Stochastic Petri Nets for Wireless Networks (eBook)
XIV, 101 Seiten
Springer International Publishing (Verlag)
978-3-319-16883-8 (ISBN)
Preface 8
Acknowledgements 10
Contents 12
Acronym 14
1 Introduction 16
1.1 Cross-Layer Performance Analysis of Wireless Networks Using Stochastic Models 16
1.2 Motivations and Challenges on Using SPNs for Performance Evaluation 18
1.3 Related Works on SPNs for Wireless Networks 19
1.3.1 Ad Hoc Networks 19
1.3.2 Cellular Networks 20
1.3.3 Multi-hop Wireless Networks 20
References 21
2 Stochastic Petri Nets 23
2.1 SPN Basics 23
2.2 Model Decomposition and Iteration Technique 26
2.3 Stochastic High-Level Petri Nets 29
References 32
3 Performance Analysis of Opportunistic Schedulers Using SPNs 33
3.1 Packet Level Performance Analysis of Opportunistic Schedulers 33
3.2 The DSPN Model Formulation 35
3.2.1 The M/MMDP/1/K Queuing System 35
3.2.2 The DSPN Model 36
3.2.3 Scheduling Strategies 37
3.3 Model Solution and Performance Analysis 39
3.3.1 Single User System 39
3.3.2 Model Decomposition and Iteration 41
3.4 Numerical Results 47
3.5 Summary 50
Appendix 1: Determination of pl,mn in Rayleigh Fading Channel 51
Appendix 2: Convergence of the Fixed Point Iteration 52
References 53
4 Performance Analysis of Device-to-Device Communications with Dynamic Interference Using SPNs 54
4.1 Packet Level Performance Analysis of D2D Communications 54
4.2 The Coupled Processor Queueing System 57
4.3 Steady-State Solution of the Queueing System 61
4.3.1 Transition Probability of the Queue State 63
4.3.2 Transition Probability of the Server State 63
4.3.3 Steady-State Probability of Markov Chain 71
4.4 Model Decomposition and Performance Approximation Using DSPNs 71
4.4.1 The DSPN Model 71
4.4.2 Model Decomposition and Iteration 73
4.5 Numerical Results 75
4.6 Summary 79
Appendix 1: Calculation of the Integration in (4.20) 81
Appendix 2: Proof of Theorem 4.3 88
References 89
5 Packet Level Wireless Channel Model for OFDM System Using SHLPNs 92
5.1 Packet Level Wireless Channel Model 92
5.2 SHLPN Model of OFDM Wireless Channel 94
5.2.1 SPN Model 94
5.2.2 SHLPN Model 96
5.3 Example Application to Cross-Layer Performance Analysis of Cellular Downlink 102
5.3.1 Model Description 102
5.3.2 Numerical Results 104
5.4 Summary 106
Appendix: Proof of Lemma 5.1 107
References 109
6 Conclusions and Outlook 111
6.1 Conclusions 111
6.2 Outlook 112
References 113
Erscheint lt. Verlag | 8.4.2015 |
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Reihe/Serie | SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering | SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering |
Zusatzinfo | XIV, 101 p. 26 illus. |
Verlagsort | Cham |
Sprache | englisch |
Themenwelt | Mathematik / Informatik ► Informatik ► Netzwerke |
Mathematik / Informatik ► Informatik ► Web / Internet | |
Technik ► Nachrichtentechnik | |
Schlagworte | Device-to-device communications • OFDM • Opportunistic Scheduling • Stochastic high-level petri nets • Stochastic Petri Nets • Wireless channel mode • wireless networks |
ISBN-10 | 3-319-16883-5 / 3319168835 |
ISBN-13 | 978-3-319-16883-8 / 9783319168838 |
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Größe: 3,0 MB
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