Maximization of Timely Throughput with Target Wake Time in IEEE 802.11ax
在IEEE 802.11ax标准中，为了实现WLAN网络中的确定性调度，引入了被称为目标唤醒时间（TWT）的操作模式。在TWT模式中，站（STA）群可与接入点（AP）协商被称为TWT服务时段（TWT-SP）的周期性重复的时间窗口，在该时间窗口上它们是苏醒的并且在该时间窗口之外它们休眠以节省功率。从公共开始时间到第一TWT-SP的偏移被称为TWT偏移（TWT-0），并且TWT-SP的周期性被称为TWT唤醒间隔（TWT-WI）。在这项工作中，我们考虑多个STA之间的通信与异构流量和AP的IEEE 802.11ax网络中的TWT模式操作。我们的目标是最大限度地提高一个长期的加权平均及时跨STA的吞吐量，其中的瞬时及时吞吐量被定义为在他们的最后期限之前，在一个决策时刻成功交付的数据包的数量。为了实现这一点，我们获得了算法，其包括（i）内部资源分配（RA）例程，其向STA分配资源单元（RU）和发射功率，以及（ii）外部分组例程，其将STA分配给（TWT-SP，TWT-O，TWT-WI）三元组。对于内部RA，我们提出了一个接近最优的低复杂度算法使用漂移加惩罚（DPP）的框架，我们采用了贪心算法作为外部分组例程。通过数值模拟，我们观察到，该算法，基于DPP的RA和贪婪的分组例程组成，比其他竞争算法的性能更好。
2023-02-22 cs.IT cs.NI math.IT
IEEE 802.11ba -- Extremely Low Power Wi-Fi for Massive Internet of Things: Challenges, Open Issues, Performance Evaluation
IEEE 802.11工作组最近的许多活动都集中在提高Wi-Fi的功率效率，使其有利于大规模物联网场景，其中电池供电的传感器群很少与远程服务器通信。朝着这个方向迈出的最新一步是对Wi-Fi标准的新IEEE 802.11ba修正案的工作，该修正案引入了唤醒无线电。此无线电是一个功耗极低的附加接口，用于在主无线电关闭时将控制信息从接入点传输到站点。本文介绍了IEEE 802.11ba协议，讨论了其开放的问题，研究了几种方法，以提供能源效率的数据传输与802.11ba，并评估了多少802.11ba提高能源效率，甚至减少信道时间消耗。
2019-09-02 cs.NI
An Energy-efficient Clock Synchronization Protocol for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSN）的行为是目前研究的热点。最重要的问题之一是与它们的能耗有关，因为这对网络寿命有重大影响。另一个重要的应用要求是确保数据感测同步，这导致额外的能量消耗，因为在每个节点处发送和接收大量消息。我们的建议包括在实现一个组合的同步协议的基础上的IEEE 1588标准，是专为有线网络和PBS（成对广播同步）协议，是专为传感器网络，因为它们都不能提供所需的同步精度为我们的应用程序本身。我们的新同步协议的主要目标是：确保本地时钟的精度高达十分之一微秒，并提供重要的节能。我们使用NS-2（网络模拟器）获得的结果表明，我们的解决方案（IEEE 1588-PBS）的性能符合我们在同步方面的应用要求，并且在节能方面有显着提高。
2010-12-09 cs.NI
Optimal Resource Allocation in IEEE 802.11ax Uplink OFDMA with Scheduled Access
研究了IEEE 802.11ax网络中AP发起的上行OFDMA传输中的调度和资源分配问题。已知上行链路OFDMA资源分配问题是非凸的并且通常难以求解。然而，由于IEEE 802.11ax的特殊子载波分配模型，涉及瞬时速率的站点的效用最大化问题可以用公式表示为分配问题，因此可以使用匈牙利方法来解决。在本文中，我们解决更一般的问题，随机网络效用最大化。具体而言，我们最大限度地利用长期平均利率的平均速率和功率约束的车站使用李亚普诺夫优化。所得到的资源分配策略执行任意接近最优，并具有多项式时间复杂度。所提出的框架的一个重要优点是，它可以与IEEE 802.11ax的目标唤醒时间机制一起使用，以尽可能地保证站点的平均功耗和/或可实现速率。这种设计方法的两个关键应用是功率受限的物联网网络和电池供电的传感器网络。我们补充的理论研究与计算机模拟，评估我们的方法对其他现有的方法。
2019-06-20 cs.NI
Nanoseconds Timing System Based on IEEE 1588 FPGA Implementation
在大多数物理实验中，时钟同步程序是强制性的，其中事件片段由空间错位的传感器读出，并且必须粘合在一起以重建关键参数（例如能量，相互作用顶点等）。正在调查的过程。这些分布式数据读出拓扑依赖于前端可用的准确时间信息，在数据缓冲和中央数据收集之前，在前端采集原始数据并使用精确的时间戳进行标记。这使得前端和后端电子设备之间的网络复杂性和延迟在前端数据缓冲能力所施加的上限内可以忽略不计。建议的研究工作描述了一个FPGA实现的IEEE 1588精确时间协议（PTP），利用欧洲核子研究中心的定时，触发和控制（TTC）系统作为多播消息的物理和数据链路层。硬件实现将时钟同步扩展到纳秒范围，克服了基于局域网（LAN）的计算机以太网推断的典型精度限制。在基于消息的同步系统中，在主节点和定时接收节点之间建立可靠的通信是必不可少的。在后端电子设备中，串行数据流与全局时钟域的同步由基于硬件的有限状态机保证，该有限状态机使用可变延迟链扫描位周期并找到最佳采样点。所提出的定时系统的有效性已被证明在点对点数据链路，以及在星型拓扑结构的标准CAT-5e电缆。现将所取得的成果、不足之处和可能的改进详细说明如下。
2018-06-19 cs.NI
Rethinking Battery-free Sensing Communication via Wake-up Radios
Department of Information Engineering and Computer Science, University of Trento（特伦托大学信息与计算机工程系）
该研究提出结合 WuR 和 LP-RTC 的 MagPie 机制，实现无电池传感器的全到一收集，经模拟和实验验证其会合、同步等性能，但未涉及端到端能量等指标。
2026-08-28 cs.NI
Performance Analysis of Network Coding with IEEE 802.11 DCF in Multi-Hop Wireless Networks
网络编码是提高无线网络容量的一种有效方法，各种研究探讨了其在不同场景下的优势。然而，针对IEEE 802.11分布式协调功能规范，对多跳无线网络中网络编码的吞吐量和端到端时延的分析研究还不多。在本文中，我们利用排队论提出了一个分析框架，在多跳无线网状网络中的双向单播流。本文研究了IEEE 802.11标准下流间网络编码的吞吐量和端到端时延，该编码采用CSMA/CA随机接入和指数退避时间，并考虑时钟冻结和虚拟载波侦听，给出了成功传输的概率（以比特出错率和冲突概率表示）、分组在节点的等待时间和重传机制等参数。我们的模型使用一个多类排队网络与稳定的队列，编码的数据包有一个非抢占式的更高的优先级超过本地数据包，本地数据包的转发不会延迟，如果没有编码的机会。最后，我们使用计算机模拟来验证我们的分析模型的准确性。
2018-01-07 cs.NI
Formal Scheduling Constraints for Time-Sensitive Networks
TTTech Computertechnik AG
本文形式化了用于时间敏感网络的窗口基IEEE 802.1Qbv门控制列表调度的必要约束，以实现更灵活的定时特性并保证确定性通信。
2017-12-06 cs.NI cs.SY eess.SY
On Time Synchronization Issues in Time-Sensitive Networks with Regulators and Nonideal Clocks
流整形用于时间敏感的网络（如在IEEE TSN和IETF Detnet的上下文中），以减少网络内部的突发性并支持保证延迟界限的计算。这是使用每流调节器（如令牌桶过滤器）或交错调节器（如IEEE TSN异步流量整形）执行的。这两种类型的调节器都是有益的，因为它们消除了由于网络内的复用而导致的突发性的增加。通过使用网络演算证明，它们不会增加最坏情况下的延迟。然而，调节器的属性是假设在所有网络节点中时间都是完美的。实际上，节点使用本地的、不完美的时钟。时间敏感网络存在两种类型：（1）在非同步网络中，本地时钟在每个节点处独立运行，并且它们的偏差不受控制，以及（2）在同步网络中，本地时钟的偏差使用例如同步协议（诸如PTP）或基于卫星的地理定位系统（诸如GPS）保持在非常小的范围内。在这两种情况下，我们重新审视监管机构的性质。在非同步网络中，我们发现，忽略定时不准确，可能会导致网络不稳定，由于无限的延迟在每流或交错监管机构。我们提出并分析了两种方法（速率和突发级联，异步双到达曲线方法），以避免这个问题。在同步网络中，我们发现，有没有不稳定的每流监管机构，但令人惊讶的是，交错监管机构可能会导致不稳定。为了建立这些结果，我们开发了一个新的框架，捕捉工业要求的时钟在非同步和同步网络，我们开发了一个工具箱，扩展网络演算来考虑时钟的不完善。
2020-05-19 cs.NI cs.PF
Non-Hierarchical Clock Synchronization for Wireless Sensor Networks
时间同步对于无线传感器网络中的各种应用（包括调度通信资源、协调传感器唤醒/睡眠周期以及对准用于分布式发送/接收的信号）是重要的。本文介绍了一种非分层的方法，在无线传感器网络中的时间同步，具有低开销，可以实现在物理层和/或MAC层。与大多数以前的方法不同，本文中描述的方法允许所有节点使用完全相同的分布式算法，并且不需要对来自其他节点的测量进行局部平均。分析结果表明，非分层的方法可以提供单调的期望收敛的漂移和偏移在广泛的条件下的网络拓扑结构和本地时钟更新步长。数值结果也验证了两个特定的网络拓扑结构下的分析。
2012-12-06 cs.NI nlin.AO
Age-Optimal Target Wake Time: Provably Good Wake Schedules for Energy-Constrained Wi-Fi Status Updating
University of Massachusetts Boston（马萨诸塞大学波士顿分校）；University of Nebraska Omaha（内布拉斯加大学奥马哈分校）
本文针对能量受限Wi-Fi状态更新问题，设计了可证明性能的Harmonic-Greedy TWT调度器，可最小化加权平均AoI，在关键场景中性能优于能量优先基线，接近松弛下界。
2026-09-14 cs.IT cs.NI math.IT
TDMH: a communication stack for real-time wireless mesh networks
提出了一种适用于实时的【形】无线mesh网络的完整协议栈TDMH（TimeDeterministc Multi-Hop）协议。TDMH为应用程序提供了一个面向连接的、有界延迟的通信模型。点对点数据流可以随时创建和销毁。可以选择性地引入路径冗余以提高可靠性。TDMH利用最先进的低功耗时钟同步和相长干扰洪泛来构建网络拓扑的连续更新图，集中式调度器使用TDMA信道接入将数据流映射到该网络拓扑图上。我们实现了TDMH作为一个单一的代码库，我们在OMNeT++模拟器和WandStem无线节点上运行。因此，我们可以说，当建立在IEEE 802.15.4物理层之上时，TDMH可以扩展到100个节点，10跳或更高，尽管可用带宽有限。
2020-06-05 cs.NI
Scaling 5G-TSN Bridges: Operating Regimes, Scheduling, and Time Synchronisation Under Heterogeneous Industrial Traffic
University College Cork（科克大学）
该研究针对5G NR桥接异构工业流量的可扩展性，在特定仿真平台上建模多类工业流量，分析三种运行机制、调度器性能及时序同步问题，为满足TSN低延迟需求提出无线配置优化方向。
2026-08-17 cs.NI
TDMH-MAC: Real-time and multi-hop in the same wireless MAC
由于数据包冲突和公共信道接入方案（如CSMA/CA）的不确定性，支持无线网络（WSNs）上的实时的【形】通信是一个严峻的挑战。实时的【形】WSN通信在多跳网状网络的一般情况下甚至更成问题。出于这个原因，许多实时的【形】WSN解决方案仅限于简单的拓扑结构，如星形网络。我们提出了一个实时的【形】多跳无线传感器网络MAC协议建立在IEEE 802.15.4物理层之上。通过精确的时钟同步和基于建设性干扰的洪泛，建议的MAC建立一个集中的TDMA调度，支持多跳网状网络。实时的【形】多跳通信模型是面向连接的，有保证的时隙，并使点对点通信也具有冗余路径。该协议已在仿真中使用OMNeT++实现，并在实际部署中使用Wandstem WSN节点的性能进行了验证。
2018-09-17 cs.NI
SamurAI: A Versatile IoT Node With Event-Driven Wake-Up and Embedded ML Acceleration
CEA, List, University Paris-Saclay（法国原子能委员会、法国国家科学研究中心、巴黎萨克雷大学）；CEA, Leti, University Grenoble Alpes（法国原子能委员会、电子信息技术实验室、格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Tihive（蒂希夫公司）；Xenergic（克塞内吉公司）；NXP Semiconductors Austria GmbH & Co KG（恩智浦半导体奥地利有限责任公司）；Thales Research & Technology France（泰雷兹法国研究与技术中心）
本文提出多功能IoT节点SamurAI，通过事件驱动AR子系统与集成RISC-V CPU和ML加速器的OD子系统协同，兼顾零星任务与复杂处理，实现最高3.5倍系统功耗收益。
2023-04-11 cs.AI cs.LG cs.NI
A Primer on AP Power Save in Wi-Fi 8: Overview, Analysis, and Open Challenges
本文介绍Wi-Fi 8的AP节能框架，分析TGbn的相关提案，通过含470台真实AP的校园场景验证其可降低最高28%的平均功耗，并指出待解决的开放挑战。
2025-05-22 cs.NI
Convergence of Desynchronization Primitives in Wireless Sensor Networks: A Stochastic Modeling Approach
在无线传感器网络中的解扰方法收敛到时分多址（TDMA）的共享介质，而不需要无线传感器之间的时钟同步，或实际上存在的一个中央（协调器）节点。所有这些方法都是基于周期性“火灾”或“脉冲”广播的反应性监听的原理：每个节点基于从共享给定频谱的剩余节点中的一些接收到的火灾消息来更新其火灾消息广播的时间。在本文中，我们提出了一个新的框架来估计所需的迭代收敛到公平的TDMA调度。我们的估计是从根本上不同于以前的acquitures或界在文献中发现的，第一次，收敛到TDMA的定义在随机意义上。我们的分析结果适用于去同步算法和抑制耦合的脉冲耦合振荡器算法。通过iMote 2 TinyOS节点（基于IEEE 802.15.4标准）以及通过计算机模拟进行的实验评估表明，对于绝大多数设置，我们的随机模型与实验观察到的收敛迭代在一个标准差内。因此，所提出的估计，以表征designization收敛迭代显着优于现有的边界或界限。因此，它们有助于分析理解如何descruization-based系统预计将从随机初始条件发展到descruizized稳定状态。
2014-11-11 cs.NI
Impact of Cross Technology Interference on Time Synchronization and Join Time in Low-Power Wireless Networks
本文通过实验评估 IEEE 802.11 引发的跨技术干扰对低功耗无线传感器网络时间同步和入网时间的影响，发现其显著增大时钟漂移并使入网时间增至约五倍，且主瓣与旁瓣均会损害性能。
2025-02-18 cs.NI
