CIF: Small: Fundamental Limits of Layered Wireless Networks

CIF：小：分层无线网络的基本限制

• 批准号: 1017436
• 负责人: Natasha Devroye
• 金额: $ 49.9万
• 依托单位: University of Illinois at Chicago
• 依托单位国家: 美国
• 项目类别: Standard Grant
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2010-09-01 至 2015-02-28
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=1017436&HistoricalAwards=false
• 关键词: CIF; Small; Fundamental; Limits; Layered

The goal of the research is to determine the fundamental, information theoretic limits of when and how to layer multiple wireless networks on shared and/or unlicensed bands in a seamless and spectrally efficient manner.Wireless networks are everywhere: WiFi, Bluetooth, cordless phones populate increasingly dense unlicensed frequency bands. Cellular, satellite, military and first-responder networks occupy exclusively licensed bands that are gradually giving way to dynamic, secondary spectrum sharing forms of licensing. For both types of licensing, it is crucial that multiple wireless networks co-exist in the same finite spectral resources in an intelligent, efficient and scalable manner.The time is ripe for a fresh look at how to optimally layer wireless networks, reaching far-beyond today's ``interference-limited'' solutions which combine orthogonal access and the treatment of interference as noise. The research moves away from classical information theoretic single-layer, homogeneous networks to include realistic oblivion constraints on how different layers should interact in a hierarchical fashion. Understanding how to best layer networks constitutes a major step towards eliminating current spectral inefficiencies. The fundamental bounds on the performance of layered networks developed will reveal when incentives for networks to adopt a layered policy exist, which is expected to significantly impact the design of future networks.Both distributed and centralized layered networks are investigated, with goals to:1) develop a structured framework for layered networks, 2) derive capacity regions for deterministic layered networks and associated Gaussian layered networks to within a constant gap, 3) understand layered networks through asymptotic metrics by considering the generalized degrees of freedom of the layered network, the throughput scaling laws with number of nodes in each layer, and the throughput scaling law with number of layers.

该研究的目的是确定何时以及如何以无缝且无执照的频段上的多个无线网络分层的基本，信息理论限制，以无缝且具有频谱高效的方式。无处不在：WiFi，WiFi，WiFi，蓝牙，无线无线，无线无线，无线无线电话填充越来越密集的独立频段。蜂窝，卫星，军事和第一响应者网络占有独家许可​​的乐队，这些乐队逐渐被许可的动态，次要频谱共享形式。 对于两种类型的许可，至关重要的是，多个无线网络以智能，高效和可扩展的方式共存在相同的有限频谱资源中。时间已经成熟了，可以详细研究如何最佳地层层无线网络，从而达到遥不可及的``干扰''解决方案''''解决方案'''解决方案'''解决方案'''''解决方案''''解决方案'''''解决方案和处理与处理和处理噪声的解决方案。 该研究从经典信息理论单层，同质网络中移开，包括对不同层应如何以层次结构方式相互作用的现实遗忘约束。 了解如何最好的层网络构成消除当前光谱效率低下的重大步骤。 开发的分层网络性能的基本界限将揭示何时存在激励网络采用分层政策，这将显着影响未来网络的设计。分布式和集中的分层网络都得到研究，并具有以下方面的目标，1）通过以下方面开发层次的结构化框架，以确定层次的网络，并在确定的网络中介绍了一个确定的网络，并在确定的网络中，在确定的网络中，在确定的网络中，在确定的网络中，在确定的网络中，在确定性的网络中，在确定的网络中，在层次上进行衡量的网络，并在确定的网络中，在确定的网络中，在确定的网络中，在确定的网络中，在层次上介导，在确定的网络中，在确定的网络中，在层次上介导，在确定性网络中，在确定的网络中，在确定的网络中，内部构建层次的网络。渐近指标通过考虑分层网络的广义自由度，每一层中的节点数量的吞吐量缩放定律以及具有层数的吞吐量缩放定律。