Bounded-Contention Coding for Wireless Networks in the High SNR Regime
无线网络中的有效通信通常受到若干发射节点之间的干扰的可能性的挑战。许多重要的研究已经投入到减少冲突的数量，以获得更快的算法，在这样的网络中的通信。本文提出了一种新的方法，无线通信，它包括冲突，而不是避免他们，在一个附加的信道。它引入了一种称为有界竞争编码（BCC）的编码技术，该技术允许接收节点将冲突成功解码为原始传输，并且其复杂性取决于发射机之间的竞争边界。BCC使得能够在具有n个节点和至多一个发射机的网络中进行确定性本地广播，其中每个发射机具有在与全双工无线电通信的O（a log n + al）比特内的1比特的信息，并且具有高概率地与半双工无线电通信的O（（a log n + al）（log n））比特。当与随机线性网络编码相结合时，BCC以高概率在O（（D + a + log n）（a log n +1））比特内给出全局广播。这也适用于动态网络，动态网络可以随着时间的推移由最坏情况的对手任意改变。当没有约束的竞争，它示出了如何概率估计它，并获得全球广播，是自适应的真正的竞争在网络中。
2012-08-30 cs.DC cs.DS cs.IT
RCFD: A Novel Channel Access Scheme for Full-Duplex Wireless Networks Based on Contention in Time and Frequency Domains
在过去的几年里，信号处理和集成电路技术的进步使几个研究小组能够开发带内全双工无线系统的工作原型。这种革命性概念的引入在提高网络性能方面很有希望，但同时也带来了一些新的挑战，特别是在MAC层。因此，需要创新的信道接入策略来利用全双工提供的机会，同时处理由于采用全双工而增加的复杂性。在这个方向上，本文提出了RTS/CTS在频域（RCFD），全双工ad hoc无线网络的MAC层方案，时频信道竞争的思想的基础上。根据这种方法，不同的OFDM子载波用于协调节点如何访问共享介质。所提出的方案导致有效的传输调度的结果，避免冲突和利用全双工的机会。通过理论分析和网络仿真，突出了相对于标准和最先进的无线网络MAC协议的相当大的性能改进。
2017-09-15 cs.NI
An Information Theoretic Point of View to Contention Resolution
我们考虑一个时隙无线网络的基础设施设置与基站（或接入点）和N个用户。假设基站和用户之间的无线信道增益是i.i.d.，并且基站寻求在每个时隙中调度具有最高信道增益的用户（机会调度）。我们假设具有最高信道增益的用户的身份是使用一系列竞争时隙并利用来自基站的反馈来解决的。在此设置中，我们制定的竞争解决问题的机会主义调度确定一个随机阈值（信道增益），从其他样本中分离出最好的信道。我们发现，解决争用的平均延迟与随机阈值的熵有关。我们说明了我们的配方通过研究机会分裂算法（OSA）的i.i.d.无线信道[9]。我们注意到，OSA的阈值对应于最大概率分配方案。我们猜想，最大概率分配是一个熵最小化策略和延迟最小化策略的i.i.d.无线频道最后，我们讨论了其他几个网络场景的适用性，这个框架。
2013-07-31 cs.IT cs.NI math.IT
A Differentiable Digital Twin of Distributed Link Scheduling for Contention-Aware Networking
Rice University（里士满大学）；US Army DEVCOM Army Research Laboratory（美国陆军 DEVCOM 军事研究实验室）
本文提出了一种可微的无线网络数字孪生模型，通过分析网络环境预测链路使用周期，利用加权Luby算法求解最大独立集，实现高效链路调度优化，减少拥堵和无线电足迹。
2025-12-11 cs.LG cs.NI cs.SY
Network Multiple-Input and Multiple-Output for Wireless Local Area Networks
本文介绍了无线局域网（WLAN）中的网络多输入多输出（netMIMO）教程。无线流量需求呈指数级增长。NetMIMO允许WLAN中的接入点（AP）在它们的传输中协作，就好像AP形成单个虚拟MIMO节点一样。NetMIMO可以通过AP之间的协作来减少干扰和竞争，从而显著提高网络容量。本文介绍了几种有代表性的netMIMO方法，从干扰对齐和消除，信道接入协议，允许MIMO节点加入正在进行的传输，分布式同步，在多个竞争域的干扰和竞争缓解。我们相信，这里描述的netMIMO方法只是新技术的开始，以应对不断增长的无线流量需求的挑战，未来将在这一领域看到更多的新发展。
2014-05-05 cs.NI
A Simulation Framework for Contention-Free Scheduling on WiGig
最新的IEEE 802.11修正案为毫米波频谱中的定向通信提供了支持，并且由于在这些频率下可用的宽带宽，使得无线接近几个紧急用例成为可能，例如虚拟和增强现实，远程呈现和工业设施的远程控制。然而，这些应用需要严格的服务质量，只有无竞争调度算法可以保证。在本文中，我们提出了一个端到端的框架，联合准入控制和调度的周期性业务流在毫米波无线局域网的基础上网络模拟器3，一个流行的全栈开源网络模拟器。此外，我们设计了一个基线算法来处理调度请求，我们评估其性能与全栈的角度来看。该算法进行了测试，在三种情况下，我们调查了不同的配置和功能，以突出基于竞争和竞争的访问策略之间的差异和权衡。
2021-05-25 cs.NI
Tackling Contention Through Cooperation: A Distributed Federation in LoRaWAN Space
低功耗广域网（LPWAN）在物联网市场中发挥着关键作用，其中LoRaWAN被认为是领先的解决方案。尽管LoRaWAN有吸引力，但研究表明，LoRaWAN目前的竞争管理机制无法扩展。本文通过引入FLIP来解决LoRaWAN上的争议，FLIP是LoRaWAN的完全分布式和开放式架构，从根本上重新思考了LoRa网关应该如何管理和协调。FLIP将LoRa网关转换为联合网络，为漫游提供固有支持，同时使用共识驱动的负载均衡解决争用问题。FLIP提供与LoRaWAN相同的安全保证，与现有的网关硬件兼容，并且不需要对终端设备硬件或固件进行更新。这些功能确保了FLIP的实用性，并为其采用提供了一条途径。我们评估了FLIP在大规模实际部署中的性能，并证明了FLIP与LoRaWAN相比可以提供可扩展的漫游和改进的争用管理。FLIP在传统LoRa网关的资源限制内实现了这些优势，并且不需要服务器硬件。
2020-02-18 cs.NI
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
Distributed Fair Scheduling Using Variable Transmission Lengths in Carrier-Sensing-based Wireless Networks
IEEE 802.11无线网络（包括无线局域网和Ad-hoc网络）的公平性由于MAC竞争和动态性的随机性和复杂性而难以预测和控制。此外，不对称的信道条件，如捕获和信道错误所造成的，往往会导致站之间的严重不公平。在本文中，我们提出了一种新的分布式调度算法，我们称之为VLS，为“{ \em可变长度调度}”，提供加权公平的所有站点，尽管MAC层和物理信道的缺陷。VLS的独特功能包括使用基于分布式观测的可变传输长度，与802.11的竞争窗口算法的兼容性，在时变无线环境中实现高吞吐量的机会主义调度，以及灵活性和易于实现。此外，VLS使每个站的吞吐量更平滑，这对视频和语音等实时应用很有吸引力。虽然本文主要假设了802.11协议，但该思想通常适用于基于载波侦听多址接入（CSMA）的无线网络。
2007-12-12 cs.NI
On the Analysis of Adaptive-Rate Applications in Data-Centric Wireless Ad-Hoc Networks
在多跳无线ad-hoc网络中，自适应应用的数据率具有固有的挑战性。数据包冲突、信道竞争和队列建立会导致数据包丢失，但在传统的TCP/IP体系结构中很难管理。这项工作探讨了一种以数据为中心的方法，基于名称数据网络（NDN）架构，这被认为是更适合于无线ad-hoc网络。我们发现，默认的NDN传输提供了更好的性能，在线性拓扑结构，但斗争在更广泛的网络，由于高的冲突和竞争造成的过度利益无序的数据检索和冗余数据传输从不正确的兴趣寿命设置以及在网络缓存。为了解决这些问题，我们使用往返跳数来限制利息率和动态利息生命周期，以最大限度地减少不当利息生命周期的负面影响。最后，我们分析了网络缓存对传输性能的影响，以及哪些场景可能会从中受益或受到影响。
2021-07-14 cs.NI
Quadrant Based DIR in CWin Adaptation Mechanism for Multihop Wireless Network
在多跳无线网络中，每个节点的业务转发能力根据其竞争水平而变化。每个节点都可以将自己的信道接入机会让给相邻的节点，这样所有的节点都可以均匀地共享信道，并具有相似的转发能力。以这种方式，无线信道被有效地利用，这是使用竞争窗口自适应机制（CWAM）来实现的。这种机制实现了更高的端到端吞吐量，但消耗了更高的网络功率。因此，一种新提出的算法基于象限的定向路由协议（Q-QRP）被实现为与CWAM的跨层，以通过有限的洪泛来降低总网络功耗，并且还降低路由开销，这最终增加了总网络吞吐量。该算法将广播区域限制在源节点和目的节点所在的象限内。该算法在基于Linux的NS-2仿真器上实现。
2015-05-30 cs.NI
Wireless Congestion Control Protocol For Multihop Ad Hoc Networks
传统的TCP拥塞控制机制在IEEE 802.11 MAC协议应用于多跳Ad hoc网络时，遇到了许多新的问题，性能受到影响。许多问题是由于MAC层的介质争用造成的。本文首先说明了严重的介质竞争和拥塞是紧密耦合的，TCP的拥塞控制算法粒度过粗，导致吞吐量不稳定和过长的延迟。进一步，我们说明了TCP的严重的不公平性问题，由于介质竞争和总吞吐量和公平性之间的权衡。然后，基于新的使用信道繁忙率，一个更准确的度量来表征网络的利用率和拥塞状态，我提出了一个新的无线拥塞控制协议（WCCP），有效地和公平地支持多跳ad hoc网络中的传输服务。在该协议中，沿业务流的每个转发节点执行节点间和节点内的公平资源分配，并相应地确定MAC层反馈。端到端的反馈最终由流中的瓶颈节点决定，并被带回到源以控制其发送速率。大量的仿真结果表明，WCCP显着优于传统的TCP的信道利用率，延迟和公平性，并消除饥饿问题。
2010-02-08 cs.NI
QoS-aware Full-duplex Concurrent Scheduling for Millimeter Wave Wireless Backhaul Networks
自干扰消除技术的发展使全双工通信成为可能。针对小小区密集部署、时隙资源有限的情况下流的服务质量（QoS）问题，将FD通信引入毫米波（mmWave）无线回程网络的并发调度问题。我们提出了一个QoS感知的FD并发调度算法，以最大限度地提高流的数量与他们的QoS要求得到满足。该算法以竞争图为基础，充分利用了FD条件。同时考虑了残余自干扰（RSI）和多用户干扰（MUI）。此外，它还充分考虑了流的QoS要求，保证了流的高速率传输。在60 GHz下的大量仿真结果表明，在较高的SI消除水平和适当的竞争阈值下，与其他现有方案相比，所提出的FD算法在满足QoS要求的流数和系统吞吐量方面具有更好的性能.
2018-12-29 cs.NI
Towards a More Accurate Carrier Sensing Model for CSMA Wireless Networks
这项工作对过去关于CSMA无线网络的大量工作提出了质疑。在大多数关于CSMA无线网络的研究中，竞争图被用来建模链路之间的载波侦听关系（CS）。这是一个0-1模型，其中两个链接可以完全感知对方，也可以完全不感知对方。在真实的实验中，我们观察到通常情况并非如此：链路之间的CS关系通常是概率性的，并且可以随时间动态变化。即使链路之间的距离是固定的，并且环境没有剧烈变化，情况也是如此。此外，这种部分载波侦听关系是普遍的，并且在链路之间的宽范围距离上发生。这一观察结果与0-1竞争图并不一致，这意味着从以前的理论研究中得出的许多结果和结论需要重新审视。本文建立了一个更准确的CS模型，旨在为未来反映现实的理论研究奠定基础。为此，我们建立了详细的实验来研究部分载波感知现象。我们讨论的影响和使用我们的部分载波侦听模型在网络分析。
2008-09-25 cs.NI
Saturation Throughput Analysis of IEEE 802.11b Wireless Local Area Networks under High Interference Considering Capture Effects
基于分布式竞争的介质访问控制（MAC）协议是基于IEEE 802.11的无线局域网（WLAN）的基本组成部分。竞争窗口（CW）动态地改变以适应当前的竞争水平。在每次分组冲突时，站将其CW加倍以减少分组的进一步冲突。IEEE802.11分布式协调功能（DCF）在错误信道中遇到了一个常见的问题。它们不能区分噪声丢包和冲突丢包。在这两种情况下，站点都不接收其ACK，并且使CW加倍以减少进一步的分组冲突。除了噪声丢失分组之外，这不必要地增加了退避开销，显著地降低了吞吐量。此外，实际WLAN的总吞吐量强烈地依赖于信道条件。在真实的无线电环境中，在接入点处从站接收的信号功率经受确定性路径损耗、阴影和快速多径衰落。在本文中，我们提出了一种新的饱和吞吐量分析IEEE 802.11 DCF考虑错误信道和捕获效应。为了缓解IEEE 802.11 DCF的低性能，我们引入了一种机制，大大优于噪声环境下的低网络流量，并比较其性能与现有的标准。我们扩展了Bianchi（3）最初提出的多维马尔可夫链模型来表征DCF的行为，以便考虑实际信道条件和捕获效应，特别是在高干扰无线电环境中。
2010-02-08 cs.NI
Adaptive Beamwidth Selection for Contention Based Access Periods in Millimeter Wave WLANs
60 GHz无线局域网（WLAN）标准（例如，IEEE 802.11ad和IEEE 802.15.3c）采用由使用CSMA/CA的基于竞争的接入以及使用时分多址（TDMA）的专用服务时段组成的混合MAC协议。为了在协议的竞争部分中提供信道接入，定义了准全向（QO）天线图案，其跨越特定空间方向并且覆盖接入点周围的有限区域。在本文中，我们提出了一种算法来确定每个QO水平的波束宽度。该算法考虑到节点的空间分布，以自适应的方式分配每个QO级别的波束宽度，以最大限度地提高信道利用率，并满足所需的链路预算标准。由于所提出的算法最小化的冲突，它也最小化所需的平均时间来传输总的数据包在一个QO水平。在给定的网络参数下，该算法将平均信道利用率提高了20-30%，将传输总数据包所需的时间减少了40-50%。
2019-09-09 cs.NI
Resource Allocation for a Wireless Coexistence Management System Based on Reinforcement Learning
OWL University of Applied Sciences（东威斯特伐利亚应用科学大学）；Institute of Industrial Information Technologies（工业信息技术研究所）
在工业环境中，使用越来越多的无线设备，这些设备利用免许可频带。由于这些相互干扰的无线系统可能会降低共存的状态。因此，需要一种中央共存管理系统，其将无冲突资源分配给无线系统。为了确保无冲突的资源利用，在分配资源之前预测预期的介质利用是有用的。本文提出了一种基于强化学习的自学习概念。基于神经网络的强化学习代理的模拟评估，称为深度Q网络和双深度Q网络，实现了示例性和实际相关的共存场景。对双深度Q网络的评估表明，在所有调查的情况下，预测准确率至少可以达到98%。
2018-05-24 cs.LG cs.NI eess.SP
LoRa-RL: Deep Reinforcement Learning for Resource Management in Hybrid Energy LoRa Wireless Networks
LoRa无线网络被认为是下一代物联网（IoT）系统的关键技术。新的物联网部署（例如，智能城市场景）每平方公里可能具有数千个设备，导致提供连接的巨大功耗。在本文中，我们研究了由电网和可再生能源混合供电的绿色LoRa无线网络，它可以在处理间歇性供应的同时受益于收获的能量。本文提出了有限数量的信道和扩频因子（SF）的资源管理方案，以提高LoRa网关的能量效率。首先，在满足系统的服务质量需求的同时使电网功耗最小化的问题被公式化。具体而言，这两种情况下的不相关和时间相关的信道进行了研究。最优的资源管理问题是通过解耦成两个子问题：信道和SF分配问题和能量管理问题。由于最优解的获得具有较高的复杂性，在线资源管理启发式算法，最大限度地减少电网的能源消耗。最后，考虑到信道和能量的相关性，自适应资源管理方案的基础上强化学习（RL），开发。仿真结果表明，所提出的资源管理方案提供了在LoRa无线网络中的可再生能源的有效利用。
2021-09-06 cs.NI eess.SP
Dynamic Frequency Management in 802.11-based Multi-Radio Wireless Networks
在802.11网格部署中，有效的信道选择对于最小化同信道设备之间的争用和干扰并且从而支持多个QoS敏感的应用是必不可少的。已经提出了一些协议用于在这样的网络中的频率分配，但是它们不解决端到端的问题。在本文中，我们提出了一个一般配方的信道选择问题，同时考虑到性能的网状接入和网状回程。此外，我们提出了ARACHNE，路由感知的无线网状网络的信道选择协议。ARACHNE在自然界中是分布式的，并受到我们在无线测试平台上的测量的激励。我们的协议的主要新颖之处在于采用了一个度量，该度量可以捕获网络中不同路由的端到端链路负载。ARACHNE优先将低干扰信道分配给以下链路：（a）需要服务高负载聚合业务和/或（b）已经遭受显著水平的竞争和干扰。我们的协议考虑到每个设备的潜在接口（无线电）的数量，并分配这些接口的方式，有效地利用可用的信道容量。我们评估ARACHNE通过广泛的，tracedriven模拟，我们表明，接近最佳的信道选择。我们观察到，我们的协议提高了总的网络吞吐量，相比其他三个代表性的信道分配方法在文献中。
2012-11-04 cs.NI
ncsim: A Lightweight Simulator for Networked Edge Computing with Wireless Interference Modeling
University of Southern California（南加州大学）；Loyola Marymount University（洛约拉马利蒙特大学）
ncsim通过结合DAG工作流调度与物理基础的IEEE 802.11 CSMA/CA干扰建模，解决无线边缘计算中计算放置与干扰建模的耦合问题，实验显示干扰影响显著导致调度器排名反转。
2026-09-06 cs.DC cs.NI
Applications of Belief Propagation in CSMA Wireless Networks
置信传播（BP）算法是解决图模型（例如贝叶斯网络和马尔可夫随机场）中“推理”问题的有效方法。CSMA无线网络的系统状态概率分布是一个马尔可夫随机场。一个有趣的问题是BP如何帮助CSMA无线网络的分析和设计。本文探讨了三个这样的应用程序。首先，我们展示了如何BP可以用来计算网络中不同链路的吞吐量给定其访问强度，定义为平均分组传输时间除以平均退避倒计时时间。其次，我们提出了一个逆BP算法来解决反向问题：如何设置不同的链路，以满足其目标吞吐量的访问强度？第三，我们引入了一个BP自适应CSMA算法，以找到链路接入强度，可以实现最佳的系统效用。BP算法在树型网络中解决了这三个问题，得到了较好的结果。然而，它可能会失去准确性，在网络与循环竞争图。我们展示了如何一个广义版本的BP，GBP，可以设计来解决这三个问题，具有高精度的网络与循环竞争图。重要的是，我们展示了本文中的BP和GBP算法如何以分布式方式实现，使它们在实际的CSMA网络操作中非常有用。
2011-07-14 cs.NI
Joint AP Association and PCS Threshold Selection in Dense Full-duplex Wireless Networks
联合接入点（AP）关联和物理载波侦听（PCS）阈值选择具有在高竞争、干扰和自干扰（SI）受限的传输下改善高密度无线LAN（WLAN）中的性能的潜力。使用随机几何工具，用户和AP位置是空间点过程的独立实现。考虑到信道接入协议的固有影响，吞吐量的空间密度（SDT），这取决于信道接入概率和覆盖率，推导出的性能目标。利用网络的空间统计，吞吐量效用最大化问题，制定寻求AP关联和PCS阈值选择策略，共同最大化SDT。分析推导了AP关联和PCS门限选择策略，并给出了数值求解算法。在涉及全双工（FD）节点的模拟场景下，优化AP关联可以在大规模无线网络中从低到高的节点密度下获得性能增益。考虑PCS阈值选择优化联合AP关联，以提高性能，有效地分离并发传输的空间。结果表明，AP关联在FD无线局域网组用户到最小的竞争域和PCS阈值优化降低了干扰域的用户组的额外的性能增益。
2021-04-28 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed and Centralized Hybrid CSMA/CA-TDMA Schemes for Single-Hop Wireless Networks
具有冲突避免的载波侦听多址接入（CSMA/CA）的强度可以与时分多址接入（TDMA）的强度相结合，以增强诸如基于IEEE 802.15.4的无线个域网（WPAN）之类的无线网络中的信道接入性能。特别地，传统的基于CSMA/CA的媒体访问控制（MAC）方案在拥塞网络中的性能可以通过混合CSMA/CA-TDMA方案来增强，同时保持可扩展性属性。在本文中，我们提出了分布式和集中式信道接入模型，遵循基于马尔可夫决策过程（MDP）的传输策略，以访问竞争期和无竞争期的智能方式。该模型考虑缓冲区的状态作为拥塞的指示，提供的业务不超过信道容量。我们扩展的模型，考虑隐藏节点碰撞问题，由于信道衰落引起的信号衰减。仿真结果表明，基于MDP的分布式信道接入方案优于传统的时隙CSMA/CA方案。该方案在由异构节点组成的网络中也有效地工作。集中式模型优于分布式模型，但需要网络的全局信息。
2014-01-22 cs.IT cs.NI math.IT
Location-Aware Dynamic Resource Management for High-Speed Railway Wireless Communications
随着高速铁路的快速发展，高速列车上的移动通信需求日益增长。这使得有限带宽下高速铁路无线通信资源管理的研究受到了极大的关注。由于HSR无线通信的异构服务质量（QoS）需求和动态特性，资源管理是一个具有挑战性的问题。在这篇文章中，我们首先提供了一个国家的最先进的概述高速铁路无线通信和现有的资源管理方案。在此基础上，提出了一种基于位置感知的跨层动态资源管理优化框架，利用训练位置信息进行动态设计。接下来，我们展示了随机网络优化理论在解决高速铁路无线通信中的动态资源管理问题中的应用。最后在结论中指出了位置感知动态资源管理的未来研究方向。
2016-01-08 cs.NI
Joint Wireless and Edge Computing Resource Management with Dynamic Network Slice Selection
网络切片是在边缘计算系统中实现低延迟计算卸载的一种有前途的方法。在本文中，我们考虑了网络切片下的边缘计算系统，其中无线设备生成延迟敏感的计算任务。我们解决的问题，联合动态分配的计算任务的切片，跨切片的无线电资源的管理和切片内的无线电和计算资源的管理。我们制定的联合切片选择和边缘资源管理（JSS-ERM）问题作为一个混合整数问题的目标，以最大限度地减少计算任务的完成时间。我们表明，JSS-ERM问题是NP-难的，并开发了一个近似算法与有界的逼近比的基础上的博弈论处理的问题。我们提供了大量的仿真结果表明，网络切片可以提高系统的性能相比，没有切片，所提出的解决方案可以实现显着的收益相比，平等的切片政策。我们的研究结果还表明，所提出的算法的计算复杂性是近似线性的设备的数量。
2020-01-22 cs.NI eess.SP
Evolution Toward 6G Wireless Networks: A Resource Management Perspective
在本文中，我们首先介绍了6 G无线网络的愿景、关键性能指标、关键使能技术（KCN）和服务。然后，我们强调了一系列的一般资源管理（RM）的挑战，以及独特的RM挑战对应于每个KET。6 G中独特的RM挑战需要将现有的基于优化的解决方案转变为人工智能/机器学习授权的解决方案。在续集中，我们制定了一个联合网络选择和子信道分配问题的6 G多频带网络，提供进一步增强的移动宽带（FeMBB）和极端超可靠低延迟通信（eURLLC）服务的地面和空中用户。我们的解决方案突出了多频段网络的有效性，并展示了与深度Q网络和双深度Q网络算法相比，深度Q学习在获得高效RM解决方案方面的鲁棒性，收敛速度更快。
2021-08-14 cs.NI eess.SP
A Double-station Access Protocol for Optical Wireless Scattering Communication Networks
提出了一种适用于光无线散射通信网络（OWSCN）的具有多重退避机制的双站接入协议（DS-CSMA）。%，其中两个站可以同时向单个目的地传输数据。可以避免帧彼此冲突。此外，我们扩展现有的Bianchi马尔可夫模型的状态传输模型，分析碰撞概率，吞吐量和平均延迟。对于协议的应用，我们提出了优化初始竞争窗口和指示矩阵，以最大化吞吐量。数值和仿真结果表明，该协议可以实现更高的吞吐量和更低的传输延迟相比，最先进的基线。
2020-04-12 cs.NI
Performance Comparison of Contention- and Schedule-based MAC Protocols in Urban Parking Sensor Networks
网络交通模型是城市应用中的关键问题，主要是因为它的多样性和节点密度。由于无线传感器网络高度关注智能城市的发展，仔细考虑流量模型有助于选择合适的协议和调整网络参数，以达到最佳的能量-延迟权衡性能。在本文中，我们比较了两个现成的媒体访问控制协议的性能在两种不同的流量模型，然后评估其应用端的信息延迟和能量消耗，而不同的流量参数和网络密度。从模拟结果中，我们突出了网络密度和事件驱动的应用程序的发生频率引起的一些限制。当涉及到实时城市服务时，应考虑协议选择-即使是动态地-特别注意能量延迟权衡。为此，我们提供了一些见解停车传感器网络。
2014-06-20 cs.NI
A Survey on the Role of Wireless Sensor Networks and IoT in Disaster Management
气候变化或其他生态因素造成的极端事件和灾害难以预测和管理。通过采用新的非传统风险评估和管理战略，可以克服目前最先进的灾害预测和管理办法的局限性。下一代物联网（IoT）、无线传感器网络（WSNs）、5G无线通信和大数据分析技术是未来有效灾害管理基础设施的关键推动因素。在本章中，我们委托对新兴的无线通信技术进行了一项调查，这些技术有可能增强灾害预测、监测和管理系统。挑战，机遇和未来的研究趋势突出，在这一领域的研究人员提供一些潜在的未来工作的见解。
2019-09-23 cs.NI
Adaptive Power Management for Wireless Base Station in Smart Grid Environment
对全球环境变化的日益关注引发了能源利用方式的革命。在无线产业中，绿色无线通信最近得到越来越多的关注，并有望在降低电力消耗方面发挥重要作用。特别是，促进无线通信的节能与环境保护相关的行动正变得势在必行。为此，我们研究了一种绿色通信系统模型，其中无线基站配备了可再生能源和电网的组合，以最大限度地减少功耗，以及满足用户的需求。更具体地说，我们专注于无线基站的自适应电源管理，以最大限度地减少各种不确定性，包括可再生能源发电，电力价格和无线流量负载下的功耗。我们相信，基于所研究的通信架构的需求侧电源管理解决方案是迈向绿色无线通信的重要一步。
2014-01-28 cs.NI
Application of Machine Learning in Wireless Networks: Key Techniques and Open Issues
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Auburn University（奥本大学）
作为实现人工智能的关键技术，机器学习（ML）能够在没有显式编程的情况下解决复杂问题。由于其在图像识别等许多实际任务中的成功应用，工业界和研究界都倡导ML在无线通信中的应用。本文综述了ML在无线通信中的应用，主要包括：MAC层的资源管理、网络层的组网和移动性管理以及应用层的定位。在资源管理中的应用还包括功率控制、频谱管理、回程管理、缓存管理、波束形成器设计和计算资源管理，而基于ML的网络集中在集群、基站切换控制、用户关联和路由中的应用。此外，在每个方面的文献组织根据所采用的ML技术。此外，还分析了ML在无线通信中应用的几个条件，以帮助读者决定是否使用ML以及使用哪种ML技术，并总结了传统方法及其与基于ML的方法的性能比较，在此基础上阐明了被调查文献采用ML的动机。鉴于研究领域的广泛性，提出了挑战和未解决的问题，以促进未来的研究，其中基于ML的网络切片，基础设施更新，以支持基于ML的范例，开放的数据集和平台的研究人员，ML实现的理论指导等进行了讨论。
2019-03-01 cs.LG cs.NI
Autonomous Energy Management system achieving piezoelectric energy harvesting in Wireless Sensors
无线传感器网络（WSNs）广泛用于监测应用，例如智能建筑中的湿度和温度传感、工业自动化和预测作物健康。传感器节点被部署在遥远的地方，从环境中感知数据信息，并将感知数据传输到基站（BS）。当传感器耗尽能量时，如果没有替代能源，它将无法再发挥其作用。然而，传感器电池中的有限能量阻碍了此类应用中的长期过程。此外，更换传感器的电池和重新部署传感器在时间和预算方面非常昂贵。为了在不改变传感器尺寸的情况下克服能量限制，研究人员提出了使用能量收集来通过电力重新加载可充电电池。因此，需要有效的功率管理来增加具有额外环境能量的益处。本文提出了一种新的能量自我管理的基础上的比例积分微分控制器（PID）调整的能量收集和微处理器控制器单元（MCU）控制的传感器模式。
2019-09-17 cs.NI eess.SP
Radio Frequency Energy Harvesting and Management for Wireless Sensor Networks
射频能量收集技术在产生少量电能以驱动无线通信电子设备中的部分电路方面具有广阔的前景。降低功耗已成为无线传感器网络的主要挑战。无线传感器网络中的能量消耗是影响系统成本和寿命的重要因素，是一个新兴的研究领域。本章提出了一种实用的方法，用于无线传感器网络的RF能量收集和管理的收获和可用的能量，使用改进的能量有效的蚂蚁路由算法（IEEABR）作为我们提出的算法。本章着眼于射频功率密度的测量，接收功率的计算，收获的功率的存储，以及无线传感器网络中的功率管理。路由采用IEEEABR技术进行能量管理。使用Powercast采集器和使用Libelium Waspmote的能量模型进行模拟来验证该方法的实际和实时实现。本章最后与收获的能量的性能分析，IEEABR和其他传统的能量管理技术的比较，同时也期待在无线传感器网络的能量收集和管理的开放研究领域。
2012-09-04 cs.NI
Context management strategies in wireless network
无线技术中的上下文管理策略依赖于从各个节点收集准确的信息。管理员或自动化系统可以利用这些信息（称为上下文信息）来决定特定的管理问题。传统的固定网络管理方法或多或少都是集中式的，而无线网络管理策略则更加复杂，如分层、全分布式和混合式等。引入新策略的原因是基于无线网络的动态和不可预测的性质及其（通常）有限的资源，这些资源不支持集中式管理解决方案。在这项工作中，正在努力揭示一些特定的策略，可以用来管理上下文信息，达到决策的中心，这项工作的结论是详细比较的策略，使上下文应用程序开发人员作出正确的选择，在特定的情况下使用的策略。
2014-06-09 cs.NI
Performance Prediction of On-NIC Network Functions with Multi-Resource Contention and Traffic Awareness
本文提出 Yala 系统，通过建模智能网卡上多资源竞争并引入流量感知，显著提升网卡上网络功能性能预测精度并减少 SLA 违规。
2025-02-09 cs.NI
Outage and Local Throughput and Capacity of Random Wireless Networks
中断概率和单跳吞吐量是已经针对某些特定类型的无线网络进行评估的两个重要性能度量。然而，有一个更大的类的网络缺乏全面的结果，也没有系统的方法，允许方便地比较网络的性能与不同的几何形状和随机性水平。引入不确定性立方体对网络中存在的不确定性进行分类。立方体的三个轴表示干扰受限网络中不确定性的三个主要潜在来源：节点分布、信道增益（衰落）和信道接入（传输节点集）。对于性能分析，定义了一个新的参数，即所谓的{ \em空间竞争}。它测量ALOHA网络中的中断概率的斜率作为在$p=0$的发送概率$p$的函数。中断被定义为在给定时隙中信号干扰比（SIR）低于某个阈值的事件。结果表明，空间竞争是足够的特征中断和吞吐量在大类的无线网络，对应于不同的位置上的不确定性立方体。现有的结果被放置在这个框架中，并得出新的。此外，解释中断概率的SIR分布，遍历能力的单位距离链路的确定和比较，可实现的吞吐量为固定的（但优化）传输速率。
2008-06-05 cs.IT cs.NI math.IT
Deep Generative Model and Its Applications in Efficient Wireless Network Management: A Tutorial and Case Study
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Guangdong University of Technology（广东工业大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；University of Sydney（悉尼大学）
随着扩散模型和ChatGPT的巨大成功，从2022年起，深世代模型（DGM）将经历爆炸式增长。不仅限于内容生成，DGM还广泛应用于物联网，Metaverse和数字孪生，因为它们具有出色的表示复杂模式和生成合理样本的能力。在这篇文章中，我们探讨了DGMs在一个关键任务中的应用，即，提高了无线网络管理的效率。具体而言，我们首先概述了生成式人工智能，以及三个代表性的DGMs。然后，DGMs授权的无线网络管理框架，提出了一个详细说明的问题，传统的网络管理方法，为什么DGMs可以有效地解决这些问题，以及一步一步的工作流程，应用DGMs在管理无线网络。此外，我们进行了一个案例研究网络经济，使用最先进的DGM模型，即，扩散模型，以生成有效的合同来激励移动AI生成内容（AIGC）服务。最后，我们讨论了进一步研究的重要开放方向。
2023-03-30 cs.AI cs.LG cs.NI
A Study of IEEE 802.15.4 Security Framework for Wireless Body Area Network
无线体域网（WBAN）是一组低功耗、轻量级的无线传感器节点，用于监测人体功能和周围环境。它支持许多创新和有趣的应用，包括无处不在的医疗保健和消费电子（CE）应用。由于WBAN节点用于收集敏感（生命关键）信息，并且可能在恶劣环境中运行，因此需要严格的安全机制来防止与系统的恶意交互。在本文中，我们首先强调主要的安全要求和拒绝服务（DoS）攻击WBAN在物理层，介质访问控制（MAC），网络和传输层。然后，我们讨论了IEEE 802.15.4的安全框架，并确定在WBAN的上下文中的安全漏洞和主要攻击。分析和讨论了对竞争接入期（CAP）和无竞争期（CFP）部分的各种攻击。据观察，聪明的攻击者可以成功地破坏CFP周期中越来越多的GTS时隙，并且可以显著地影响WBAN中的服务质量（QoS）（因为大部分数据在CFP周期中携带）。随着智能攻击者数量的增加，损坏的GTS时隙最终会增加，这会阻止合法节点有效地利用带宽。这意味着，直接适配的IEEE 802.15.4安全框架WBAN是不完全安全的某些WBAN应用程序。需要新的解决方案来在WBAN中集成高级别的安全性。
2011-02-03 cs.NI
Survey on Multi-Agent Q-Learning frameworks for resource management in wireless sensor network
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本报告旨在调查多智能体Q-学习算法，分析所使用的不同博弈论框架，解决每个框架的应用，并报告挑战和未来方向。本研究的目标应用是无线传感器网络中的资源管理。在第一部分中，作者介绍了无线传感器网络的应用。然后，作者对无模型强化学习问题的经典解决方案Q-学习算法进行了总结。在第三部分中，作者将Q-学习算法扩展到多智能体场景，并讨论了它的挑战。在第四部分中，作者综述了研究人员用于解决无线传感器网络中资源分配和任务调度问题的博弈论框架。最后，作者提到了这个领域中一些有趣的开放挑战。
2021-05-05 cs.GT cs.LG cs.MA
Generative Adversarial Learning for Intelligent Trust Management in 6G Wireless Networks
Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学）；University of Guelph（圭尔夫大学）；Hosei University（法政大学）
新兴的第六代移动通信（6G）融合了异构无线网络，能够无缝支持随时随地的联网。但6G应该提供高质量的信任，以满足移动用户的期望。人工智能（AI）被认为是6G最重要的组成部分之一。基于人工智能的信任管理是提供可信和可靠服务的一个很有前途的范例。在这篇文章中，提出了一种用于6G无线网络的生成式对抗学习信任管理方法。首先回顾了一些典型的基于人工智能的信任管理方案，然后介绍了一种潜在的异构和智能的6G架构。接下来，开发了AI和信任管理的集成，以优化智能和安全性。最后，提出的基于人工智能的信任管理方法应用于安全聚类，以实现可靠和实时的通信。仿真结果表明，该算法在保证网络安全和服务质量方面具有良好的性能。
2022-08-02 cs.AI cs.LG cs.NI
Average Reward Reinforcement Learning for Wireless Radio Resource Management
University of Virginia（弗吉尼亚大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
针对无线资源管理中折扣报酬强化学习与无折扣优化目标不匹配的问题，提出平均报酬离策略软演员评论家方法，仿真显示系统性能较传统方法提升15%。
2025-01-12 cs.IT cs.LG cs.NI
A Hop-by-hop Cross-layer Congestion Control Scheme for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中的拥塞可能导致数据包丢失、吞吐量降低和能量浪费。针对这一问题，提出了一种基于竞争的MAC协议的逐跳跨层拥塞控制方案（HCCC）。HCCC根据MAC层的信道信息，包括缓存占用率和本地节点的拥塞程度，动态调整MAC层的信道接入优先级和节点的数据传输速率，以解决拥塞问题。已经进行了模拟比较HCCC对密切相关的现有计划。结果表明，HCCC在丢包率、吞吐量和能量效率方面具有相当大的优势。
2011-12-31 cs.NI
On the Existence and Structure of Mixed Nash Equilibria for In-Band Full-Duplex Wireless Networks
这篇文章提供了第一个特性的混合纳什均衡（MNE）的无线系统与全双工能力的终端，共享一个共同的信道，通过基于Aloha的竞争。专注于一个简单的网格拓扑结构，我们证明了混合MNE存在，只有当比例，自干扰消除的准确性，被授予之间的成本进行全双工和半双工操作。分析表明，如何适当选择这样的成本允许MNE，也是最佳的从网络的角度来看，在总吞吐量。考虑到无政府状态的无政府代价，讨论了系统性能对成本的敏感性。
2017-12-30 cs.GT cs.NI
Backhaul-Aware Interference Management in the Uplink of Wireless Small Cell Networks
University of Oulu（奥卢大学）；University of Miami（迈阿密大学）
用于干扰管理的分布式机制的设计是新兴的无线小小区网络中的关键挑战之一，其回程是容量有限的并且是异构的（有线、无线及其混合）。在本文中，提出了一种新的，回程感知的方法来干扰管理在无线小小区网络。所提出的方法使得宏小区用户设备（MUE）能够通过利用相邻小小区基站的存在来优化其上行链路性能。该问题被制定为一个非合作的MUE之间的游戏，寻求优化他们的延迟率权衡，给定的条件下的无线接入网络和-可能异构-回程。为了解决这个问题，提出了一种新的分布式学习算法，利用该算法，在给定有限的可用信息量的情况下，MUE自主地选择其最佳上行链路传输策略。所提出的算法的收敛性和它的性质进行了研究。仿真结果表明，在各种类型的回程，所提出的方法产生显着的性能增益，在平均吞吐量和延迟的MUE，相比现有的基准算法。
2013-08-27 cs.GT cs.LG cs.NI
Learning from Peers at the Wireless Edge
最后一英里连接由无线链路主导，其中异构节点共享有限且已经拥挤的电磁频谱。当前基于竞争的分散式无线接入系统本质上是反应性的，以减轻干扰。在本文中，我们建议使用神经网络学习和预测频谱的可用性，在一个合作的方式，使其可用性可以预测具有高精度，以最大限度地提高无线接入和最大限度地减少同时链路之间的干扰。边缘节点具有广泛的感知和计算能力，同时经常使用不同的运营商网络，这些运营商可能不愿意共享他们的模型。因此，我们引入了一个对等的联邦学习模型，其中一个局部模型是根据每个节点的感知结果进行训练，并在其对等体之间共享，以创建一个全局模型。基站或接入点充当集中式参数服务器的需求被授权边缘节点作为本地模型的聚合器并最小化模型传输的通信开销所取代。我们生成无线信道接入数据，用于训练本地模型。局部和全局模型的仿真结果表明，在各种网络拓扑结构中预测信道机会的准确率超过95%。
2020-01-30 cs.NI eess.SP
An Evolvable Fuzzy Logic System for handoff management in heterogeneous Wireless Networks
下一代无线网络（NGWNs）的特点之一是其异构的通信环境。异构网络包括无线WAN、LAN、MAN和PAN。在这方面，最重要的参数是这些网络的不同数据率和覆盖范围。在本文中，我们提出了一种基于进化模糊逻辑的算法，用于管理异构无线网络中的切换过程。我们使用模糊逻辑系统来确定切换过程的正确启动时间，并利用遗传算法（GA）来预测模糊模块的最佳规则形式。我们实现了我们提出的方案上一个特殊的仿真模型，并讨论了进化算法的影响。
2016-03-08 cs.NI
A Modified IEEE 802.15.6 MAC Scheme to Enhance Performance of Wireless Body Area Networks in E-health Applications
最近发布的IEEE 802.15.6标准规定了用于无线体域网（WBAN）的各种医疗和非医疗应用的若干物理（PHY）层和介质访问控制（MAC）层协议。WBAN的医疗应用有几个强制性的要求和约束，即高可靠性，严格的延迟期限和低功耗。标准的IEEE 802.15.6 MAC方案不能满足WBAN医疗应用的所有要求。为了解决这个问题，我们提出了一个基于IEEE 802.15.6的MAC方案，是修改的MAC结构，用户优先级和访问机制的标准IEEE 802.15.6 MAC方案。该方法具有三个接入阶段：随机接入阶段（RAP）、管理接入阶段（MAP）和竞争接入阶段（CAP）。提出的四个用户优先级节点在RAP期间使用具有大竞争窗口值的CAMA/CA机制来接入信道。该方案采用RTS/CTS接入机制代替基本接入机制，以减轻隐藏和暴露终端问题的影响。此外，我们开发了一个分析模型来评估所提出的MAC方案的性能，并使用Maple求解分析模型。结果表明，在电子健康应用中，与标准IEEE 802.15.6 MAC方案相比，改进的IEEE 802.15.6 MAC方案在可靠性、吞吐量、平均接入时延、能量消耗、信道利用率和公平性等方面均具有更好的性能。
2022-09-01 cs.NI
Optimal Resource Management for Hierarchical Federated Learning over HetNets with Wireless Energy Transfer
针对工业物联网异构网络中资源受限设备开展分层联邦学习的能效挑战，提出结合无线能量传输的启发式资源管理算法H2RMA，在训练损失和电网能源成本上实现更优性能。
2023-05-03 cs.NI eess.SP
Design and Implementation of Distributed Resource Management Mechanisms for Wireless Mesh Networks
在本文中，我们设计并实现了一个资源管理方案的基础上，合作的关联，其中STA可以共享有用的信息，以提高性能的关联/切换过程。协同关联机制是受无线网络中快速设计的协作协议的启发而提出的。此外，我们引入了一个负载均衡机制，考虑到上行链路和下行链路的信道条件，路由性能和拥塞控制的跨层方式操作。我们提出的迭代启发式算法，以分布式的方式控制每个网状AP的通信负载。我们通过OPNET仿真和测试平台实验来评估我们的机制的性能。
2012-06-30 cs.NI
When Discovery Becomes a Storm: A ROS 2 Discovery Model for Wireless Robotic Networks
DGIST（大邱冈科学技术院）
针对无线机器人网络中ROS 2的发现风暴问题，提出闭环分析模型并验证，设计响应感知策略将平均发现完成时间降低25.3%至39.7%。
2026-08-04 cs.NI
Discrete-Time Analysis of Wireless Blockchain Networks
区块链（BC）技术可以通过提供一种分布式、安全且不可更改的方式来促进运营商、用户和其他利益相关者之间的协作，从而彻底改变未来的网络。其实现传统上由有线通信支持，BC引入的高延迟等性能指标是关键技术缺陷之一。然而，当应用于无线通信时，BC的性能仍然未知，特别是如果运行在基于竞争的网络上。在本文中，我们评估BC技术的延迟性能时，支持的通信平台是无线的，特别是我们专注于IEEE 802.11ax，用户的无线资源配置的用例。为此，我们提出了一个离散时间马尔可夫模型来捕获由BC引起的预期延迟。与文献中的其他模型不同，我们考虑了定时器和分叉对端到端延迟的影响。
2021-04-12 cs.NI
Adaptive and Dynamic Wireless Routers with Smart Antenna for Power Management
在最近的无线技术演进中，功率管理一直是令人担忧的因素。为了克服电力短缺，采取措施寻找新的能量收集方法，减少功率衰减的方法和节能技术。无线路由器即使消耗不多的电力，电池供电的设备需要很多。将多个天线嵌入全向天线中，以最小的传输角度将无线电波信号的波束集中到节点的方向上，可以解决这个问题，被称为“智能天线”。为了减少功率浸渍，我们将进行自适应和动态传输，其中天线的传输角度根据节点的移动而变化。除了节省电力相当，它也提高了信号强度
2012-02-21 cs.NI
Accelerator-as-a-Service in Public Clouds: An Intra-Host Traffic Management View for Performance Isolation in the Wild
本研究针对公有云硬件加速器无法普惠使用的问题，指出性能隔离不足是核心难点，提出将流量建模为网络流并主动整形以避免竞争的方案，为未来I/O管理栈与设备接口设计提供参考。
2024-07-14 cs.AR cs.DC cs.NI
A Control and Management Network for Wireless ATM Systems
本文描述了一个移动无线异步传输模式（ATM）网络的控制和管理网络（orderwire）的设计。这种移动无线ATM网络是快速部署无线电网络（RDRN）的一部分。指令线系统由覆盖在移动无线ATM网络上的分组无线电网络组成，该网络中的每个网络单元使用全球定位系统（GPS）信息来控制提供空间复用的波束形成天线子系统。本文还提出了一种新的虚拟网络配置（VNC）算法预测网络配置。讨论了一种基于VNC的移动ATM专用网-网接口（PNNI）。最后，作为系统实现的前奏，讨论了订单线系统的MATRIX仿真结果。
1999-04-22 cs.NI
