Streaming 360-degree VR Video with Statistical QoS Provisioning in mmWave Networks from Delay and Rate Perspectives
针对毫米波网络中360度VR视频流传输的统计QoS保障问题，提出基于重叠视场的联合单播多播任务分配与自适应传输方案，从延迟和速率角度实现资源高效利用与灵活速率控制。
2023-05-13 cs.IT eess.IV math.IT
Queue-Aware Joint Dynamic Interference Coordination and Heterogeneous QoS Provisioning in OFDMA Networks
我们提出了云无线接入网络，不仅提供异构的服务质量（QoS）的速率，重要的是，延迟敏感的应用程序，但也共同优化的频率复用模式的算法。重要的是，与相关的作品，我们占随机到达，通过队列意识，不像大多数作品只集中在一个单一的帧，我们认为QoS措施平均在多个帧涉及一组闭环控制。我们将此问题建模为多小区优化，以最大化受QoS约束的总效用，表示为最小平均速率或最大平均延迟。由于我们考虑动态干扰协调与动态用户关联，即使在整数松弛后，问题也不是凸的。我们将问题转化为帧速率的优化，服从于交织的原始和对偶问题的分解。这个优化问题的解决方案提供了联合决策调度，动态干扰协调，重要的是，不像大多数作品在这一领域，动态用户关联。此外，我们提出了一种新的方法来管理不可行的负载。大量的仿真证实，该设计响应瞬时负载，异构用户和AP的位置，信道条件和QoS约束，同时，如果需要的话，保持低中断时，处理不可行的负载。与基线比例公平计划的比较说明了所取得的成果。
2018-01-25 cs.IT cs.NI math.IT
Provisioning Energy-Efficiency and QoS for Multi-Carrier CoMP with Limited Feedback
我们考虑了有限反馈多载波协作多点（CoMP）系统中的资源分配（RA）问题。在该系统中，一簇基站（BS）通过回程/前传相互连接和/或与中央处理器连接，每个基站配备有多个天线。协调RA的主要目标是在每个子载波上选择用户设备（UE），动态地决定每个子载波的簇大小，并且最终划分反馈资源，提供用于跨所有子载波、活动小区和所选择的UE获取信道方向信息（CDI），以便最大化加权和效用（WSU）。我们将展示如何重铸WSU最大化问题，以实现频谱效率，服务质量（QoS）和能源效率（EE）。具体来说，我们调查了四个实例的WSU最大限度地提高实际系统的目标：（一）加权和容量，（二）加权和有效容量，（三）加权和能源效率（EE），和（四）加权和有效EE。这些问题的统一组成，通过WSU允许我们使用相同的一套开发算法的所有情况下。该算法具有贪婪结构，实现快速收敛，并成功地应付了巨大的计算复杂性的RA问题，主要是植根于他们的组合成分。我们的模拟结果揭示了网络优化发现洞察适当的集群大小，集群中的BS分布，和子载波的数量。所提出的UE调度和子载波分配被示出以提高系统性能的几个数量级。
2019-08-20 cs.IT math.IT
Statistical QoS provisioning for MTC Networks under Finite Blocklength
本文分析了有限块长机制下时延受限的机器类型通信（MTC）网络的有效容量。首先，我们推导出一个封闭形式的数学近似的有效容量在准静态瑞利衰落信道。我们刻画了最佳错误概率，以最大化凹有效容量函数与可靠性约束，并研究了信号干扰噪声比（SINR）的变化，不同的延迟约束的效果。可靠性和有效容量最大化之间的权衡表明，特别是当机器数量较少时，我们可以在有限的有效容量牺牲的情况下获得更高的可靠性。我们的分析表明，信干噪比的变化有严格的延迟约束网络的有效容量的影响较小。我们提出了一个示例性的场景，大规模的MTC接入的干扰影响进行分析，提出了三种方法来恢复某一节点的有效容量，这是功率控制，延迟约束的优雅退化和联合补偿。联合补偿结合了功率控制和延迟约束的优雅退化，其中我们执行最大化的目标函数，其参数根据延迟和SINR优先级确定。我们的结果表明，具有严格延迟约束的网络有利于功率控制补偿，并且对于较短的数据包通常以较高的成本进行补偿。
2018-08-21 cs.IT math.IT
On the Secrecy Rate under Statistical QoS Provisioning for RIS-Assisted MISO Wiretap Channel
可重构智能表面（RIS）辅助无线电被认为是第六代（6G）无线通信标准的一项具有巨大潜力的使能技术。可达保密率（ASR）是评价RIS辅助系统安全通信能力的最基本指标之一。然而，ASR的定义是基于香农的信息论，它通常需要长码字，因此无法量化新兴的延迟关键服务的保密性。出于这一动机，在本文中，我们调查的问题，最大限度地提高保密率下的延迟有限的服务质量（QoS）的约束，被称为有效保密率（ESR），为一个RIS辅助多输入单输出（MISO）窃听信道的发射功率约束。我们提出了一种迭代法来找到一个固定的解决方案，制定的非凸优化问题，使用块坐标上升法（BCAM），其中在发射机的波束形成矢量以及在RIS的相移在每次迭代中获得封闭的形式。我们还提出了一个收敛性证明，一个有效的实现，以及相关的复杂性分析所提出的方法。我们的数值结果表明，所提出的优化算法的收敛速度显着快，现有的解决方案。仿真结果也证实了严格的延迟要求的系统的保密率性能显着降低相比，没有任何延迟约束的系统，这种减少可以显着减轻适当放置的大尺寸RIS。
2021-05-30 cs.IT math.IT
Fixed Rate Statistical QoS Provisioning for Markovian Sources in Machine Type Communication
本文研究了在瑞利衰落信道下，由单个发射机和接收机组成的机器类型通信（MTC）中的可靠性和延迟之间的权衡。我们假设发射机不知道信道条件，因此它将以固定速率传输信息。固定速率传输被建模为一个两状态连续时间马尔可夫过程，其中的最佳传输速率。此外，我们进行了性能分析，不同的到达业务起源于MTC设备通过有效速率传输。我们认为，到达流量建模为马尔可夫过程，即离散时间马尔可夫过程，流体马尔可夫过程，马尔可夫调制泊松过程下的延迟违规约束。利用有效带宽和有效容量的理论，我们评估的可靠性和延迟之间的权衡，并确定QoS（服务质量）的要求，并推导出上下限的有效容量受信道内存衰减率限制。
2019-06-26 cs.IT cs.NI eess.SP
Optimization of Unequal Error Protection Rateless Codes for Multimedia Multicasting
无速率码已被证明能够为多播应用提供比固定速率码更大的灵活性和效率。在下文中，我们优化的不等错误保护（UEP）的多媒体多播到一组异构用户的无比率码。所提出的设计的目标是提供有保证的或尽力的服务质量（QoS）。提出了一种随机交织的无码率编码器，用户只需要解码符号到自己的QoS水平。建议的编码器进行了优化的基础上测量的标准化猛禽码在无线信道上的传输特性。结果表明，一个有保证的QoS问题制定可以转化为一个凸优化问题，产生一个全局最优解。数值结果表明，所提出的优化随机交织UEP无比率编码器的性能优于最近提出的其他UEP无比率码。
2015-01-10 cs.IT cs.MM math.IT
Multi-Dimensional Multiple Access with Resource Utilization Cost Awareness for Individualized Service Provisioning in 6G
为未来无线网络设想的日益多样化的服务质量（QoS）要求要求更灵活和包容的多址技术以支持新兴应用和通信场景。为了实现这一点，我们提出了一个多维多址接入（MDMA）协议，以满足个人用户设备（UE）的独特的QoS需求，同时利用多维无线电资源的成本效益。详细地，所提出的方案包括两个新方面，即，在考虑UE特定的无线电资源利用成本的同时为每个UE选择定制的多址模式;以及在动态网络条件下在共存的UE之间进行多维无线电资源分配。为了降低UE特定的资源利用成本，基站（BS）通过考虑每个UE的特定资源可用性、感知质量和利用能力来将具有不同的多域资源约束的UE组织为UE联盟。联盟内的每个UE可以利用其优选的无线电资源，这导致低利用成本，同时避免与剩余UE的资源共享冲突。此外，为了满足UE侧的UE特定QoS要求和变化的资源条件，共存UE之间的多维无线电资源分配被公式化为优化问题，以最大化所有UE的成本感知效用函数的总和。利用逐次凸逼近和拉格朗日对偶分解方法，给出了一个低复杂度的NP难问题的求解方法。通过数值仿真和与现有方案的性能比较，验证了该方案的有效性。特别是，仿真结果表明，我们提出的方案优于这些基准计划的大利润。
2021-08-23 cs.IT math.IT
Quality-Of-Service Provisioning in Decentralized Networks: A Satisfaction Equilibrium Approach
本文介绍了一种特殊的博弈公式及其相应的均衡概念，即满意形式（SF）和满意均衡（SE）。SF中的游戏模拟了玩家唯一感兴趣的是满足某些个人性能约束而不是个人性能优化的情况。在这种表述下，均衡的概念对应于所有参与者都能同时满足各自约束条件的情况。SE的概念，模型的问题，在分散的自配置网络的QoS供应。这里，如果无线电设备能够提供所请求的QoS，则它们被满足。在这个框架内，SE的概念是正式的纯和混合策略，考虑有限的球员和行动。在这两种情况下，SE的存在性和唯一性的充分条件。当存在多个SE时，我们引入了满意度的努力或成本的想法，我们提出了一种改进的SE，即有效的SE（ESE）。在ESE中，所有的参与者都采取需要最小努力才能满足的行动。还提出了一种允许无线电设备在有限时间内以纯策略实现SE并且仅需要一位反馈的学习方法。最后，在干扰信道的功率控制游戏是用来突出的优势建模QoS问题的概念，而不是其他均衡的概念，例如，广义纳什均衡。
2011-12-07 cs.GT cs.IT math.IT
Semi-Decentralized Network Slicing for Reliable V2V Service Provisioning: A Model-free Deep Reinforcement Learning Approach
在车辆网络中应用网络切片成为支持具有不同服务质量（QoS）要求的新兴车辆到车辆（V2 V）应用的有前途的范例。然而，在动态车辆通信中实现有效的网络切片仍然面临许多挑战，特别是车辆到车辆（V2 V）服务的时变流量和快速变化的网络拓扑。通过利用广泛部署的LTE基础设施，本文提出了一种基于C-V2X Mode-4标准的半分散式网络切片框架，为各种V2 V服务提供定制的网络切片。在仅获得车辆网络的长期和部分信息的情况下，eNodeB（eNB）可以推断底层网络状况，然后智能地调整每个切片的配置，以确保长期的QoS性能。在eNB的协调下，每个车辆可以以分散的方式自主地选择用于其V2 V传输的无线电资源。具体地，eNB处的切片控制通过无模型深度强化学习（DRL）算法来实现，该算法是长短期记忆（LSTM）和行动者-评论者DRL的收敛。与现有的DRL算法相比，建议的DRL既不需要任何先验知识，也不假设任何车辆网络的统计模型。此外，仿真结果表明，我们提出的智能网络切片方案的有效性。
2021-08-26 cs.IT math.IT
Analysis of Statistical QoS in Half Duplex and Full Duplex Dense Heterogeneous Cellular Networks
统计QoS供应作为一个重要的性能指标，在分析下一代移动蜂窝网络，又名5G的研究。在这种情况下，通过量化的有效容量方面的性能，我们引入了一个下界的系统性能，有利于有效的分析。基于提出的下限，这主要是建立在每资源块分析，我们建立了一个基本的数学框架来分析在超密集异构蜂窝网络的有效容量。我们使用我们提出的可扩展的方法来提供见解的统计QoS体验的最终用户，如果异构蜂窝网络迁移从传统的半双工到一个不完美的全双工操作模式的可能增强。数值结果和分析提供，网络建模为一个Matern点过程。结果表明，该方案的准确性和计算效率，特别是在大规模的无线系统。此外，最低水平的自干扰消除全双工系统开始优于其半双工对应的调查。
2017-07-25 cs.IT math.IT
Statistical QoS Analysis of Full Duplex and Half Duplex Heterogeneous Cellular Networks
本文研究了下一代异构移动蜂窝网络中的统计服务质量配置。为此，蜂窝网络的任何活动实体被视为排队系统，其统计QoS要求取决于特定的应用。在这种情况下，通过量化的有效容量方面的性能，我们引入了一个下界的系统性能，有利于有效的分析。我们利用这一分析框架，让用户所经历的统计QoS的可能改善的见解，如果当前的异构蜂窝网络架构从半双工迁移到全双工操作模式。数值结果和分析，网络被建模为一个Matérn点过程的硬核距离。结果表明，该方案的准确性和计算效率，特别是在大规模的无线系统。
2016-04-03 cs.IT cs.NI math.IT
Cross-Layer Optimization of Two-Way Relaying for Statistical QoS Guarantees
在无线中继网络中，双向中继有望显著提高频谱效率。虽然大多数现有的工作集中在物理层的方法，以利用其容量增益，双向中继上层的好处是少得多的调查。本文研究了双向中继系统中时延服务质量（QoS）的跨层设计与优化。我们的目标是找到最佳的传输策略，以最大限度地提高加权和吞吐量的两个用户在物理层，同时保证个人的统计延迟QoS要求为每个用户在数据链路层。这种统计延迟QoS要求的特征在于QoS指数。通过引入有效容量的概念，将跨层优化问题等价为一个加权和有效容量最大化问题。我们推导出了三相和两相双向中继协议的联合最优功率和速率自适应策略。数值结果表明，所提出的自适应传输策略可以有效地提供QoS保证，提高性能。此外，所考虑的三阶段和两阶段协议在直接传输的吞吐量增益是显着的延迟QoS要求时，松散的，但在紧延迟要求的增益减小。研究还发现，在两阶段协议中，中继节点应放置在更靠近源的更严格的延迟要求。
2012-05-15 cs.IT math.IT
QoS-Aware Transmission Policies for OFDM Bidirectional Decode-and-Forward Relaying
双向中继可以显著提高中继辅助双向通信中的频谱效率。然而，基于正交频分复用（OFDM）的双向解码转发（DF）中继系统的优点和灵活的结构却很少被利用。此外，大多数现有的工作没有考虑双向中继的服务质量（QoS）供应。在本文中，我们考虑基于OFDM的双向传输，其中一对用户交换信息，或没有一个DF中继的协助。每个用户可以通过三种传输模式进行通信：直接传输、单向中继和双向中继。我们共同优化的传输策略，包括功率分配，传输模式选择，和子载波分配最大化的加权和速率的两个用户与不同的服务质量（QoS）保证。我们制定的联合优化问题作为一个混合整数规划问题。通过使用对偶方法，我们有效地解决了问题的渐近最优的方式。此外，我们推导了并行信道中双向DF中继的容量域。仿真结果表明，与传统的资源分配方案相比，本文提出的资源分配方案能够显著提高系统性能。通过全面的模拟也提供了一些有趣的见解。
2013-01-25 cs.IT math.IT
Greedy-Knapsack Algorithm for Optimal Downlink Resource Allocation in LTE Networks
作为移动宽带技术的长期演进（LTE）支持具有不同要求的广泛通信服务领域。因此，在所请求的带宽量超过有限的可用频谱资源的过载状态下调度来自各种应用的所有流是一个具有挑战性的问题。因此，本文提出了一种贪心算法来评估等待调度的候选用户，并在不超过可用带宽容量的情况下选择最优的用户集合来最大化系统性能。贪婪背包算法是基于分数背包问题提出的一种求解资源分配问题的最优算法。通过提出一个基于类的排名功能，这是一个组合的吞吐量和QoS相关的参数为每个应用程序定义的吞吐量和QoS之间的妥协。仿真结果表明，该方法提供了高性能的吞吐量，损失和延迟不同类别的QoS比现有的，特别是在过载流量。
2016-01-14 cs.IT cs.NI math.IT
QoS-aware User Association and Transmission Scheduling for Millimeter-Wave Train-ground Communications
针对采用全双工移动中继的毫米波高速铁路车地通信，提出基于联盟博弈的用户关联与传输调度算法，以提升吞吐量并满足QoS需求。
2023-08-20 cs.IT cs.NI math.IT
