具有基础设施支持的多信道无线网络的容量与延迟

在本文中，我们提出了一种新颖的具有基础设施支持的多信道网络，称为MC-IS网络，该网络在文献中尚未被研究。据我们所知，我们是首个研究此类MC-IS网络的人。我们提出的MC-IS网络相较于三种现有传统网络具有若干优势，即单信道无线自组织网络（称为SC-AH网络）、多信道无线自组织网络（称为MC-AH网络）以及具有基础设施支持的单信道网络（称为SC-IS网络）。具体而言，我们提出的MC-IS网络的网络容量是SC-AH网络和MC-AH网络的 $\sqrt{n \log n}$ 倍，并与SC-IS网络相同，其中 $n$ 为网络中的节点数。我们的MC-IS网络的平均延迟是SC-AH网络和MC-AH网络的 $\sqrt{\log n/n}$ 倍，并且是SC-IS网络平均延迟的 $\min\{C_I,m\}$ 倍，其中 $C_I$ 和 $m$ 分别表示专用于基础设施通信的信道数和每个基础设施节点安装的接口数。我们对仅配备全向天线的MC-IS网络的分析已扩展到仅配备定向天线的MC-IS网络，称为MC-IS-DA网络。我们表明，与SC-IS网络和我们的MC-IS网络相比，MC-IS-DA网络具有更低的延迟 $\frac{c}{\lfloor \frac{2\pi}{\theta}\rfloor \cdot C_I}$。例如，当 $C_I=12$ 且 $\theta=\frac{\pi}{12}$ 时，MC-IS-DA网络可进一步将延迟降低到MC-IS网络的1/24，并将延迟降低到SC-IS网络的1/288。