thecapacityofwirelessnetworks中文翻译

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1、IEEETRANSACTIONONINFORMATIONTHEORY,VOL.46,NO.2,MARCH2000无线网络的容量TheCapacityofWirelessNetworks(PiyushGupta,StudentMember,IEEE,andP.R.Kumar,Fellow,IEEE)翻译：陈海强学号：08110607摘要：固定范围内的n个随机放置同类节点构成一个无线网络，每个节点传输能力为Wbit/s，在使用无干扰协议，且每个节点的目的节点是随机选择时，可获得网络吞吐量λ(n)是bit/s。如果节

2、点以最优的方式放置在单位面积的圆盘上，业务模式、传输范围都是最优化的配置，在这种情况下，网络每秒钟能够传输的比特-距离乘积是bit•m/s。因此，即便是在最优环境下，每个节点获得的吞吐量也只能是bit/s。对于一个物理模型可选的网络也具有类似的结果。在这种网络中，为了保证成功接收，需要一个特定的信干比（信号干扰比SIR：Signal-to-InterferenceRatio）。实际上，在整个网络覆盖区域内，每个节点都需要和它的本地相邻节点共享一定比例的无线信道，这是网络容量产生瓶颈的原因。把信道分割成多个子信道

3、不改变这个结果。论文得到的一些概念和启示对设计者来说可能具有一定的价值。既然分配到每个用户的吞吐量会随着用户数目的增多而逐渐下降至零，因此设计一个用户数目较少的网络或者配置连接特性，使得节点主要与邻近节点相连接是一种可行的方案。关键词：Adhoc网络，容量，多跳无线通信网，吞吐量，无线网络Ⅰ引言无线网络由众多使用无线信道通信的节点构成。某些无线网络的主干网使用有线连接，而在最后一跳使用无线连接，比如蜂窝语音和数据通信网以及移动IP等。也有一些网络，它所有的连接都是无线的，如多跳无线通信网以及adhoc网络等。此

4、外，一些比较新潮的例子[1]，例如“智能住宅”，它把计算机、微波炉、门锁、洒水机以及其它的“信息设备”通过无线网络连接起来。论文所讨论的正是基于这些类型的无线网络。这些网络由众多的节点通过无线信道互相通信，不设置任何的控制中心。见图1。节点在路由数据包时，相互之间可能还要进行合作。由于没有控制中心，加上节点的多变性，在网络层，媒体访问以及物理层都遇到了许多有线网络如Internet网，蜂窝通信网等所没有碰到的问题。在网络层遇到的主要问题是路由。时变的网络拓扑，功率受限以及无线信道的特性使得问题更加复杂。在Ram

5、anathan和Steenstrup的文献[2]中有相关的论述。在adhoc网络中，由于没有控制中心以及网络拓扑结构是时变的，如何选择一个媒体访问控制方案是一个难题。在蜂窝通信网中，使用TDMA或者动态频率分配非常复杂（没有控制中心）；IEEETRANSACTIONONINFORMATIONTHEORY,VOL.46,NO.2,MARCH2000FDMA在密集网络中效率很低；CDMA由于节点的多变性也很难实施，因为我们需要在一个时变节点中跟踪各个节点的跳频模式以及它们的扩频码；随机访问似乎是目前最合适的方案。自

6、从ALOHA网络诞生那一刻起，许多文献针对多个节点向同一个接收器发送信息时的媒体访问问题进行了广泛的研究，并且提出了无碰撞传输和传输协议的吞吐量界限，见Gallager[3]。共享信道并不会引起网络中“隐藏”终端和“暴露”终端的新问题。MACA协议和它的扩展版本MACAW，见Karn[4]和Bhargavan[5]等，分别使用一系列的握手信号，在一定程度上解决了这些问题，已经成为IEEE802.11协议[6]标准。在物理层，一个重要的问题是能量控制。对节点的传输能量必须进行规划调整，使得它能以很高的可靠性传输到

7、指定的接受端并且对其它节点产生的干扰最小。Bambos,Chen,和Pottie[7]，Ulukus,Yates[8]等提出了迭代功率控制算法。Fig.1Anadhocwirelessnewwork这篇文章分析了无线网络的容量问题。作者对空间进行了划分，假定n个节点被放置在面积为1平方米的区域里。每个节点能以Wbit/s的速率通过公共无线信道发送信息。如果把信道分成多个容量分别为W1,W2,W3,…,WMbit/s的子信道，则只要，则对结果没有影响。数据包将以多跳的方式在节点间进行传输，直至到达目的节点为止。数

8、据包也可以在中间节点进行缓存，等待发送。基于空间分割，多个节点可以同时进行无线传输，假定其它节点没有造成毁灭性的干扰。在后面的章节，将分析子信道上的无线传输在什么条件下能够成功地被指定的接收端所接收。作者考虑了两种类型的网络，即任意网络（ArbitraryNetworks）和随机网络（RandomNetworks）。在任意网络中，节点位置，源节点的目的节点以及业务需求都是任意的；在随机