认知多跳水声网络中的干扰受限调度
系统与控制
2023-12-05 v1 系统与控制
摘要
本文研究了在主用户干扰约束下认知多跳水声网络的最优调度问题。该网络包含主用户和次用户,两类用户均采用多跳传输以提供可靠的通信。在设计与分析中考虑了水声信道的关键特性,包括显著的传播延迟、与距离和频率相关的衰减、半双工调制解调器以及跳间干扰。特别地,由于水下信道模型,时隙分配被发现比频隙分配更为有效。网络调度问题的目标是在限制主用户吞吐量损失的前提下,最大化整个系统的端到端吞吐量。本文同时考虑了集中式与分布式方法。采用部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)框架对优化问题进行建模,并推导了一种最优动态规划算法。然而,最优动态规划解在计算上难以处理。针对目标函数证明了若干关键性质,从而能够以显著降低复杂度的方式设计近似方案。数值结果表明,所提方案在满足主用户吞吐量损失约束的同时,显著提升了系统吞吐量。在某些流量条件下,相对于频隙分配方案的吞吐量增益最高可达 50%。
引用
@article{arxiv.2312.01625,
title = {Interference-Constrained Scheduling of a Cognitive Multi-hop Underwater Acoustic Network},
author = {Chen Peng and Urbashi Mitra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.01625},
year = {2023}
}