Designing Cellular Networks for UAV Corridors via Bayesian Optimization
本文提出基于贝叶斯优化的蜂窝网络设计方法，通过优化基站天线倾角和发射功率，在几乎不损失地面性能的同时将无人机走廊平均SINR提升23.4dB。
2023-08-09 cs.IT cs.NI eess.SP
Semi-Blind Post-Equalizer SINR Estimation and Dual CSI Feedback for Radar-Cellular Coexistence
当前蜂窝系统使用导频辅助的统计信道状态信息（S-CSI）估计和有限反馈方案来辅助链路自适应和调度决策。然而，在存在脉冲雷达信号的情况下，导频辅助的S-CSI是不准确的，因为导频和非导频资源上的干扰统计可能不同。此外，由于周期性干扰，信道将是双峰的。在本文中，我们提出了一个最大-最小启发式估计后均衡器的信干噪比的情况下，非导频脉冲雷达干扰，其分布特性作为噪声方差和干扰功率的函数。我们观察到，所提出的启发式算法计算复杂度低，并且对于不同的调制方案，特别是对于QPSK，超过一定的SINR阈值是鲁棒的。这使我们能够开发一个全面的半盲框架来估计宽带SINR度量，该度量通常用于3GPP长期演进（LTE）和新无线电（NR）网络中的S-CSI量化。最后，我们提出了双CSI反馈的实际雷达蜂窝频谱共享，使准确的CSI采集双峰信道。我们表现出显着的改善吞吐量，误块率和重传引起的延迟LTE-Advanced Pro相比，传统的导频辅助的S-CSI估计和有限的反馈方案。
2020-06-02 cs.NI eess.SP
Stochastic Geometric Coverage Analysis in mmWave Cellular Networks with Realistic Channel and Antenna Radiation Models
毫米波（mmWave）频段将在5G无线系统中发挥重要作用。系统性能可以通过使用随机几何模型来评估，该随机几何模型满足期望信号传输中的方向性以及干扰，并且通过计算信号与干扰加噪声比（SINR）覆盖范围来评估。尽管如此，通过随机几何导出的现有覆盖表达式的正确性可能会受到质疑，因为不清楚它们是否捕获了详细的毫米波信道和天线特征的影响。在这项研究中，我们提出了一个信干噪比覆盖分析框架，其中包括现实的信道模型（从纽约大学）和天线元件辐射模式（各向同性/定向辐射）。我们首先介绍两个参数，对准增益和失调增益，与期望的信号波束和干扰信号波束，分别。通过对系统仿真结果的曲线拟合，给出了对准增益和失调增益的分布。这些增益的分布用于确定SINR的分布。我们比较得到的分析SINR覆盖范围与相应的SINR覆盖范围通过系统级仿真计算。结果表明，对准和未对准增益可以建模为指数分布的随机变量，具有最高的精度，并可以进一步近似为指数分布的随机变量，具有合理的精度。因此，预计这些近似值将分别用于评估超可靠和低延迟通信（URLLC）和演进移动宽带（eMBB）场景下的系统性能。
2019-01-24 cs.IT cs.NI math.IT
SINR in wireless networks and the two-parameter Poisson-Dirichlet process
基于Poisson点过程的无线网络随机几何模型越来越多地被开发，重点是研究各种信号与干扰加噪声比（SINR）值。我们表明，一个典型的用户所经历的SINR值相对于不同的基站的泊松蜂窝网络相关的所谓的双参数泊松-狄利克雷过程的一个特定的实例。该过程具有许多有趣的性质以及在各个领域的应用。我们给出了几个结果的例子证明了这个过程中，是直接或潜在的兴趣，在蜂窝网络的分析工具的发展。其中一些简化或类似于最近正在开发的无线网络文献中的某些结果。通过这样做，我们希望激励进一步的研究和使用Poisson-Dirichlet过程在这个新的设置。
2014-08-03 cs.NI math.PR
Studying the SINR process of the typical user in Poisson networks by using its factorial moment measures
基于一个平稳的泊松点过程，无线网络模型与随机传播效应（阴影和/或衰落）被认为是为了检查形成的过程中所经历的一个典型的用户相对于所有基站在下行链路信道的信号干扰噪声比（SINR）值。这个信干噪比的过程是完全其特征在于推导其阶乘矩的措施，其中涉及数值上易于处理，明确的积分表达式。这种新颖的框架自然导致k覆盖概率的表达式，包括在多层网络模型中考虑的随机SINR阈值的情况。虽然k-覆盖概率对应于SINR过程的顺序统计量的边缘分布，但给出了将SINR过程的阶乘矩度量连接到这些顺序统计量的联合密度的更一般的关系。这给出了用于计算在基站之间的信号组合和干扰消除的一般场景中出现的覆盖概率的精确值的方式。所提出的框架组成的数学表示的SINR特性相对于阶乘矩措施适用于整个域的SINR，是经得起相当大的模型扩展。
2015-03-11 cs.NI math.PR
Power Control in Two-Tier Femtocell Networks
在两层蜂窝网络中-由中心宏蜂窝和较短距离的毫微微蜂窝热点组成-跨层干扰限制了通用频率重用的总体容量。为了量化远近效应与普遍的频率复用，本文推导出一个基本关系，提供最大的可行的蜂窝信号与干扰加噪声比（SINR），给定任何一组可行的毫微微小区SINR。我们提供链路预算分析，可以在双层网络中实现简单而准确的性能洞察。提出了一种基于分布式效用的毫微微小区SINR自适应方法，以减轻同信道毫微微小区在宏小区的跨层干扰。Foschini-Miljanic（FM）算法是自适应的一个特例。每个毫微微小区最大化它们的个体效用，该个体效用包括基于SINR的奖励减去所引起的成本（对宏小区的干扰）。数值结果表明，平均毫微微小区SINR相对于FM的改善大于30%。在跨层干扰阻止蜂窝用户获得其SINR目标的情况下，提出了一种算法，该算法降低了最强的毫微微蜂窝基站的发射功率。该算法确保蜂窝用户即使在100个毫微微小区/小区站点的情况下也实现其SINR目标，并且在毫微微小区处仅需要16%的最坏情况SINR降低。这些结果激励设计的功率控制方案，需要最小的网络开销在两层网络共享频谱。
2009-05-13 cs.NI
A Tractable Approach to Coverage and Rate in Cellular Networks
蜂窝网络通常通过将基站放置在网格上来建模，移动用户随机分散或确定性地放置。这些模型已被广泛使用，但遭受高度理想化和不太听话，所以复杂的系统级仿真被用来评估覆盖/中断概率和率。长期以来，人们一直希望有更易于处理的模型。我们开发了新的通用模型的多小区信号干扰噪声比（SINR）使用随机几何。在非常一般的假设下，所得到的下行链路SINR CCDF（相当于覆盖概率）的表达式涉及可快速计算的积分，并且在一些实际的特殊情况下可以简化为普通积分（例如，Q函数）或甚至简单的封闭形式表达式。我们还推导出平均速率，然后从静态频率复用的覆盖增益（和平均速率损失）。我们将我们的覆盖预测与网格模型和实际基站部署进行比较，并观察到所提出的模型是悲观的（覆盖范围的下限），而网格模型是乐观的，并且两者都同样准确。除了更易于处理之外，所提出的模型可以更好地捕捉未来网络中基站的日益机会主义和密集的放置。
2011-02-21 cs.IT cs.NI math.IT
Coverage and Rate Analysis for Millimeter Wave Cellular Networks
毫米波（mmWave）有望成为第五代蜂窝网络的载波频率。由于毫米波信号对阻塞敏感，因此在超高频（UHF）频带中操作的蜂窝网络的先前模型不适用于直接分析毫米波蜂窝网络。利用随机几何的概念，本文提出了一个通用的框架来评估毫米波蜂窝网络的覆盖和速率性能。使用距离相关的站点线（LOS）的概率函数，LOS和非LOS基站的位置被建模为两个独立的非齐次泊松点过程，不同的路径损耗的法律适用。基于所提出的框架，信号噪声干扰比（SINR）和速率覆盖概率的表达式推导。毫米波覆盖和速率性能作为天线几何形状和基站密度的函数进行检查。密集网络的情况下，进一步分析通过应用简化的系统模型，其中的LOS区域的用户近似为一个固定的LOS球。结果表明，密集毫米波网络可以实现可比的覆盖范围和更高的数据率比传统的UHF蜂窝系统，尽管存在堵塞。结果表明，实现最佳SINR的小区大小与用户的LOS区域的平均大小成比例。
2014-10-18 cs.IT cs.NI math.IT
Using Poisson processes to model lattice cellular networks
在蜂窝网络服务质量的随机分析研究中，一个几乎普遍存在的假设是基站的泊松分布。它通常是合理的各种不规则性的实际放置的基站，这在理想情况下应该形成六边形图案。在评估自然类的典型用户服务特征（包括其SINR）时，我们提供了一个不同且严格的论据，证明在网络中观察到足够强的对数正态阴影下的Poisson假设是合理的。也就是说，我们提出了一个泊松收敛的结果，广泛的固定（包括格）网络的对数正态阴影的方差增加。我们还表明，泊松模型，所有这些特性的分布不依赖于额外的衰落分布的特定形式。我们的方法涉及到一个映射的2D网络模型，它的“感知”的典型用户的1D图像。对于这个图像，我们证明了我们的收敛结果和不变性的泊松极限相对于分布的额外的阴影或衰落。此外，我们提出了一些新的结果，泊松模型允许一个计算的分布函数的信干噪比在其整个域。我们使用它们来研究和优化蜂窝网络中的平均能量效率。
2013-01-18 cs.NI math.PR
Joint Impact of Pathloss Shadowing and Fast Fading - An Outage Formula for Wireless Networks
在本文中，我们分析了路径损耗，阴影和快衰落对无线网络的联合影响。考虑到路径损耗和阴影，我们首先表示位于一个给定的距离从它的服务基站（BS）的移动的SINR分布。这种分布的时刻很容易计算，使用Fenton-Wilkinson方法，和流体模型，认为细胞网络作为连续BS。然后考虑路径损耗，阴影和快衰落的联合影响，我们推导出一个易于计算的中断概率公式，移动站位于任何距离，其服务BS。我们验证了我们的方法，通过比较所有的结果在传统的六边形网络进行蒙特卡罗模拟。事实上，我们建立的公式给出的结果是接近的Monte Carlo模拟。所提出的框架是一个强大的工具来研究蜂窝网络的性能，例如OFDMA系统（WiMAX，LTE）。
2010-01-07 cs.NI
Analytical Modeling of Uplink Cellular Networks
蜂窝上行链路分析通常通过将所有干扰合并到Wyner型模型中的单个确定性或随机参数的简单方法进行，或者通过复杂的系统级仿真进行，该仿真通常不能提供对观察到各种趋势的原因的洞察。本文提出了一种新的中间方法，使用点处理，这是准确的，也容易评估的积分表达式的基础上的拉普拉斯变换的干扰。我们假设移动台和基站随机放置在网络中，每个移动台与其最近的基站配对。与下行链路分析的相关近期工作相比，所提出的上行链路模型在两个关键特征上不同。首先，考虑用户和基站点过程之间的依赖关系，以确保每个基站在给定的资源块中服务于单个移动台。第二，包括每移动功率控制，这进一步耦合由于位置相关的信道反转的移动台的传输。尽管如此，我们成功地推导出网络中典型链路的覆盖（相当于中断）概率。这个模型可以用来解决各种各样的系统设计问题的未来。在本文中，我们专注于功率控制的影响，并看到部分信道反转应使用在低信号干扰噪声比（SINR），而全功率传输是最佳的在较高的SINR。
2013-03-21 cs.IT cs.NI math.IT
Coverage and capacity scaling laws in downlink ultra-dense cellular networks
在新型无线设备和带宽密集型应用激增的推动下，数据流量和相应的网络负载急剧增加。网络致密化已被认为是提供更高网络容量和增强覆盖的有前途和有效的方式。超密集网络（UDN）的性能分析的大多数先前的工作集中在随机空间部署与理想化的奇异路径损耗模型和瑞利衰落。在本文中，我们考虑一个更精确和一般的模型，它结合了多斜率路径损耗和一般衰落分布。我们推导了泊松域网络中考虑最强基站关联的覆盖概率和容量的尾部行为和缩放定律。我们的分析结果确定的制度中，信号与干扰加噪声比（SINR）的渐近增长，饱和，或随着网络密度的增加而减少。当UDN导致更差甚至为零的SINR覆盖范围和容量，我们建立一般的结果，我们提供清晰的见解无线网络致密化的基本限制。
2016-02-29 cs.IT cs.NI math.IT
An Analytical Model for the Intercell Interference Power in the Downlink of Wireless Cellular Networks
在本文中，我们提出了一种方法来估计的统计小区间干扰功率在下行链路的多细胞网络。我们首先建立了一个解析表达式的概率定律的干扰功率时，只考虑瑞利多径衰落。接下来，专注于传播环境中的小规模瑞利衰落以及大规模的影响，包括衰减与距离和对数正态阴影，被考虑在内，我们阐述了一种半解析方法来建立直方图的干扰功率分布。从这个组合的小规模和大规模的衰落背景下获得的结果，然后，我们开发了一个统计模型的干扰功率分布。这个模型的兴趣在于，它可以应用于一个大范围的值的阴影参数的事实。所提出的方法也可以很容易地扩展到其他类型的网络。
2011-07-21 cs.IT cs.NI math.IT
Uplink Performance Analysis in D2D-Enabled mmWave Cellular Networks
在本文中，我们提供了一个分析框架来分析支持设备到设备（D2D）的毫米波（mmWave）蜂窝网络的上行链路性能。使用来自随机几何的工具，针对蜂窝和D2D链路两者导出信号干扰噪声比（SINR）中断概率。毫米波通信的显着特点，如定向波束形成和具有不同的路径损耗法律的视线（LOS）和非视线（NLOS）链路被纳入中断分析，采用灵活的模式选择方案和Nakagami衰落。此外，波束形成对准误差的中断概率的影响进行了研究，以了解在实际情况下的性能。
2017-04-04 cs.IT cs.NI math.IT
Performance laws of large heterogeneous cellular networks
我们提出了一个异构蜂窝网络的模型，假设一个空时泊松过程的呼叫到达，独立标记的数据量，并由不同类型的基站（具有不同的传输功率）表示的独立泊松过程的叠加在平面上。每个站点应用处理器共享策略来服务到达其附近的用户，由受一些随机信号传播效应（遮蔽）扰动的Voronoi单元建模。用户的峰值服务速率取决于其相对于服务站的信号干扰噪声比（SINR）。小区的相互依赖性（由于小区外干扰）经由影响SINR的空间分布的小区负载方程的某个系统来捕获。我们使用这个模型来研究在一个半解析的方式（只涉及静态模拟，处理的排队理论的结果的时间演变）网络性能指标（小区负载，平均用户数）和服务质量感知的用户（平均吞吐量）由不同类型的基站。我们的目标是确定这些性能指标的宏观规律，包括随时间和网络几何形状的平均值。文中给出的规律在实际网络中得到了验证。
2015-03-19 cs.NI math.PR
Coverage and Rate Analysis of Downlink Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X) Communication
在本文中，我们提出了蜂窝车联网（C-V2X）通信网络的下行链路覆盖和速率分析，其中车辆节点和路边单元（RSU）的位置被建模为由泊松线过程（PLP）驱动的Cox过程，蜂窝宏基站（MBS）的位置被建模为二维泊松点过程（PPP）。假设一个固定的选择偏置和最大平均接收功率为基础的关联，我们计算的概率与{ \em典型接收机}，任意选择的接收节点，连接到车辆节点或RSU和蜂窝MBS。对于这种设置，我们得出的信号干扰比（SIR）为基础的覆盖概率的典型接收机。覆盖概率计算中的一个关键挑战来自于包含阴影效应。由于将阴影效应解释为节点位置的随机位移的标准程序不直接适用于Cox过程，因此我们提出了一种受Cox过程渐近行为启发的空间模型的近似。利用这一渐近特性，我们推导出覆盖概率的干扰功率分布的拉普拉斯变换。此外，我们通过表征服务车辆节点或RSU和服务MBS上的负载来计算典型接收器的下行链路速率覆盖。我们还提供了几个关键的设计见解，通过研究网络参数的函数的覆盖概率和覆盖率的趋势。我们观察到，通过增加MBS的密度获得的速率覆盖的改善可以等效地通过适当地调整选择偏差来实现，而不需要部署额外的MBS。
2019-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
Performance Modeling and Evaluation of Traffic management for Mobile Networks by SINR Prediction
近年来，移动通信网络的性能评估和预测已经成为研究的热点。移动网络的性能建模和评估是非常重要的，鉴于其不断扩大的使用和其组成部分的多样性，以及其功能的复杂性。本文通过对蜂窝移动网络的信干噪比（SINR）预测、拥塞控制、路由选择和优化，研究了当前蜂窝移动网络中的业务管理和拥塞控制问题。
2010-02-09 cs.NI
Performance Analysis of Fifth-Generation Cellular Uplink
预计第五代蜂窝网络相对于第四代网络至少会表现出三个主要的物理层差异：毫米波传播、天线阵列方向性和基站密度。在本文中，这些差异对单载波频域多址上行链路系统的跳频性能的影响进行了评估。一个新的分析，这是更详细的比任何其他在现有的文献，并容纳实际的基站拓扑结构，捕捉上行链路通信的主要特点。介绍了基于毫米波测量的距离相关幂律、阴影和衰落模型。说明了基站密集化、高度定向扇区化和跳频的有益效果。
2015-08-25 cs.IT cs.NI math.IT
Cognitive and Energy Harvesting-Based D2D Communication in Cellular Networks: Stochastic Geometry Modeling and Analysis
虽然认知无线电实现了频谱高效的无线通信，但从环境干扰中收集射频（RF）能量是实现能量高效的无线通信的使能器。在本文中，我们建模和分析认知和能量收集为基础的D2 D通信蜂窝网络。认知D2 D发射机从环境干扰中获取能量，并使用分配给蜂窝用户的信道之一（在上行链路或下行链路中）（其被称为D2 D信道）来与相应的接收机通信。本文研究了两种用于蜂窝通信上下行链路的频谱接入策略，即随机频谱接入（RSA）策略和优先频谱接入（PSA）策略。在RSA中，可以随机地选择包括由D2 D发射机使用的信道的任何可用信道用于蜂窝通信，而在PSA中，仅当所有其他信道被占用时才使用D2 D信道。只有当D2 D发射机收获足够的能量来执行朝向接收机的信道反转、D2 D信道空闲并且接收机处的$\mathsf{SINR}$高于所需阈值时，D2 D发射机才可以与其接收机成功通信;否则，D2 D通信发生中断。我们使用随机几何工具来评估所提出的通信系统模型的性能，一般路径损耗指数的中断概率D2 D和蜂窝用户。我们表明，能量收集可以是一个可靠的替代功率认知D2 D发射机，同时实现可接受的性能。在与非认知情况相同的$\mathsf{SINR}$中断要求下，对于两种频谱接入策略，认知信道接入提高了D2 D用户的中断概率。
2015-04-16 cs.NI math.PR
Joint Rate and SINR Coverage Analysis for Decoupled Uplink-Downlink Biased Cell Associations in HetNets
通过主动将用户卸载到小的和轻负载的小区上的负载均衡对于挖掘密集异构蜂窝网络（HCN）的潜力是至关重要的。卸载主要针对下行链路进行研究，其中通常假设卸载到小小区的用户也将在上行链路上与其通信。耦合下行链路-上行链路卸载的影响还没有很好地理解。与下行链路相比，上行链路功率控制和空间干扰相关进一步使数学分析复杂化。我们提出了一个准确的和易于处理的模型来表征的关联规则和功率控制参数的函数在多层HCN的上行链路的SINR和速率分布。联合上行链路-下行链路速率覆盖也被表征。使用发达的分析，它表明，信道反转（上行链路功率控制）的最佳程度增加与网络中的负载不平衡。与下行链路形成鲜明对比的是，最小路径损耗关联被证明是最佳的上行链路速率。此外，最小路径损耗关联和全信道反转，上行链路SIR是不变的基础设施密度。它进一步表明，去耦关联-采用不同的关联策略的上行链路和下行链路-导致显着改善联合上行链路-下行链路速率覆盖的标准耦合关联HCN。
2015-03-24 cs.IT cs.NI math.IT
A Distributed Power Control Algorithm for Energy Efficiency Maximization in Wireless Cellular Networks
在本文中，我们提出了一种分布式功率控制算法，以解决全球能源效率（GEE）最大化的问题，以满足最小的目标SINR的所有用户设备（UE）在无线蜂窝网络。我们将问题描述为多目标优化问题，其目标是同时最小化总功耗和最大化总吞吐量，同时保证所有UE的最小目标SINR。我们提出了一种在UE中执行的迭代方案，以使用单独的信道状态信息（CSI）来控制它们的发射功率，使得GEE以分布式方式最大化。我们证明了所提出的迭代算法收敛到其相应的唯一不动点，我们的数值结果也表明。此外，仿真结果表明，我们提出的方案优于文献中的其他算法，并执行像在基站中执行的集中式算法，并最大限度地利用全球CSI的GEE。
2020-09-07 cs.NI eess.SP
Energy Efficiency of Multi-user Multi-antenna Random Cellular Networks with Minimum Distance Constraints
与传统的正六边形蜂窝网络模型相比，随机蜂窝网络模型更接近真实蜂窝网络。然而，大多数随机蜂窝网络的研究是基于泊松点过程，并没有考虑到这样一个事实，即相邻的基站（BS）应该分开一个最小的距离，以避免彼此之间的强干扰。在本文中，基于硬核点过程（HCPP），我们提出了一个多用户多天线随机蜂窝网络模型与相邻基站的上述最小距离约束。考虑小尺度衰落和阴影效应，推导了多用户多天线HCPP随机蜂窝网络的干扰和容量模型。此外，频谱效率模型以及能量效率模型，在此基础上，所考虑的多用户多天线HCPP随机蜂窝网络的最大可实现的能量效率进行了研究。仿真结果表明，传统的毒点过程（PPP）蜂窝网络的能量效率被低估时，相邻基站之间的最小距离被忽略。
2017-10-31 cs.IT cs.NI math.IT
Analytical Evaluation of Fractional Frequency Reuse for OFDMA Cellular Networks
部分频率复用（FFR）是非常适合于基于OFDMA的蜂窝网络的干扰管理技术，其中小区被划分成具有不同频率复用因子的空间区域。迄今为止，FFR技术通常通过系统级模拟进行评估，使用基站位置的六边形网格。相反，本文侧重于分析评估两种主要类型的FFR部署-严格FFR和软频率重用（SFR）-使用泊松点过程来模拟基站位置。将结果与标准网格模型和实际城市部署进行比较。在现代蜂窝网络的合理特殊情况下，我们的结果简化为简单的封闭形式的表达式，这提供了深入了解系统设计准则和严格的FFR，SFR，通用复用和固定频率复用的相对优点。我们观察到FFR提供了总速率的增加以及小区边缘用户的改善覆盖的众所周知的益处。最后，基于解析表达式提出了一种与SINR成比例的资源分配策略，表明严格FFR在低业务负载时提供更大的整体网络吞吐量，而SFR在高业务负载时更好地平衡了干扰降低和资源效率的要求。
2011-01-26 cs.IT cs.NI math.IT
Patient-Centric Cellular Networks Optimization using Big Data Analytics
大数据分析是最先进的工具之一，可以优化网络，将网络从仅仅是一个传递数据的盲管转变为一个认知的、有意识的、自我优化的实体，可以根据用户的需求智能地进行调整。事实上，这可以被视为未来网络即将到来的最高优先事项之一。在本文中，我们提出了一个系统门诊（OP）为中心的长期演进高级（LTE-A）网络优化。从OP的医疗记录中收集的大数据，以及他们身体传感器的当前读数，都经过处理和分析，以预测危及生命的医疗状况的可能性，例如即将发生的中风。该预测用于确保OP被分配最佳LTE-A物理资源块（PRB），以将其关键数据以最小延迟传输到其医疗保健提供者。据我们所知，这是第一次利用大数据分析以OP意识的方式优化蜂窝网络。使用混合线性规划（MILP）和实时启发式优化PRB分配。提出了两种方法，加权和速率最大化（WSRMax）的方法和比例公平（PF）的方法。这两种方法分别使OP的平均SINR提高了26.6%和40.5%。WSRMax方法将系统的总SINR增加到高于PF方法的水平，然而，PF方法报告了OP的更高SINR、更好的公平性和更低的误差容限。
2018-11-09 cs.CY cs.NI
An analytical model for evaluating outage and handover probability of cellular wireless networks
我们考虑随机蜂窝网络中的基站位置形成一个均匀的泊松点过程和每个移动连接到基站，提供最佳的平均信号功率。如果SINR低于某个阈值，则移动台处于中断。如果移动台在某些时隙中处于中断，则必须做出切换决定。在考虑路径损耗、阴影、瑞利快衰落、频率因子复用和常规波束形成等因素的影响下，对中断概率和切换概率进行了评估。主要假设是瑞利快衰落改变每个时隙，而其他网络组件保持静态期间的研究。
2010-09-01 cs.NI cs.PF math.PR
Analysis of Non-Pilot Interference on Link Adaptation and Latency in Cellular Networks
诸如长期演进（LTE）和5G新无线电（5G NR）之类的现代无线系统使用导频辅助的SINR估计来适配数据传输的传输模式和调制和编码方案（MCS），从而最大化无线信道容量的效用。然而，当干扰仅局限于非导频资源时，导频辅助的SINR估计变得不准确。我们表明，这会导致拥塞，由于重传，并在最坏的情况下，中断，由于非常高的块出错率（BLER）。我们通过4G LTE下行链路的数值和实验结果证明了这种行为，这些结果显示出在存在非导频干扰（NPI）的情况下的高BLER和显著的吞吐量损害。为了提供有用的见解NPI对低延迟通信的影响，我们推导出重传引起的延迟和BLER之间的近似关系。我们的研究结果表明，NPI可能严重影响低延迟应用，如车对车（V2V）通信和5G NR。我们确定强大的链路自适应方案的关键可靠的通信。
2019-01-09 cs.NI
Coverage in Heterogeneous Downlink Millimeter Wave Cellular Networks
在本文中，我们提供了一个分析框架来分析异构下行链路毫米波蜂窝网络组成的K层随机定位的基站（BS），其中每层工作在毫米波频段。信号与干扰加噪声比（SINR）的覆盖概率推导出整个网络使用随机几何工具。毫米波通信的显着特点，如定向波束形成，并具有不同的路径损耗法律的视线（LOS）和非视线（NLOS）的链接被纳入覆盖分析，通过假设平均偏置接收功率关联和Nakagami-m衰落。通过使用毫米波网络的噪声受限假设，得到了仅需要计算一个数值积分的覆盖概率的更简单的表达式。此外，波束形成对准误差对覆盖概率分析的影响进行了研究，以了解在实际情况下的性能。下行链路速率覆盖概率的推导，以及得到更多的洞察网络的性能。此外，部署低功率较小的细胞和偏置因子的影响，对能量效率的影响进行了分析。最后，一个混合蜂窝网络在毫米波和微波频段的工作。
2017-04-04 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless networks appear Poissonian due to strong shadowing
蜂窝基站的地理位置有时可以很好地拟合空间齐次泊松点过程。在本文中，我们做了一个补充观察：在存在的对数正态阴影足够高的方差，一个用户的传播损失的统计数据相对于不同的网络站是不变的，相对于他们的地理位置，是否定期或不定期，为广泛的一类经验同质网络。即使在完全六边形的情况下，它们看起来好像是在泊松网络模型中实现的，即，在正半直线上形成一个非齐次Poisson点过程，其密度为幂律，其特征在于路径损耗指数。与此同时，到相应基站的条件距离，考虑到它们观察到的传播损耗，变得独立和对数正态分布，这可以被看作是真实和模型几何之间的解耦。这一结果也适用于Suzuki（Rayleigh-log-normal）传播模型。我们使用Kolmogorov-Smirnov检验来实证研究泊松近似的质量，并使用它来建立一个线性回归方法的路径损耗指数的值的统计估计。
2015-02-10 cs.NI math.PR
Downlink Multi-Antenna Heterogeneous Cellular Network with Load Balancing
我们建模和分析异构蜂窝网络与多天线BS（多天线HetNets）与K类或层的基站（BS），这可能会有所不同的发射功率，部署密度，发射天线的数量，服务的用户数量，传输方案，和路径损耗指数。我们表明，在多天线HetNet的小区选择规则可能会显着不同的单天线HetNet由于跨层的多天线传输方案的可能差异。虽然它是具有挑战性的，以获得确切的小区选择规则，即使最大化的信号与干扰加噪声比（SINR）在接收机，我们表明，添加适当选择的层相关的小区选择偏置在接收功率产生一个接近的近似。假设任意的选择偏差为每一层，简单的表达式，下行链路的覆盖范围和速率。对于覆盖率最大化，每个层所需的选择偏差以封闭形式给出。由于这种与偏置的连接，与单天线HetNet相比，多天线HetNet可以在某些机制中更自然地跨层平衡负载，其中通常需要大的小区选择偏置来将业务卸载到小小区。
2014-11-03 cs.IT cs.NI math.IT
A Framework for Automated Cellular Network Tuning with Reinforcement Learning
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
针对始终发生的无线损害调整蜂窝网络性能可以显著提高最终用户的可靠性。在本文中，我们制定蜂窝网络性能调整作为一个强化学习（RL）的问题，并提供了一个解决方案，以提高室内和室外环境的性能。通过利用Q学习的能力来估计未来的性能改进回报，我们提出了两种算法：（1）用于LTE下行语音（VoLTE）的闭环功率控制（PC）和（2）自组织网络（SON）故障管理。VoLTE PC算法使用RL来调整室内基站发射功率，使得用户设备（UE）的信号与干扰加噪声比（SINR）满足目标SINR。它这样做，而UE不必发送功率控制请求。SON故障管理算法使用RL通过配置管理解决网络中的故障来提高室外基站集群的性能。这两种算法都利用来自连接用户的测量、无线损伤和相关配置参数来使用RL解决非凸性能优化问题。仿真结果表明，我们提出的基于RL的算法优于当今的行业标准，在现实的蜂窝通信环境。
2019-12-29 cs.LG cs.NI stat.ML
Equivalence and comparison of heterogeneous cellular networks
我们考虑一个一般的异构网络中，除了一般的传播效应（阴影和/或衰落），个别基站可以有不同的发射功率，并受到不同的参数的Hata-样的路径损耗模型（路径损耗指数和常数），由于，例如，不同的天线高度。我们还假设站可以具有例如链路层性能（SINR阈值等）的变化的参数。通过研究典型用户从所有天线接收到的信号的传播过程，用相应的天线参数来标记，我们表明，从典型用户的角度来看，基于泊松点过程的看似不同的异构网络可以是等价的。这些网络可以被替换为一个模型，其中所有先前变化的传播参数（包括路径损耗指数）被设置为常数，而唯一的折衷是引入各向同性基站密度。这允许人们通过其各向同性表示来执行不同网络模型的分析比较。在恒定的路径损耗指数的情况下，各向同性表示简化为均匀修改的恒定强度的原始网络，从而概括了以前的结果表明，传播过程只取决于一个时刻的发射功率和传播效果。我们给出的例子和应用程序来激励这些结果，并强调一个有趣的观察随机路径损耗指数。
2013-07-31 cs.IT cs.NI math.IT
Delay Minimizing User Association in Cellular Networks via Hierarchically Well-Separated Trees
我们研究下行链路延迟最小化的上下文中的蜂窝用户关联策略，将移动用户映射到基站。我们注意到，延迟最小用户关联问题适合于更广泛的网络效用最大化类，可以作为一个非凸二次规划。这种非凸性激发了一个分裂的二次目标函数，它捕获了原始问题的固有权衡：与提供最高信号干扰噪声比（SINR）的站相关联，与拥塞最少的站相关联。我们发现分裂长期制定是服从线性化的分层良好分离树（HST），它提供了一个线性近似恒定失真的嵌入基站。我们提供了一个数值比较的几个问题的配方，并发现，适当的优化参数选择，二次重构产生的关联政策的总和延迟，接近原来的网络效用最大化。我们还评论更困难的问题时，空闲基站（那些没有关联的用户）被停用。
2015-01-11 cs.IT cs.NI math.IT
How user throughput depends on the traffic demand in large cellular networks
利特尔定律允许将网络的任何区域中的平均用户吞吐量表示为该区域中的平均业务需求与稳态平均用户数的比率。通常在每个小区的操作网络中收集相应的统计数据。使用遍历参数和Palm理论的形式主义，我们表明，在网络中的全球平均用户吞吐量等于这两种手段在稳定状态下的“典型细胞”的比率。在这里，这两种手段占双平均：随着时间的推移和网络的几何形状，并可以与每表面的业务需求，基站密度和空间分布的SINR。后者占网络的不规则性，阴影和空闲细胞通过细胞负载方程。我们验证了我们的方法比较分析和模拟结果的泊松网络模型的真实网络细胞测量。
2014-03-24 cs.NI math.PR
Analysis of Device-to-Device Communications in Uplink Cellular Networks with Lognormal Fading
在本文中，使用随机几何理论，我们提出了一个框架，用于分析设备到设备（D2D）通信底层上行链路（UL）蜂窝网络的性能。在我们的分析中，我们考虑基于每个用户设备（UE）的能量阈值的D2D模式选择准则。具体地，如果UE从最强基站（BS）接收的信号强度大于阈值β，则UE将在蜂窝模式下操作。否则，它将在D2D模式下操作。此外，我们考虑了广义对数正态跟踪在我们的分析。推导了蜂窝网络和D2D网络的覆盖概率和区域频谱效率（ASE）。通过理论分析和数值分析，我们量化了D2D通信带来的性能增益，并为网络操作参数的选择提供指导。
2017-04-04 cs.NI
A Stochastic Geometry Approach to Energy Efficiency in Relay-Assisted Cellular Networks
虽然协作中继被认为是一种很有前途的提高蜂窝网络能量效率的技术，但中继节点的静态功耗可能会降低能量效率，因此不能忽视。在本文中，我们专注于是否以及如何通过中继蜂窝网络的能量效率可以提高。基于空间泊松点过程，提出了一个分析模型来评估中继辅助蜂窝网络的能量效率。借助于随机几何的技术工具，我们推导出了非合作用户和合作用户的信干噪比（SINR）和平均可达速率的分布。以“bps/Hz/W”衡量的能源效率随后表示。这些建立的表达式是服从数值计算和仿真结果证实。
2012-10-20 cs.NI
Analytical Evaluation of Fractional Frequency Reuse for Heterogeneous Cellular Networks
干扰管理技术对于异构蜂窝网络的性能至关重要，异构蜂窝网络将具有密集且重叠的覆盖区域，并且经历高水平的干扰。分数频率复用（FFR）是一种有吸引力的干扰管理技术，这是由于其低复杂度和开销以及对于低百分位（小区边缘）用户的显著覆盖改善。本文提出了一种基于空间泊松点过程评估严格FFR和软频率复用（SFR）部署的分析模型，而不是依赖于基于确定性接入点定位的系统仿真。我们的研究结果既捕获异构部署的非均匀性，并产生易于处理的表达式，可用于系统设计与严格的FFR和SFR。我们观察到，为具有最低平均SINR的每个层的用户保留的严格FFR频带的使用在覆盖和速率方面提供了最高增益，而SFR的使用允许更有效地使用层之间的共享频谱，同时仍然减轻了大部分干扰。此外，在某些层中具有封闭接入的多层网络的背景下，所提出的框架示出了跨层干扰对封闭接入FFR的影响，并且通知了在开放获取中关键FFR参数的选择。
2011-12-03 cs.IT cs.NI math.IT
User-Centric 5G Cellular Networks: Resource Allocation and Comparison with the Cell-Free Massive MIMO Approach
最近，已经引入了所谓的无小区（CF）大规模MIMO架构，其中非常大量的分布式接入点（AP）同时并且联合地服务于少得多的移动站（MS）。本文将CF方法扩展到AP和MS都配备有多个天线的情况下，提出了一种波束成形方案，该方案依赖于信道硬化效应，不需要在MS处进行信道估计。我们将CF大规模MIMO方法与以用户为中心（UC）的方法进行对比，其中每个MS仅由有限数量的AP提供服务。由于远AP经历差的SINR，因此事实证明它们在服务远用户方面是相当无用的，并且因此，UC方法虽然相对于CF方法需要更少的回程开销，但是在这里示出了对于网络中的绝大多数MS在可实现的每用户速率方面实现更好的性能结果。此外，在本文中，我们提出了两个功率分配策略的上行链路和下行链路，一个旨在最大限度地提高整体的数据速率，另一个旨在最大限度地提高系统的公平性。
2018-03-06 cs.IT cs.NI math.IT
Impact of channel partitioning and relay placement on resource allocation in OFDMA Cellular networks
对诸如流音频/视频、Skype和视频游戏之类的无线应用的需求的巨大增长要求高数据率，而不管用户在蜂窝网络中的位置如何。然而，用户的服务质量（QoS）在小区边界处降级。中继增强型多跳蜂窝网络是提高小区边缘用户性能的一种经济有效的解决方案。固定中继节点（FRN）的优化部署是满足边缘用户QoS需求的关键。我们提出了新的方案，在蜂窝网络中的信道划分和FRN的位置。路径损耗，信号干扰和噪声比（SINR）的用户所经历的，和阴影的影响已被考虑。分析更加强调小区边缘用户（最坏情况）。结果表明，这些方案在频谱效率方面实现了更高的系统性能，并且还增加了小区边缘处的用户数据率。
2012-07-11 cs.NI
Spectrum and Infrastructure Sharing in Millimeter Wave Cellular Networks: An Economic Perspective
毫米波频段的许可模式一直是相当大的争论的主题，一些行业参与者主张未经许可的使用，而另一些则主张传统的地理区域独家使用许可。同时，这些频段的大带宽、高定向天线、高穿透损耗和对阴影的敏感性表明了频谱和基础设施共享的某些优势。然而，即使分享在技术上是有益的（正如这一领域的最新研究所表明的那样），它也可能是无利可图的。本文研究了毫米波网络资源共享的技术和经济意义。毫米波服务被认为是在一个网络商品的经济框架，消费者的效用取决于网络的规模，消费者和服务提供商的战略决策连接到详细的网络模拟。结果表明，为任何服务提供商的用户提供服务的中立小型小区的“开放”部署通过使网络更容易达到临界质量而鼓励市场进入，而不是“开放”（未授权）频谱。在何种条件下，有竞争力的服务提供商将更愿意共享资源或不也说明。
2016-05-15 cs.IT cs.NI math.IT
Physics-driven AI for Channel Estimation in Cellular Network
本文提出物理信息扩散模型，结合无线环境、基站配置和用户轨迹，通过教师-学生知识蒸馏与少样本学习准确生成RSRP和SINR，以提升信道质量预测的可解释性、精度和泛化能力。
2024-10-23 cs.NI
Coverage in mmWave Cellular Networks with Base station Cooperation
由于遮蔽和阻塞而导致的信号中断的存在预计将成为毫米波（mmWave）网络中的主要瓶颈。此外，在毫米波网络将具有密集基站部署的预期愿景下，来自强视距基站的干扰也会增加，从而进一步增加中断的概率。为了解决减少中断的问题，本文探讨了在毫米波异构网络的下行链路中基站协作的可能性。这项工作的主要重点是表明，在一个随机的几何框架，从随机定位的基站的合作降低中断概率。由于高度定向的传输将经历较不严重的衰落，人们可能会期望合作将增加覆盖概率，我们的数值例子表明，事实上是这样的。覆盖概率的会计得出：不同的衰落分布，天线方向性和阻塞。数值结果表明，在密集的毫米波系统中，基站合作的覆盖范围，并没有小规模的衰落大大超过没有合作的覆盖范围。相比之下，当毫米波网络密度较低时，信号阻塞的概率较高，并且具有瑞利衰落，则报告了不显著的增加。
2015-03-18 cs.IT cs.NI math.IT
Best Signal Quality in Cellular Networks: Asymptotic Properties and Applications to Mobility Management in Small Cell Networks
快速增长的数据流量和用户对随时随地全覆盖移动服务的需求正在将移动网络带入小型蜂窝网络的未来。然而，由于小小区网络的高密度和随机性，存在若干技术挑战。在本文中，我们研究两个关键问题：\emph{best signal quality}和\emph{mobility management}。假设基站均匀分布在一个环形区域内，并且阴影是对数正态分布、独立同分布，我们证明了当环中基站数趋于无穷大时，环中心接收到的最大信号强度在适当重正化后趋于Gumbel分布，并且与干扰渐近无关.使用这些属性，我们得到的最佳信号质量的分布。此外，提出了一种优化的随机小区扫描方案，基于最佳数量的网站进行扫描，以最大限度地提高用户数据吞吐量的评估。
2015-02-03 cs.IT cs.NI math.IT
Location-Aware Cross-Tier Coordinated Multipoint Transmission in Two-Tier Cellular Networks
多层蜂窝网络被认为是增强蜂窝系统提供的覆盖和数据率的有效解决方案。在多层网络中，诸如宏BS之类的高功率基站（BS）被诸如毫微微小区和/或微微小区之类的较低功率小型小区覆盖。然而，多层BS的同信道部署引起了显著影响无线网络性能的跨层干扰问题。多小区协作技术（诸如协作多点（CoMP）传输）已经被提出作为减轻多层网络中的跨层干扰的影响的有前景的解决方案。在本文中，我们提出了一种新的两层蜂窝网络中不同层BS之间的位置感知跨层协作（LA-CTC）方案，用于下行链路CoMP传输。一方面，所提出的方案仅使用CoMP传输来增强由于诸如微微小区的小小区的同信道部署而遭受高跨层干扰的用户的性能。另一方面，具有良好信号与干扰加噪声比（${\rm SINR}$）条件的用户直接由来自两层中的任一层的单个BS服务。因此，与传统的CoMP传输方案相比，可以减少回程网络上协作BS之间的数据交换。我们使用随机几何工具来量化的中断概率，可实现的数据率，每个BS的负载方面，通过使用所提出的计划获得的性能增益。我们比较了所提出的方案与文献中的其他方案的性能，例如使用合作为所有用户提供服务的方案和使用范围扩展将用户卸载到小小区层的方案。
2014-09-28 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Geographic Caching In Cellular Networks
在这项工作中，我们考虑的问题的最佳地理位置的内容在无线蜂窝网络建模的泊松点过程。具体而言，对于请求某些特定内容并且其受欢迎程度遵循给定定律（例如Zipf）的典型用户，我们计算找到缓存在其中一个基站中的内容的概率。无线覆盖遵循通常的信号干扰噪声比（SINR）模型，或它的一些变种。我们制定和解决的问题的最佳随机内容放置策略，以最大限度地提高用户的命中概率。结果表明，遵循标准策略“在任何地方缓存最受欢迎的内容”并不总是最佳的。事实上，我们关于三种不同覆盖场景的数值结果表明，最优策略显着增加了高覆盖范围下的命中机会，即，当多于一个站的覆盖概率足够高时。
2014-09-26 cs.NI
Downlink Power Control in Two-Tier Cellular Networks with Energy-Harvesting Small Cells as Stochastic Games
蜂窝网络中的能量收集是一种新兴技术，用于增强功率受限的无线设备的可持续性。本文考虑了与小小区重叠的宏小区的同信道部署。小小区基站（SBS）从环境源获取能量，而宏小区基站（MBS）使用常规电源。给定MBS的随机能量到达过程，我们推导出MBS和SBS的下行链路传输的功率控制策略，使得它们可以实现它们的目标（例如，将信号与干扰加噪声比（SINR）保持在可接受的水平）。我们考虑用于SBS的集中式能量收集机制，即，存在中央能量存储器（CES），其中能量被收集并且然后被分配到SBS。当MBS数量较少时，CES和MBS之间的博弈模型为单控制器随机博弈，均衡策略可作为二次规划问题的解得到.然而，当SBS的数量趋于无穷大（即，一个高度密集的网络），集中式方案变得不可行，因此，我们使用平均场随机博弈来获得每个SBS的分布式功率控制策略。通过求解一个偏微分方程组，我们推导出的平均场分布的知识，并在电池的SBS的可用收获的能量水平的SBS的功率控制策略。
2015-10-27 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Spatial-Propagation Modeling of Cellular Networks Based on the Directional Radii of Poisson Voronoi Cells
在面向覆盖的网络中，以使得小区边界处的用户实现足够的信号强度的方式部署基站（BS）。小区的形状和大小因BS而异，因为大规模信号传播条件在不同的地理区域中不同。本文提出并研究了一种联合空间传播（JSP）模型，该模型考虑了细胞半径和大规模信号传播（由阴影捕获）之间的相关性。我们首先介绍的概念的Voronoi细胞的方向半径，它在蜂窝网络和超越的应用。细胞的方向半径被定义为从细胞核到细胞边界的距离，该距离相对于细胞中均匀随机位置的方向成一定角度。我们研究了Poisson Voronoi镶嵌中两种类型单元的半径分布：包含原点的零单元和典型单元。最后将研究结果应用于JSP模型的分析。我们发现，即使泊松点过程（PPP）通常被认为是一个悲观的空间模型BS的位置，JSP模型与PPP实现覆盖性能接近最乐观的-标准的三角形网格模型。此外，我们表明，网络的性能取决于严重的大规模沿细胞边界的路径损耗的方差。
2021-01-01 cs.IT cs.NI math.IT
The Stochastic Geometry Analyses of Cellular Networks with α-Stable Self-Similarity
了解基站的空间部署是分析蜂窝网络性能和设计高效网络协议的第一步。泊松点过程（Poisson point process，PPP）在随机几何分析中被广泛应用于描述基站的部署情况，但在齐次PPP（homogeneous PPP，HPPP）模型中通常假设基站的部署密度为静态，在非齐次PPP（in-homogeneous PPP，IPPP）模型中通常假设基站的部署密度为位置相关的密度函数。然而，在实际部署在大规模区域中的BS之间同时存在吸引力和排斥力违背了这样的假设，并且$α$稳定分布（一种重尾分布）最近已经证明了对不同区域中变化的BS密度进行统计建模的优越精度。在本文中，我们从这些新的发现开始，并研究其内在特征（即，空间自相似性）。之后，我们参考了一个广义的PPP设置与$α$ -稳定的分布密度，并从理论上推导出相关的覆盖概率。特别是，我们给出了高信号干扰噪声比（SINR）阈值的推导出的覆盖概率的上限，并示出了这个界的单调递减属性相对于BS密度的方差。此外，我们证明了我们的模型可以减少到单层HPPP的一些特殊情况下，并证明了优越的精度的$α$稳定模型，以接近真实的环境。
2018-11-19 cs.IT cs.NI math.IT
Modeling and Analysis of Uplink Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in Large-Scale Cellular Networks Using Poisson Cluster Processes
非正交多址（NOMA）通过叠加不同的消息信号为多个用户提供服务。在接收机处通过应用连续干扰消除（SIC）对所需消息信号进行解码。利用泊松簇过程理论，我们提供了一个分析多小区上行NOMA系统的框架。具体地说，我们的特点是在排名$m$（从它的服务BS的距离）在一个小区中的所有用户之间的NOMA用户的速率覆盖概率和小区中的所有用户的平均速率覆盖概率。由于第$m$用户的信号与干扰加噪声比（SINR）依赖于有效的SIC，因此我们考虑三种情况，即，完全SIC（其中比第$m$用户强的$m-1$用户的信号被成功解码）、不完美SIC（其中比第$m$个用户强的$m-1$个用户的信号可能被成功解码也可能不被成功解码），不完全最坏情况SIC（其中，每当其相对的$m-1$较强用户的解码不成功时，第$m$个用户的信号的解码总是不成功）。导出的表达式被定制为捕获在等效正交多址（OMA）系统中的秩$m$处的用户的性能。最后，数值结果验证了推导的表达式。
2016-11-10 cs.IT cs.NI math.IT
Cellular Network Design for UAV Corridors via Data-driven High-dimensional Bayesian Optimization
本文提出利用数据驱动的高维贝叶斯优化联合优化天线倾角与波束宽度，为无人机走廊设计蜂窝网络，在保证地面用户性能的同时显著提升无人机覆盖与速率。
2025-04-07 cs.IT cs.NI eess.SP
A Dual-Connection based Handover Scheme for Ultra-Dense Millimeter-Wave Cellular Networks
超密集毫米波蜂窝网络中的移动用户比传统网络中更频繁地经历切换事件，这导致由于阻塞而增加的服务中断时间和性能下降。多连接技术已经被提出来解决这个问题，它也扩展了毫米波通信的覆盖范围。在本文中，我们提出了一种基于双连接的切换方案，移动UE的环境中，他们同时与两个毫米波小区连接，以克服频繁的切换问题。该方案允许移动UE根据测量的SINR在两个毫米波连接之间选择其服务链路，然后相应的基站可以将重复的分组转发给UE。我们比较我们的双连接为基础的计划与传统的单连接为基础的计划，通过ns-3模拟。仿真结果表明，该方案能显著降低切换速率和切换时延.因此，我们认为，双连接为基础的计划，帮助移动用户实现他们需要在超密集的蜂窝环境中的性能目标。
2021-07-09 cs.NI cs.SY eess.SY
Analytical Model of Proportional Fair Scheduling in Interference-limited OFDMA/LTE Networks
针对干扰受限蜂窝网络中比例公平调度的中期性能预测问题，提出考虑精确 SINR 分布并适配 LTE 统一调制编码的解析模型，仿真验证其显著优于已有简单模型。
2013-03-07 cs.NI
Ruin Theory for Energy-Efficient Resource Allocation in UAV-assisted Cellular Networks
无人机（UAV）可以为提高地面无线蜂窝网络的覆盖范围、容量和整体性能提供有效的解决方案。特别是，无人机辅助蜂窝网络可以满足第五代新无线电（5G NR）应用的严格性能要求。本文研究了在5G NR应用的可靠性和时延约束下，无人机辅助蜂窝网络的节能资源分配问题。破产理论的框架，允许太阳能无人机捕捉收获和消耗的能量的动态。首先建立了无人机剩余功率模型，然后利用剩余功率计算无人机的破产概率。破产概率表示无人机能量耗尽的脆弱性。接下来，破产的概率是用于有效的用户关联与每个无人机。然后，使用注水方法执行5G NR应用的功率分配以最大化可实现的网络速率。仿真结果表明，与基于信干噪比的方案相比，该方案可使无人机飞行持续时间提高61%，服务用户数提高58%.
2020-06-01 cs.NI eess.SP
A Self-Organized Resource Allocation using Inter-Cell Interference Coordination (ICIC) in Relay-Assisted Cellular Networks
在多小区场景中，小区间干扰（ICI）对于实现预期的系统性能是有害的，特别是对于边缘用户。在中继辅助蜂窝网络（RACN）的ICI协调（ICIC）的文献中，工作是缺乏的。本文对蜂窝网络和RACN中的ICIC方案进行了综述。然后，我们提出了一个自组织的资源分配计划的RACN，以提高边缘用户的性能ICIC。我们比较了复用-1，复用-3，软频率复用（SFR）计划，提出的计划与没有中继的性能。用于比较的性能指标是边缘用户的频谱效率，他们的信号干扰噪声比（SINR）和系统的区域频谱效率。仿真结果表明，在静态分配场景下，我们提出的计划比现有的资源分配方案性能更好。接下来，我们建议使我们的资源分配计划是动态的和自组织的。我们提出的计划的显着特点是：一，它实现了系统的区域频谱效率和边缘用户的频谱效率性能之间的权衡。其次，引入干扰邻居集的概念，通过实体间的局部交互实现ICIC。
2014-04-19 cs.NI
A Comparison Study of Coupled and Decoupled Uplink Heterogeneous Cellular Networks
移动蜂窝网络的演进带来了网络结构的巨大变化。例如，异构蜂窝网络（HetNet）和超密集网络（UDN）已经被提出作为用于5G系统的有前景的技术。基站（BS）的密集部署允许移动用户能够接入多个BS。同时，HetNet中上下行之间的不平衡，例如不同的接收SINR阈值和业务负载等，变得越来越明显。所有这些因素自然地启发我们考虑无线接入网络中的上行链路和下行链路的解耦。一个有趣的问题是，解耦合上行链路（UL）/下行链路（DL）接入（DUDA）模式是否优于传统的耦合上行链路（UL）/下行链路（DL）接入（CUDA）模式，以及在HetNet中在系统速率、频谱效率（SE）和能量效率（EE）等方面的性能差异有多大。在本文中，我们的目的是彻底比较两种模式的性能的基础上随机几何理论。在我们的分析模型中，我们考虑到在UL通信中的动态发射功率控制。具体来说，我们采用分数功率控制（FPC）来模拟位置相关的信道状态。数值结果表明，DUDA模式在系统速率、SE和EE方面明显优于CUDA模式。此外，DUDA模式改善了不同类型BS和相关联UE两者的负载平衡和潜在公平性。
2015-02-06 cs.NI
