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无线网络容量优化与吞吐限制解析
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《无线网络的容量》是一篇由Piyush Gupta和P.R. Kumar共同署名的论文,该文章已被引用超过3000次,探讨了无线网络在无干扰协议下,节点随机放置和优化配置下的性能极限。论文的核心概念集中在网络吞吐量(λ(n))的计算上,当n个同类节点在固定范围内随机分布,并且每个节点的目标节点是随机选择时,理论上的最大吞吐量为[pic] bit/s。这一结果反映了即使在理想条件下,随着节点数量增加,每个节点实际可获得的吞吐量会逐渐下降。 当节点按照最优方式均匀分布在单位面积的圆盘上,且业务模式和传输范围达到最佳配置时,网络每秒能传输的比特-距离乘积可以达到[pic] bit•m/s。然而,这依然意味着即使在理想情况下,每个节点的吞吐量也有限。论文指出,物理模型中的信干比(SIR)对于确保成功的数据接收至关重要,每个节点必须与邻近节点共享无线信道,导致信道成为网络容量的关键瓶颈。分割子信道并不能改变这一事实。 论文中提出的概念对无线网络设计者具有重要意义,因为随着用户数量的增长,每个用户的平均吞吐量会趋于零。因此,设计者需要考虑建立用户较少的网络或者优化连接策略,使节点主要与临近节点交互,以实现更高的效率。此外,论文还强调了无线网络特有的问题,如动态路由、功率限制和无中心控制带来的挑战,这些问题在有线网络如互联网和蜂窝通信网中则较少出现。 关键词包括Ad-hoc网络、容量、多跳无线通信、吞吐量以及无线网络本身,它们共同构成了这篇论文的核心研究领域。对于无线网络的设计、优化和应用,这篇文章提供了深入的基础理论和理解,是无线通信领域的经典之作。
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