From resource allocation to neighbor selection in peer-to-peer networks

Incluye bibliografía y anexosEn la tesis se estudia primero, desde un punto de vista teórico, las diferentes posibilidades de asignación de recursos de las redes peer-to-peer (P2P) y los incentivos que las mismas proveen a los peers. Luego, se realiza el diseño de un algoritmo que alcanza la asignación deseada manteniendo los incentivos para motivar a los peers a contribuir. Analizando los incentivos aparece un compromiso entre eficiencia y justicia en la red. Se procede a diseñar un algoritmo descentralizado de “selección de vecinos” (donde se elige con quién compartir contenido de manera de alcanzar un óptimo global). El algoritmo se basa en el uso de Cadenas de Markov de tiempo continuo que aparecen en el estudio de la mecánica estadística, en particular las distribuciones de Gibbs. El algoritmo consiste en un Gibbs Sampler, que alcanza la asignación deseada manteniendo sencillez en la implementación. En la última parte de la tesis se extienden las propuestas al contexto de redes inalámbricas ad-hoc, en las cuales el compromiso de eficiencia y justicia cambia radicalmente debido a que la eficiencia de la red está asociada a qué vecinos podemos elegir para comunicar, ya que en las redes inalámbricas las restricciones de capacidad se vuelven par a par, en lugar de una única restricción de subida por peer. Las interferencias entre enlaces debido la comunicación inalámbrica complican aún más el problema. De todos modos, se propone una extensión al algoritmo que logra los objetivos deseados también en este tipo de redes y que permite modular el compromiso entre eficiencia y justicia satisfactoriamente.ANII - POS_NAC_2012_1_9088

Wireless powered communication networks using peer harvesting

For an energy-constrained wireless network, energy harvesting (EH) is a promising technology to prolong the network life. Whether traditional near-field wireless power transfer (WPT) using inductive and resonant coupling or far-field WPT via radiated electromagnetic waves, both of them draw considerable research interests these years [1], [2]. In particular, the far-field WPT is meaningful for wireless powered communication (WPC) networks. A fundamental tradeoff was first studied for simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) in [3], [4]. These results aroused the interest of researchers. Subsequently, wireless communication with EH technology was presented in [5], [6]

Joint Transceiver Design Algorithms for Multiuser MISO Relay Systems with Energy Harvesting

In this paper, we investigate a multiuser relay system with simultaneous wireless information and power transfer. Assuming that both base station (BS) and relay station (RS) are equipped with multiple antennas, this work studies the joint transceiver design problem for the BS beamforming vectors, the RS amplify-and-forward transformation matrix and the power splitting (PS) ratios at the single-antenna receivers. Firstly, an iterative algorithm based on alternating optimization (AO) and with guaranteed convergence is proposed to successively optimize the transceiver coefficients. Secondly, a novel design scheme based on switched relaying (SR) is proposed that can significantly reduce the computational complexity and overhead of the AO based designs while maintaining a similar performance. In the proposed SR scheme, the RS is equipped with a codebook of permutation matrices. For each permutation matrix, a latent transceiver is designed which consists of BS beamforming vectors, optimally scaled RS permutation matrix and receiver PS ratios. For the given CSI, the optimal transceiver with the lowest total power consumption is selected for transmission. We propose a concave-convex procedure based and subgradient-type iterative algorithms for the non-robust and robust latent transceiver designs. Simulation results are presented to validate the effectiveness of all the proposed algorithms