Analysis of LTE-A Heterogeneous Networks with SIR-based Cell Association and Stochastic Geometry
本文提供了一个分析框架来表征异构网络（HetNets）的性能，其中基站和用户的位置由空间泊松点过程（随机几何）建模。我们已经能够正式推导出中断概率，速率覆盖概率，和平均用户比特率时，频率重用的$K$和一种新的优先级SIR为基础的小区关联方案。仿真方法已被采用，以验证我们的分析模型，理论结果与仿真结果吻合得很好。所获得的结果突出表明，采用的小区关联技术允许非常低的中断概率和满足一定的比特率的要求，通过适当的选择重用因子和微小区密度。网络运营商可以采用这种分析模型来获得对小区规划的见解。最后，我们的SIR为基础的小区关联方案的性能进行了验证，通过与文献中的其他计划。
2017-12-14 cs.NI
An Efficient Mobile Gateway Selection and Discovery Based-Routing Protocol in Heterogeneous LTE-VANET Networks
针对异构LTE-VANET网络中多跳路由效率低的问题，提出基于多度量中继选择的移动网关推选与路由发现协议，可降低开销、实现无缝切换，显著提升网络性能。
2023-03-30 cs.NI
Optimal Traffic Splitting Policy in LTE-based Heterogeneous Network
双连接（DC）是一种技术，提出解决异构网络中增加的并发症的问题。在DC中，具有多个收发器的前台用户设备（UE）有可能同时连接到宏eNodeB（MeNB）和小小区eNodeB（SeNB）。在DC的下行链路分离承载架构中，MeNB处的数据无线电承载被分成两部分;一部分通过到UE的非理想回程链路被转发到SeNB，而另一部分由MeNB转发。这可能导致UE处的总延迟的增加，因为对应于单个传输的不同分组可能在两个不同路径中引起不同量的延迟。由于MeNB中的资源由后台传统用户和前台用户共享，因此DC可以增加后台用户的阻塞概率。此外，到小型小区的单连接性可能增加前景用户的阻塞概率。因此，我们的目标是最小化系统的平均延迟受到背景和前景用户的阻塞概率的约束。计算并观察到最优策略包含阈值结构。研究了系统平均时延随系统参数变化的规律。
2017-10-23 cs.NI
Load Balancing Optimization in LTE/LTE-A Cellular Networks: A Review
在过去的几十年中，无线技术已经经历了巨大的增长。最近高端移动设备的引入进一步增加了用户对高带宽的需求。当前的蜂窝系统需要手动配置和管理网络，由于移动用户和节点的速率呈指数增长，这现在是昂贵的、耗时的并且容易出错。这导致引入自组织能力的网络管理与最少的人的参与。预计它将允许更高的终端用户服务质量（QoS）以及电信服务提供商更低的运营和维护成本。自组织蜂窝网络包括用于蜂窝网络的自动配置、优化和维护的功能的集合。由于移动终端用户在从一个小区边界移动到另一个小区边界时继续使用网络资源，小区内的业务负载不会保持恒定。因此，负载均衡作为自组织网络解决方案的一部分，已经成为蜂窝网络中最活跃和新兴的研究领域之一。它涉及将负载从过载小区转移到具有空闲资源的相邻小区以用于更平衡的负载分布，以便维持适当的终端用户体验和网络性能。本文综述了当前移动网络中使用的各种负载均衡技术，特别强调了适合未来蜂窝网络自优化特性的技术。
2014-12-23 cs.NI
Utility Fair Rate Allocation in LTE/802.11 Networks
我们考虑在具有LTE和802.11小区的混合的异构网络中的比例公平速率分配，其支持多径和多宿操作（用户设备同时连接到多个LTE BS和802.11 AP）。我们表明，效用公平优化问题是非凸的，但可以找到一个全局最优解的凸优化序列中的分布式方式。结果是从LTE卸载到802.11以及利用LTE/802.11路径分集来满足用户业务需求的原则性方法。
2015-06-02 cs.NI
Throughput Optimal Uplink Scheduling in Heterogeneous PLC and LTE Communication for Delay Aware Smart Grid Applications
智能电网是集先进的电力设备、通信技术和控制技术于一体的能源网络。它可以同时在电网的所有组件之间传输双向电力和数据。现有的智能电网通信技术包括电力线载波通信、工业以太网、无源光网络和无线通信等，各有优势。由于智能电网应用场景复杂、采样点多、传输可靠性要求高，单一的通信方式已不能完全满足智能电网的通信需求，需要采用异构的通信方式。此外，随着蜂窝技术的发展，基于长期演进（LTE）的标准已被确定为能够满足智能电网中的各种操作的严格要求的有前途的技术。分析了PLC和LTE通信的优缺点，设计了一种智能电网中PLC和LTE通信上行异构通信的网络框架。在此基础上，根据系统时延和可靠性的要求，提出了一种吞吐量最优的采样数据上行调度传输方法。然后，利用公式推导，从理论上证明了调度系统的稳定性和可解性。仿真结果表明，在满足时延要求的情况下，该框架能够优化分配无线通信资源，最大化上行传输系统的吞吐量。关键词：智能电网，异构通信，优化吞吐量。
2020-11-19 cs.NI cs.SY eess.SY
Centralized Coordinated Scheduling in LTE-Advanced Networks
这项工作解决了与协调LTE高级下行链路网络中的多个基站之间的调度决策相关联的问题，以便利用集中式控制器来管理小区间干扰。为了解决协调调度问题，制定了整数非线性规划，与大多数现有方法不同，该整数非线性规划不依赖于精确的信道状态信息，而是仅利用3GPP标准中定义的特定测量报告。提出了一个等价的整数线性重构的协调调度问题，它可以有效地解决商业求解器。中大型网络进行了广泛的模拟，以分析所提出的协调调度方法的性能，确认现有的分析结果报告的基本限制，由于集群外干扰的合作。然而，在本文中提出的方案显示出重要的增益，在平均用户吞吐量的小区边缘用户，特别是在异构网络的情况下。
2017-02-13 cs.NI
Cost-Aware Uplink MPQUIC Scheduling via Multi-Objective Bayesian Optimization
研究上行链路MPQUIC调度中上传延迟和LTE使用成本的权衡问题，提出基于贝叶斯优化的框架，将MPQUIC系统视为黑盒探索概率路径选择配置，实验表明该方法能刻画宽延迟-成本区域，识别节省LTE的配置，在高竞争水平下更具灵活性。
2026-08-12 cs.NI
Self-Organizing Relay Selection in UAV Communication Networks: A Matching Game Perspective
大型无人机网络需要及时的通信来准确有效地完成一系列任务。中继技术将在无人机网络中发挥重要作用，帮助无人机与远距离无人机进行通信，解决了无人机传输功率有限的问题。本文以中继选择为切入点，采用多优化因子提高自组织网络的性能。与地面中继模型不同，无人机通信网络的异构性、动态性、信息密集性和有限性等特点对中继选择提出了新的挑战。为了解决优化问题，需要更有效的分布式、快速、鲁棒和可扩展的方案。在讨论了挑战和要求之后，我们发现匹配博弈适合于建模复杂的中继模型。讨论了匹配博弈在无人机自组织通信中的优势。此外，我们提供了广泛的应用匹配市场，然后提出了一种新的分类匹配游戏，侧重于玩家之间的竞争关系。最后，对无人机中继匹配博弈模型的研究方向进行了展望。
2018-05-19 cs.NI
Implementation of the 3GPP LTE-WLAN Interworking Protocols in NS-3
被称为第五代（5G）的下一代无线标准正在被设计为包含由具有多无线电接入技术（Multi-RAT）的单个整体网络组成的异构网络（HetNet）架构。多个连接协议和频谱将从处理以下两者的公共核心（管理系统）来管理：i）传统的宏蜂窝系统（诸如LTE），其可以提供长距离、室外覆盖，以及ii）具有高容量的低功率无线系统（诸如Wi-Fi），其可以被部署以满足室内业务需求。预计5G HetNet将实现无处不在的连接，这将保证服务质量（QoS）、体验质量（QoE）以及以低成本有效使用频谱和能量。紧密耦合的LTE-Wi-Fi网络已成为5G时代有前途的解决方案之一，可提高网络容量并改善最终用户的体验质量。LTE/Wi-Fi链路聚合（LWA）和具有IPSec隧道的LTE WLAN无线电级集成（LTEG）是由第三代合作伙伴计划（3GPP）提出的两种方法，以实现灵活、通用和可扩展的LTE-WLAN互通。这些技术实现了运营商控制的许可和未许可频谱的接入，并允许运营商的演进核心的透明接入。这些技术最重要的方面是，它们可以通过简单的软件升级来实现，并且可以利用现有的Wi-Fi网络。本文介绍并激发了LWA和LWAS协议的设计细节。我们还介绍了第一个NS-3 LWA和LWA的网络模拟器3（NS-3）的实现。特别是，这项工作的重点是适应和并发使用不同的NS-3模块和协议的不同技术，使这些互通计划的支持。
2019-01-11 cs.NI
Downlink Transmit Power Setting in LTE HetNets with Carrier Aggregation
允许用户聚合若干分量载波以获得高达100MHz的带宽的载波聚合是为下一代蜂窝网络设想的中心特征之一。虽然该特征将使得能够支持更高的数据率并提高服务质量，但是它也可以被用作有效的干扰减轻技术，特别是在多层异构网络中。考虑到聚合的分量载波可以属于不同的频带，并且因此具有不同的传播简档，我们认为在所有载波处在所有时间以最大功率进行传输是没有必要的，甚至是有害的。相反，通过使用博弈论，我们设计了一种分布式算法，让eNodeB和微基站动态调整不同分量载波的下行链路发射功率。我们比较我们的计划，以不同的功率策略结合流行的干扰缓解技术，在一个典型的大规模的情况下，并表明我们的解决方案显着优于其他策略的全球网络效用，功耗和用户吞吐量。
2016-04-19 cs.NI
Distributed coordination of self-organizing mechanisms in communication networks
Orange Labs（橙实验室）；KTH, Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；INRIA Sophia Antipolis（索菲亚-安提佩斯国家信息与自动化研究所）
本文提出一种分布式协调方法，通过Rosen的凹博弈框架与凸优化结合，解决通信网络中自组织功能的协调问题，确保冲突-free操作并提升性能。
2013-09-19 cs.NI cs.SY eess.SY
Proportional Fair Traffic Splitting and Aggregation in Heterogeneous Wireless Networks
流量负载均衡和资源分配在利用多无线电无线网络的密集和日益异构的部署方面起着至关重要的作用。跨不同接入点（AP）/无线电接入技术（RAT）的业务聚合已经成为最近引入的关于LTE双连接和LTE-WLAN聚合（LWA）的蜂窝标准的重要特征。针对AP不一定并置的场景的低复杂度业务拆分解决方案是运营商非常感兴趣的。在本文中，我们考虑的情况下，每个用户的流量可以跨宏小区和LTE或WiFi小小区由非理想的回程链路连接的分裂，并开发一个封闭的形式的解决方案，最佳的聚合占回程延迟。最佳解决方案适合于基于“注水”的解释，其中通过宏小区发送的用户业务的分数与该宏小区上的用户峰值容量和其在小小区上的吞吐量的比率成比例。使用全面的系统级仿真，所开发的最佳解决方案，以提供大量的边缘和中值吞吐量增益超过目前的3GPP-WLAN互通解决方案的算法代表。对于希望在现有WLAN部署中引入聚合解决方案的运营商来说，可实现的性能优势是有希望的。
2016-03-26 cs.IT cs.NI math.IT
Network Selection schemes in Heterogeneous Wireless Networks
异构无线网络HWN是由不同无线电接入技术RAT组成的组合网络。下一代网络NGN将提供高带宽连接和高数据吞吐量，并平滑地支持用户的QoS要求，在这种情况下，具有多接口终端的用户将能够同时连接到不同的无线技术，例如802.16、802.11系列和蜂窝系列UMTS、HSPA和LTE。NGN的思想是用户将不受与单个运营商的合同约束，而是用户将能够考虑用户的QoS请求来选择无线电接入网络RAT。本文主要研究网络选择策略和网络间的交互技术，对现有的网络选择方法进行了描述，讨论了各种方法的优缺点，并提出了自己的观点。
2022-01-28 cs.NI
SMDP-based Downlink Packet Scheduling Scheme for Solar Energy Assisted Heterogeneous Networks
可再生能源辅助的异构网络可以提高系统容量，降低传统能源消耗。在本文中，我们提出了一种基于半马尔可夫决策过程（SMDP）的太阳能辅助异构网络（HetNets）的下行链路分组调度方案，其中太阳辐射被建模为连续时间马尔可夫链（CTMC）和多类下行链路分组的到达被建模为泊松过程。所提出的下行链路分组调度方案可以与主流无线分组网络（诸如长期演进（LTE）网络和第五代（5G）网络）兼容，因为SMDP是实时接纳控制模型。为了得到一个渐近最优的下行分组调度策略，分别采用平均准则下的相对值迭代算法和折扣准则下的值迭代算法求解半马尔可夫决策问题。仿真结果表明，基于SMDP的分组调度方案的平均开销小于贪婪分组调度方案。
2018-03-24 cs.NI
Roadmap for Establishing Interoperability of Heterogeneous Cellular Network Technologies -1-
蜂窝接入网络之间缺乏互操作性长期以来一直是电信工程师和研究人员试图克服的挑战性负担。例如，在第二代网络中，这个问题在于缺乏标准化。第三代G网络限于使用不可互操作的不同无线电传输技术的几种操作模式。4G技术即使在各种试验中取得成功，也不能保证互操作性。所采取的方法来克服这个问题，在异构网络开始建立一个整体的理解蜂窝通信，并提出了一个本体论的方法，表示域的概念，类，和属性在一个正式的和明确的方式。它首先分析了三种不同的细胞技术的结构，并产生特征模型。Lte-Advanced蜂窝网络是这一持续分析的目标。最终目标是建立能够提供蜂窝网络技术领域的共同观点的本体。
2012-07-13 cs.NI
Heterogeneous Cloud Radio Access Networks: A New Perspective for Enhancing Spectral and Energy Efficiencies
为了减轻异构网络（HetNet）中相邻基站之间的受限和非理想传输所导致的严重层间干扰并增强有限的协作增益，提出了通过将云计算融入HetNet中来作为具有成本效益的潜在解决方案的异构云无线电接入网络（H-CRAN）。本文综述了H-CRAN的最新研究成果和面临的挑战。特别是，我们讨论的系统架构，频谱和能源效率的性能，和有前途的关键技术的问题。重点研究了H-CRAN中提高频谱效率和能量效率的关键技术，包括基于云计算的多点协同收发、大规模协同多天线、基于云计算的协同无线资源管理以及云融合场景下基于云计算的自组织网络。主要的挑战和开放的问题，在理论性能与随机几何，前传约束资源分配，和标准的发展，可能会阻碍H-CRAN的推广进行了讨论。
2014-10-11 cs.NI
RL+AHP: A Novel Reinforcement Learning driven AHP for Slice Aware mode selection in D2D enabled Heterogeneous Networks
University of Petroleum and Energy Studies（石油与能源大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Shiv Nadar Institution of Eminence（希夫·纳达尔卓越学院）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；Presidency University（总统大学）
本文提出一种基于AHP的D2D异构网络模式选择算法，考虑用户设备的服务需求和切换开销，通过结合静态排名和参考信号接收功率变化，减少不必要的切换，提升性能。
2026-07-14 cs.NI
Energy-Efficient Resource Allocation for Fractional Frequency Reuse in Heterogeneous Networks
下一代无线网络面临着在满足数据率需求的空前增长的同时增加能耗的挑战。为了解决这个问题，我们提出了一种基于效用的能量有效的资源分配算法的异构网络（HetNets）的下行链路传输。我们考虑分数频率复用（FFR）的方法，以减轻内和小区间的干扰。该算法将资源分配问题分解为频率和功率分配问题，依次求解。该功率控制算法采用梯度上升法来控制宏小区基站的发射功率，因为网络中的大部分功率都消耗在那里。我们也给出了资源分配问题的最优性条件和算法的收敛性。我们研究所提出的算法在长期演进（LTE）系统中的性能。我们的仿真结果表明，该算法提供了显着的改善，在能源效率和网络的吞吐量。
2014-10-21 cs.NI
Statistical Analysis of Self-Organizing Networks with Biased Cell Association and Interference Avoidance
在这项工作中，我们评估的异构网络的可行性组成的传统的宏小区，这是与自组织的微微小区的基础。为了提高覆盖范围、小区边缘吞吐量和系统总容量，考虑了自组织解决方案，如范围扩展偏差、几乎空白子帧和分布式天线系统。在此，随机几何被用来模拟网络部署，而高阶统计通过累积量的概念被用来表征在感兴趣的用户的接收功率和聚合干扰的概率分布。引入一个综合的分析框架来评估这种自组织网络在中断概率和平均信道容量方面的性能。为了进行我们的研究，我们考虑一个阴影衰落信道模型，将对数正态阴影和Nakagami-m衰落。结果表明，分析框架匹配以及从Monte Carlo模拟得到的数值结果。我们还观察到，通过简单地使用几乎空白的子帧，标记的接收机处的总干扰减少了约12 dB。尽管当下层中的微微小区的密度变高时，变得需要诸如下行链路位图和分布式天线系统的更精细的干扰控制技术。
2013-01-16 cs.IT cs.NI math.IT
A Context-aware Radio Resource Management in Heterogeneous Virtual RANs
新一代无线网络旨在支持具有各种关键性能指标（KPI）要求的各种服务。这种网络的基本组件以及实现目标KPI的关键因素是虚拟无线电接入网络（vRAN），其允许无线电链路控制的高度灵活性。然而，为了充分利用vRAN的潜力，快速变化的上下文到无线电控制决策的有效映射不仅是必要的，而且由于用户业务需求、信道条件和资源分配的相互依赖性而具有挑战性。在这里，我们提出了CAREM，一个强化学习框架，用于异构vRAN中的动态无线电资源分配，它选择最佳的可用链路和传输参数进行分组传输，以满足KPI要求。为了证明其有效性，我们开发了一个概念验证的测试平台。实验结果表明，CAREM使一个有效的无线资源分配在不同的设置和业务需求。此外，与基于神经网络和标准LTE的最接近的现有方案相比，CAREM在分组丢失和延迟方面表现出一个数量级的改进，而相对于上下文Bandit方法，它提供了65%的延迟改进。
2021-09-23 cs.NI
Rate Splitting for MIMO Wireless Networks: A Promising PHY-Layer Strategy for LTE Evolution
MIMO处理在最近无线网络的频谱和能量效率的提高中起着核心作用。MIMO已经超越了最初的点对点信道，现在是指各种集中式和分布式部署。在多用户MIMO网络中实现巨大的频谱和能量效率效益的根本瓶颈在于对发射机处的准确信道状态信息（CSIT）的巨大需求。由于依赖于密集异构网络和配备有大量天线的发射机的下一代无线网络中的天线和接入点的数量不断增加，这已经变得越来越难以满足。CSIT不准确导致多用户干扰问题，这是MIMO无线网络的主要瓶颈。回顾过去，问题一直是努力将为完美CSIT设计的技术应用于具有不完美CSIT的场景。在本文中，我们离开这种传统的方法，并向读者介绍了一个有前途的战略的基础上率分裂。速率拆分依赖于公共和私有消息的传输，并且被示出为在频谱和能量效率、可靠性和CSI反馈开销减少方面提供优于在LTE-A中使用的并且仅依赖于私有消息传输的常规策略的显著益处。还讨论了开放的问题，对标准规范和操作挑战的影响。
2016-03-03 cs.IT cs.NI math.IT
Self-Organizing Flows in Social Networks
社交网络为用户提供了获取信息的新手段，基本上依赖于“社交过滤”，即通过社交联系传播和过滤信息。在这些网络中流动的数据量之大，再加上每个用户的注意力预算有限，很难确保社交过滤为感兴趣的用户带来相关内容。我们在这篇论文中的动机是衡量在何种程度上的社会网络的自组织结果在有效的社会过滤。为此，我们引入流游戏，一个简单的抽象模型网络的形成下自私的用户动态，具有用户特定的利益和预算的注意力。在同质用户利益的背景下，我们表明，自私的动态收敛到一个稳定的网络结构（即纯纳什均衡）与接近最优的信息传播。相反，我们表明，对于更现实的情况下，不同的利益，融合，如果发生，可能会导致信息传播，可以任意低效，捕捉到一个无限的“无政府状态无政府代价“。然而，当用户的兴趣表现出特定的结构，由一个度量空间与低倍维捕获的情况有所不同。在这种情况下，自然的自主动态收敛到一个稳定的配置。此外，用户在相应的传播中获得他们感兴趣的所有信息，只要他们的注意力预算在他们的兴趣集的大小上是对数的。
2015-02-28 cs.GT cs.NI cs.SI
A hybrid decision approach for the association problem in heterogeneous networks
网络游戏领域对无线网络的影响越来越大。这反映了对重要的扩展优势的认识，服务提供商可以通过增加移动设备在决策中的自主权而受益。然而，这可能会导致非合作博弈中均衡所固有的低效率。由于对效率的关注，集中式协议一直被考虑并与分散式协议进行比较。从网络架构的角度来看，这意味着以网络为中心和以终端为中心的无线电资源管理方案的共存。而不是在每个解决方案的支持者之间的辩论中的一部分，我们在本文中提出的混合方案，无线用户在他们的决定，广播聚合负载信息的网络协助。我们得到的效用有关的服务质量（QoS）的用户感知和发展的贝叶斯框架，以获得均衡。数值结果表明，使用我们的混合博弈框架在HSDPA和3G LTE系统组成的网络中的关联问题的优势。
2010-04-02 cs.GT cs.NI
Exploiting Dual Connectivity in Heterogeneous Cellular Networks
我们认为网络效用最大化的异构蜂窝网络（HetNets），允许双连接的问题。双连接（DC）是针对新兴的实际HetNet部署的特征，其将包括传输节点之间的非理想（较高延迟）连接，并且最近已经被引入到高级LTE标准。DC允许用户同时由宏节点以及一个其他（通常是微或微微）节点服务，并且需要服务节点之间的相对较粗糙级别的协调。对于这种DC使能的HetNet，我们全面分析了确定最佳用户关联的问题，其中在任何可行的关联中，每个用户都可以与之相关联（即，被配置为从（给定宏节点集合中的）任何一个宏节点和位于所选宏节点的覆盖区域中的任何一个微微节点接收数据。我们考虑加权和率系统效用受每个用户的最大和最小速率约束，以及比例公平（PF）系统效用。对于这两个实用程序的选择，我们构造近似算法，并建立各自的近似保证。然后，我们通过数值结果验证我们的算法的性能。
2017-09-26 cs.IT cs.NI math.IT
A Survey of Energy Efficient Schemes in Ad-hoc Networks
adhoc网络是由不同类型的节点组成的集合，这些节点以异构或同构的方式连接在一起。它也被称为自组织无线网络。adhoc网络的动态特性使其具有更大的吸引力，被广泛应用于各种场合。任何事物都有两面性：一个是优点，另一个是缺点，以同样的方式，adhoc网络的性质使它从一个方面更具吸引力，另一方面也存在一些问题。能量效率是影响adhoc网络电池寿命、吞吐量、消息开销、传输错误等性能的核心因素。为了解决能量约束问题，不同的研究人员提出了不同的机制。在本文中，我们调查现有的各种计划，试图提高能源效率的不同类型的ad hoc路由协议，以增加网络的生命周期。此外，我们概述了这些现有计划的未来范围，这可能有助于研究人员在这个方向上进行进一步的研究。
2020-04-14 cs.NI
