果表明，该算法总是收敛到一个解决方案，最大限度地提高总的网络吞吐量在所需的范围内。理论和数值计算结果表明，许多有用的性能相比，标准的方法和潜在的应用，即将毫米波无线接入网络。
2013-07-29 cs.NI
Stochastic Throughput Optimization for Two-hop Systems with Finite Relay Buffers
即使在最简单的场景中，多跳网络的最优调度控制仍然是一个具有挑战性的问题。在本文中，我们考虑一个两跳半双工中继系统与随机信道连接。继电器配备有有限缓冲器。我们专注于随机链路选择和传输速率控制，以最大限度地提高平均系统吞吐量的半双工约束。我们制定这个随机优化问题作为一个无限的地平线平均成本马尔可夫决策过程（MDP），这是众所周知的是一个困难的问题。通过使用样本路径分析和利用特定的问题结构，我们首先得到一个\emph{equivalent Bellman equation}减少状态和动作空间。利用\emph{relative value iteration algorithm}分析了MDP的价值函数的性质。然后，通过对最优控制中的\emph{supermodularity}进行表征，证明了最优策略具有基于阈值的结构。基于阈值结构和马尔可夫链理论，将原复杂随机优化问题进一步简化为小离散可行集上的静态优化问题，并利用简化后的静态优化问题的特殊结构，提出了一种低复杂度的求解算法.此外，我们得到了封闭形式的对称情况下的最佳阈值。本文得到的分析结果也提供了设计的见解，两跳中继系统与多个继电器配备有限的中继缓冲区。
2015-08-29 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput Maximization for Wireless Powered Communications Harvesting from Non-dedicated Sources
我们考虑无线供电通信，其中用户从非专用源获取能量。用户遵循一个收获然后发送协议：在时隙时间的第一阶段，源节点从附近的传统接入点收获能量，然后在第二阶段将信息发送到其目的地节点或中继节点。我们得到了最佳的\textit{ harvesting ratio}，以最大化的预期吞吐量直接传输（DT）和解码转发（DF）中继中断约束下，分别。我们的研究结果表明，DT的最佳收获率是由中断约束，而DF中继，由数据的因果关系。
2017-01-25 cs.IT cs.NI math.IT
Cacheable and Non-Cacheable Traffic Interplay in a Relay-Assisted Wireless Network
我们研究了一个离散时间无线网络，该网络在具有可缓存和不可缓存流量存储能力的中继节点的帮助下同时提供可缓存和不可缓存流量。我们调查如何分配的存储容量，可缓存和不可缓存的流量影响网络吞吐量。我们的数值结果提供了有用的见解，通过改变不仅分配的缓存到非缓存存储，但也传输的非缓存内容的速率，可缓存的内容被请求的速率，以及不同的流行度分布的缓存文件。
2020-02-26 cs.NI
Exploiting Context-Awareness for Secure Spectrum Trading in Multi-hop Cognitive Cellular Networks
在本文中，我们考虑上下文感知，以提高路由的可靠性和鲁棒性在多跳认知网络。提出了一种新的上下文感知路由发现协议，使次级用户能够根据自己的QoS要求选择路由。该协议有利于相邻中继选择不同的标准下，如最短可用路径，路由可靠性和中继信誉。新的路由和安全为基础的指标定义来衡量路由鲁棒性的空间，频率和时间域。提供安全吞吐量，定义为网络中未被拦截的流量的百分比。然后通过联合优化安全吞吐量和交易价格来获得交易所需的资源。仿真结果表明，当主辅网络之间存在因子4的流量不平衡时，需要4个信道才能在辅网络中实现90%的链路可靠性和99%的安全吞吐量。此外，当中继信誉从0.5到0.9变化时，观察到所需资源的20%变化。
2016-01-09 cs.NI
Probabilistic Cooperation of a Full-Duplex Relay in Random Access Networks
在这项工作中，我们分析了概率合作的全双工中继在多用户随机接入网络。继电器配备有接收器和发射器独立的开/关模式。这些模式被建模为接收器和发射器被激活的概率。我们提供的中继队列的性能，如到达率和服务率，稳定性条件，和平均队列大小的解析表达式。我们优化中继的操作设置，以最大限度地提高全网络的吞吐量，同时，我们保持中继的队列稳定，并最大限度地减少消耗的能量。此外，我们研究了SINR阈值和自干扰（SI）系数对每个用户和全网吞吐量的影响。对于低信干噪比阈值，我们表明在何种情况下，它是有益的，完全关闭中继，或关闭中继的接收机只。
2016-07-07 cs.IT cs.NI math.IT
Stability and Performance Issues of a Relay Assisted Multiple Access Scheme with MPR Capabilities
在这项工作中，我们研究的影响，中继节点的网络与有限数量的用户源和一个目的节点。我们假设用户有饱和的队列和中继节点没有自己的数据包，我们有随机访问的介质和时隙的时间。当到目的地节点的传输失败时，中继节点将其成功接收的源分组存储在其队列中。中继和目的节点具有多分组接收能力。我们得到的中继的队列，如平均队长，稳定性条件等特性的分析方程。我们还研究了每个用户的吞吐量和总吞吐量的网络。
2014-02-04 cs.IT cs.NI math.IT
On Optimal Spectrum Access of Cognitive Relay With Finite Packet Buffer
我们研究了认知无线电系统中，次用户（SU）中继主用户（PU）分组使用两阶段中继。SU在中继阶段利用分时传输自己的分组，并具有一定的接入概率。PU和SU具有有限容量的队列，这导致当队列满时的分组丢失。利用中继队列状态的知识，SU的目标是最大限度地提高其数据包吞吐量，同时保持PU的丢包率低于阈值。通过利用问题的结构，我们将其表示为一个线性规划，并找到SU的最优访问策略。我们还提出了低复杂度的次优接入策略，即恒定概率传输和步进传输。数值结果比较所提出的方法的性能和研究队列大小对分组吞吐量的影响。
2017-01-22 cs.IT cs.NI 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
Resource Allocation and Fairness in Wireless Powered Cooperative Cognitive Radio Networks
我们集成了一个无线供电的通信网络与合作的认知无线电网络，其中多个次要用户（SU）无线供电的混合接入点（HAP）帮助一个主要用户中继数据。作为合作的奖励，次级网络获得频谱接入，其中SU使用时分多址向HAP发送。为了最大化SU的总吞吐量，我们提出了一个二级的总吞吐量最优资源分配（STORA）计划。在满足目标一次速率的约束下，STORA方案选择中继SU的最优集合，并联合执行SU的时间和能量分配。具体来说，通过利用最优解的结构，我们找到了SU优先中继主数据的顺序。由于STORA方案侧重于总吞吐量，它变得不考虑个人SU吞吐量，导致低公平性。为了提高公平性，我们研究了三种资源分配方案，它们是（i）等时间分配，（ii）最小吞吐量最大化，和（iii）成比例的时间分配。仿真结果揭示了吞吐量和公平性之间的权衡。最小吞吐量最大化方案是最公平的方案，因为每个SU获得相同的吞吐量，但产生最小的SU总吞吐量。
2016-06-12 cs.IT cs.NI math.IT
Relay-assisted Multiple Access with Full-duplex Multi-Packet Reception
研究了随机接入多用户网络中全双工协作中继的效果。首先，我们模型的自干扰，由于全双工操作，假设多个数据包接收能力的中继和目的地节点。在源节点处的业务被认为是饱和的，并且没有其自己的分组的协作中继在到目的地的传输失败时将其成功接收的源分组存储在其队列中。我们得到的中继，如到达率和服务率，稳定性条件，平均队列长度的关键性能指标的解析表达式，作为传输概率的函数，自干扰系数，和链路的中断概率。此外，我们研究了中继节点和自干扰系数对每个用户和聚合吞吐量，以及每个数据包的平均延迟的影响。我们发现，完美的自干扰消除起着至关重要的作用时，SINR阈值很小，因为它可能会导致更差的性能相比，半双工的情况下，吞吐量和延迟。这是因为在某些条件下，完美的自干扰消除会导致中继处的不稳定队列。
2015-02-26 cs.IT cs.NI math.IT
Maximum Throughput of a Cooperative Energy Harvesting Cognitive Radio User
在本文中，我们研究的最大吞吐量的饱和可充电次用户（SU）共享频谱与主用户（PU）。SU以一定的收获率从环境中收获能量包（令牌）。假设所有的发射机都有数据缓冲器来存储输入的数据包。除了其自身的业务缓冲器之外，SU还具有用于存储用于中继的被准许的主分组的缓冲器;以及用于存储从环境中收获的能量令牌的缓冲器。我们提出了一个新的合作认知中继协议，允许SU中继一小部分未交付的主要数据包。我们考虑干扰信道模型（或多包接收（MPR）信道模型），并发传输可以生存的干扰，具有一定的概率，其特征在于补充的信道中断。该协议充分利用了主队列的突发性和接收端的MPR能力。此外，它在次级吞吐量最大化的目标下有效地消耗次级能量令牌。我们的数值结果显示了合作的好处，接收器的MPR能力，和二次能量队列到达率的系统性能从网络层的角度来看。
2014-07-08 cs.IT cs.NI math.IT
Fission: A Provably Fast, Scalable, and Secure Permissionless Blockchain
我们介绍了Fission，这是一种新的无权限区块链，在系统吞吐量和交易确认时间方面实现了可扩展性，同时保留了区块链平等和去中心化的核心价值。Fission通过采用一种新的延迟-惰性管道模型来克服系统吞吐量瓶颈，该模型通过块管道实现非常高的系统吞吐量，自适应分区机制可以自动扩展到交易量，以及可证明安全的节能共识协议，以确保安全性和鲁棒性。Fission应用由中继网络和对等网络组成的混合网络。中继网络的目标是通过最小化信息传播延迟来最小化交易确认时间。为了优化中继网络中存在的流失，动态网络拓扑结构和网络异构性的性能，我们提出了一种超快速的博弈论中继选择算法，实现了近最优的性能在一个完全分布式的方式。Fission的点对点网络补充了中继网络，并通过使用户能够贡献其存储和带宽用于信息传播（有激励）来提供非常高的数据可用性。我们提出了一个分布式的在线数据检索策略，最佳卸载中继网络，而不会降低系统性能。通过以整体的方式重新创新区块链技术的所有核心元素-计算，网络和存储，Fission旨在实现可扩展性，安全性和分散性之间的最佳平衡。
2018-12-14 cs.CR cs.DC cs.NI
Securing Downlink Non-Orthogonal Multiple Access Systems by Trusted Relays
考虑了一个下行链路单输入单输出非正交多址接入系统，其中一个基站（BS）与两个合法用户在外部窃听者的存在下进行通信。一组可信的合作半双工中继节点，由BS供电，被用来协助BS的传输。目标是设计中继方案，使得合法用户的保密率区域最大化的BS和中继的传输上的总功率约束。研究了三种中继方案：协作干扰、解码转发和放大转发。根据该方案，安全的波束成形信号被精心设计的中继节点，要么减少窃听者的速率而不影响合法用户，或增加合法用户的速率而不增加窃听者。结果表明，不存在一种适合所有情况的中继方案，最佳中继方案取决于系统参数，即中继站和窃听者到基站的距离以及中继站的数量。他们还表明，相对简单的合作干扰方案优于其他方案时，中继远离BS和/或接近窃听者。
2018-08-23 cs.IT cs.NI eess.SP
Opportunistic Cooperative Channel Access in Distributed Wireless Networks with Decode-and-Forward Relays
这封信研究了分布式机会信道接入的无线网络中的解码和转发中继。所有的信源都通过信道竞争来获得传输机会。如果源赢得竞争，则估计第一跳信道（从源到其中继站）中的信道状态信息，并且决定获胜源是放弃传输机会并让所有源开始新的竞争，还是向中继站进行传输。一旦中继获得业务，它可以具有第二跳信道（从中继到目的地）的探测序列。每次探测后，如果第二跳信道足够好，则中继发送到目的地，完成源的传输过程;否则，中继决定放弃并让所有源开始新的竞争，或者继续探测第二跳信道。在这封信中推导出两个跳的最佳决策策略。第一跳策略是纯阈值策略，即，当第一跳信道信噪比（SNR）大于阈值时，获胜源应该向中继发送，随后第二跳策略应该让中继继续探测第二跳信道，直到观察到足够好的第二跳信道。仿真结果表明，当第二跳信道具有较大的平均信噪比时，我们的方案是有益的。
2015-02-21 cs.IT cs.NI math.IT
Dynamic Channel Access Scheme for Interference Mitigation in Relay-assisted Intra-WBANs
这项工作解决了在一个单一的无线体域网（WBAN）的干扰缓解相关的问题。本文提出了一种分布式\textit{C}结合载波侦听多址接入与冲突避免（CSMA/CA）和\textit{F}灵活时分多址接入（\textit{T} DMA）的方案，用于中继辅助的WBAN内\textit{I}干扰\textit{M}的调度，即CFTIM。在CFTIM方案中，非干扰源（发射机）使用CSMA/CA与中继通信。同时，高干扰源和最好的中继使用灵活的TDMA通过使用稳定的信道与协调器（C）通信。所提出的方案的仿真结果相比，其他计划，因此CFTIM计划优于在所有情况下。这些结果证明，该方案减轻了干扰，延长了WBAN的能量寿命，提高了吞吐量。为了进一步降低干扰水平，我们分析表明，中断概率可以有效地降低到最小。
2016-11-02 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
Network-Coded Multiple Access
本文提出并实验演示了第一个无线局域网（WLAN）系统，联合利用物理层网络编码（PNC）和多用户解码（MUD），以提高系统吞吐量。我们将这种多址接入模式称为网络编码多址接入（NCMA）。以往对PNC的研究主要集中在中继网络上。NCMA是第一个实现的多址接入方案，它建立了PNC在非中继设置中的有用性。NCMA允许多个节点同时向接入点（AP）传输数据，以提高吞吐量。在非中继设置中，当两个节点A和B同时向AP发送时，AP旨在获得分组A和分组B两者而不是它们的网络编码分组。一个有趣的问题是，网络编码，特别是提取数据包（A XOR B）的PNC，在这样的设置中是否仍然有用。我们提供了一个肯定的答案，这个问题与一个新的两层解码方法适合实时实现。我们的USRP原型表明，NCMA可以提高吞吐量的100%，在中高SNR制度（>=10dB）。我们相信，通过允许两个以上的用户一起传输，可以进一步提高吞吐量。
2013-07-05 cs.IT cs.NI math.IT
Physical-Layer Security of a Buffer-Aided Full-Duplex Relaying~System
这封信提出了一种新的混合半/全双工中继方案，以提高中继信道的安全性。源节点（Alice）在存在缓冲器辅助全双工中继节点（Rooney）和潜在窃听者（Eve）的情况下与她的目的地节点（Bob）通信。为了提高合法系统的安全性，Rooney采用了随机转发和解码转发两种不同的中继策略。在第一种中继策略中，Rooney使用的码本与Alice不同。在第二种中继策略中，鲁尼和爱丽丝使用相同的码本。此外，Rooney在半双工和全双工模式之间切换，进一步增强了合法系统的安全性。数值结果表明，我们提出的方案实现了显着的平均保密端到端的吞吐量相对于传统的无缓冲全双工中继方案的改善。
2016-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Relaying in Non-Orthogonal Multiple Access: Trusted and Untrusted Scenarios
考虑了一种下行链路单输入单输出非正交多址接入系统，在该系统中，一个基站（BS）与两个合法用户在两种可能的不安全环境下进行通信：存在外部窃听者和通过不可信中继进行通信.对于第一种情况，采用多个可信协作半双工中继来协助BS的传输并保护其信号免受外部窃听者的攻击。针对这一问题，提出并分析了各种中继方案：协作干扰、解码转发和放大转发。对于每种方案，安全波束成形信号设计在中继，以最大限度地提高可实现的保密率区域。对于第二种情况，与不可信的中继，可实现的保密率区域推导出两种不同的中继方案：压缩和转发和放大和转发，在两种不同的操作模式。在第一种模式中，即所谓的被动用户模式，用户接收来自BS和不可信中继的信号，并将它们组合以解码它们的消息。在第二种模式中，即主动用户模式，用户在BS传输的同时发送合作干扰信号，以进一步混淆中继。集中在半双工节点上，用户在干扰中继的同时不能接收BS的信号，即，同时是活动的，并且仅依赖于由中继转发给它们的信号。结果表明，最好的中继方案高度依赖于系统参数，特别是节点之间的距离，也对系统的保密率区域的一部分是在操作。
2019-01-31 cs.IT cs.NI eess.SP
Optimal Cooperative Cognitive Relaying and Spectrum Access for an Energy Harvesting Cognitive Radio: Reinforcement Learning Approach
Qatar University（卡塔尔大学）；Nile University（尼罗河大学）
在本文中，我们考虑了认知环境下的合作通信的背景下，认知无线电（CR）用户被假定为网络的自组织中继。假设CR用户和PU是能量采集器。CR用户协作地中继主用户（PU）的一些未递送的分组。具体地，CR用户将未递送的主分组的一部分存储在中继队列（缓冲器）中。它使用时隙上的适当动作来管理未递送的主分组到其中继队列的流。此外，它具有在空闲时隙（PU的队列为空的时隙）选择用于信道接入的所用队列的决定。假设一个数据包传输消耗一个能量包。最优策略根据主用户和CR用户到达数据和能量队列的速率以及信道的连通性而变化。CR用户通过承担中继未递送的主分组的责任来为PU节省能量。随着时间的推移，它最佳地组织自己的能量包以最大化其收益。
2014-07-08 cs.IT cs.LG cs.NI
On throughput capacity for a class of buffer-limited MANETs
现有的移动自组织网络吞吐量性能研究存在两大局限性：一是主要关注吞吐量的缩放定律研究，而实际网络的吞吐量在很大程度上是未知的;二是考虑了缓冲区无限的情况，不适用于缓冲区有限的实际网络。作为一个步骤，以解决这些限制，本文开发了一个通用的框架，准确的吞吐量容量研究一类缓冲区有限的移动自组网的两跳中继。我们首先提供分析，以揭示如何确定这样的MANET的吞吐量由其中继缓冲区阻塞概率（RBP）。基于嵌入式马尔可夫链理论和嵌入式理论，一个新的理论框架，然后开发，使RBP和封闭形式的表达，准确的吞吐量能力来推导。在两种典型的输电调度方案下进行了算例分析，验证了该框架的适用性，并探讨了相应的容量优化和容量缩放定律。最后，大量的模拟和数值结果验证了我们的框架的效率，并显示缓冲区约束带来的影响。
2015-09-23 cs.IT cs.NI cs.PF
Sub-channel and Power Allocation for Non-orthogonal Multiple Access Relay Networks with Amplify-and-Forward Protocol
在本文中，我们研究了单小区非正交多址接入（NOMA）中继网络的资源分配问题，其中OFDM放大转发（AF）中继分配频谱和功率资源的源-目的地（SD）对。我们的目标是优化的资源分配，以最大化的平均和率。最优方法需要穷举搜索，导致NP难问题。为了解决这个问题，我们提出了两个有效的多对多双边SD对子信道匹配算法，其中SD对子和子信道被认为是两组追逐自己的利益的球员。所提出的算法可以提供一个次优的解决方案，这个资源分配问题在负担得起的时间。静态匹配算法和动态匹配算法经过有限次迭代后都收敛到一个成对的稳定匹配。仿真结果表明，这两种算法在NOMA方案的容量显着优于传统的正交多址方案。NOMA方案中的匹配算法也实现了比传统的正交多址接入更好的用户公平性能。
2016-11-14 cs.IT cs.NI math.IT
Packet Relaying Control in Sensing-based Spectrum Sharing Systems
认知中继已经被引入机会频谱接入系统，通过该系统，每当主链路面临中断条件时，次节点转发主分组。对于频谱共享系统，认知中继的参数化的干扰功率约束水平上施加的次要用户的发射功率。对于基于感测的频谱共享，检测概率也涉及分组中继控制。本文考虑这两个参数的选择，以最大限度地提高从节点的吞吐量在一定的约束条件。分析导致一个马尔可夫决策过程，使用动态规划方法。该问题使用值迭代来解决。最后，突出所得到的最优控制的结构特性。
2013-03-30 cs.IT cs.NI math.IT
