Continual Meta-Reinforcement Learning for UAV-Aided Vehicular Wireless Networks
University of Bologna（博洛尼亚大学）；King’s College London（伦敦国王学院）
无人空中基站（UABS）可以部署在车载无线网络中，以支持诸如通过车联网（V2X）服务的扩展感测等应用。在这样的系统中的一个关键问题是设计算法，可以有效地优化轨迹的UABS，以最大限度地提高覆盖率。在现有的解决方案中，通常通过传统的强化学习（RL），对于任何新的业务配置从头开始执行这种优化。在本文中，我们建议使用连续元RL作为一种手段，将信息从以前经历的交通配置转移到新的条件下，目标是减少优化UABS的政策所需的时间。采用连续Meta策略搜索（CoMPS）策略，我们证明了显着的效率提高相比，传统的RL，以及天真的迁移学习方法。
2022-10-05 cs.LG cs.NI
Scheduling and Power Control for Wireless Multicast Systems via Deep Reinforcement Learning
Indian Institute of Science（印度科学理工学院）；Purdue University（普渡大学）
无线系统中的多播是利用内容中心网络中的用户请求中的冗余的自然方式。功率控制和优化调度可以显著提高无线多播网络在衰落环境下的性能。然而，基于模型的方法，功率控制和调度研究较早的是不可扩展的大状态空间或不断变化的系统动态。在本文中，我们使用深度强化学习，其中我们通过深度神经网络使用Q函数的函数逼近来获得与小型网络的最优策略相匹配的功率控制策略。我们表明，功率控制策略可以通过这种方法学习合理的大系统。此外，我们使用多时间尺度随机优化，以保持平均功率约束。我们证明，稍微修改的学习算法允许跟踪随时间变化的系统统计。最后，我们扩展了多时间尺度的方法，同时学习最佳的路由策略以及功率控制。我们通过模拟展示了我们的算法的可扩展性，跟踪和跨层优化能力。所提出的多时间尺度方法可以用于一般的大型状态空间动力系统的多目标和约束，并可能是独立的利益。
2020-09-27 cs.LG cs.NI stat.ML
Reliable Uplink Communication through Double Association in Wireless Heterogeneous Networks
我们调查的网络关联，提高在密集的无线异构网络的上行链路传输的可靠性的方法。随机几何分析表明，其中上行链路传输被发送到宏基站（BS）和小BS的双关联显著提高了成功传输的概率。
2016-04-03 cs.IT cs.NI math.IT
Structured Reinforcement Learning for Media Streaming at the Wireless Edge
University of California at San Diego（加利福尼亚大学圣迭戈分校）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
本研究将无线边缘视频流的客户端优先级决策建模为CMDP，利用问题结构设计收敛到全局最优的结构化CRL算法，实现快速学习与低延迟部署，在资源受限场景下将QOE提升超30%。
2024-04-16 cs.AI cs.LG cs.SY
Joint AP Association and PCS Threshold Selection in Dense Full-duplex Wireless Networks
联合接入点（AP）关联和物理载波侦听（PCS）阈值选择具有在高竞争、干扰和自干扰（SI）受限的传输下改善高密度无线LAN（WLAN）中的性能的潜力。使用随机几何工具，用户和AP位置是空间点过程的独立实现。考虑到信道接入协议的固有影响，吞吐量的空间密度（SDT），这取决于信道接入概率和覆盖率，推导出的性能目标。利用网络的空间统计，吞吐量效用最大化问题，制定寻求AP关联和PCS阈值选择策略，共同最大化SDT。分析推导了AP关联和PCS门限选择策略，并给出了数值求解算法。在涉及全双工（FD）节点的模拟场景下，优化AP关联可以在大规模无线网络中从低到高的节点密度下获得性能增益。考虑PCS阈值选择优化联合AP关联，以提高性能，有效地分离并发传输的空间。结果表明，AP关联在FD无线局域网组用户到最小的竞争域和PCS阈值优化降低了干扰域的用户组的额外的性能增益。
2021-04-28 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-Level Association Rule Mining for Wireless Network Time Series Data
Tongji University（同济大学）
关键性能指标（KPI）在无线网络服务质量监控中具有重要意义。可以通过调整基站的相关配置参数（CP）来提高网络服务质量。然而，由于CP数量众多，不同小区之间可能会相互影响，这给无线网络数据的关联分析带来了很大的挑战。本文提出了一种可调整的多层关联规则挖掘框架，该框架能够定量地挖掘出包含工程参数和性能管理等环境信息的每一层关联规则，并且在每一层都具有可解释性。具体而言，我们首先对相似单元进行聚类，然后量化KPI和CP，并将专家知识融入到关联规则挖掘模型中，提高了模型的鲁棒性。在真实数据集上的实验结果证明了该方法的有效性。
2022-12-15 cs.LG cs.NI
Graph Attention Network for Optimal User Association in Wireless Networks
Dell Technologies Inc.（戴尔技术公司）
针对5G网络能耗问题，提出基于图注意力网络的用户关联优化方法，通过图形抽象确定小区关闭时机以提升网络节能效果，优于传统方案。
2025-05-22 cs.IT cs.LG cs.NI
Twin Sorting Dynamic Programming Assisted User Association and Wireless Bandwidth Allocation for Hierarchical Federated Learning
National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学）；Mississippi State University（密西西比州立大学）
针对分层联邦学习系统的用户关联与带宽分配问题，提出双排序动态规划算法及多边缘服务器下的辅助算法，还求解了带宽分配凸优化问题，仿真显示性能优于多种方案。
2024-08-17 cs.LG cs.NI
Joint Downlink Cell Association and Bandwidth Allocation for Wireless Backhauling in Two-Tier HetNets with Large-Scale Antenna Arrays
研究了两层蜂窝异构网络（HetNets）中的联合下行链路小区关联（CA）和无线回程带宽分配（WBBA）问题。在宏基站（BS）处实现大规模天线阵列，而宏小区范围内的小小区是单天线BS，并且它们依赖于到宏BS的空中链路以用于回程。研究了无线回程约束下的和对数用户速率最大化问题。提出了一种基于同信道反向时分双工（TDD）和动态软频率复用（SFR）的双工和频谱共享方案，用于在宏BS处具有大规模天线阵列的双层HetNet中的干扰管理和用于小小区的无线回程。针对HetNet中的联合CA-WBBA，研究了两种带内WBBA场景，即统一带宽分配和每个小小区带宽分配场景。采用一种两层递阶松弛优化分解方法求解混合整数非线性规划问题。基于通用算法建模系统（GAMS）优化求解器和快速算法的解决方案也提出了在每小小区WBBA场景中的小区关联。结果表明，当所有的小小区都必须使用带内无线回程时，系统负载对总对数速率和每用户速率性能的影响大于部署在宏小区范围内的小小区的数量。所提出的联合CA-WBBA算法具有近似等于宏BS处的大规模天线阵列的大小的最优负载。小区范围扩展（CRE）策略，这是一个有效的小区关联方案的HetNet与完美的回程，被证明是低效时，带内无线回程的小小区开始发挥作用。
2014-12-31 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal User Association for Massive MIMO Empowered Ultra-Dense Wireless Networks
超网络密度和大规模MIMO被认为是5G的主要推动因素，因为它们通过利用邻近性、频谱和空间重用优势，有望获得巨大的容量增益。两种方法都依赖于增加每个用户的接入元件的数量，或者通过在区域上部署更多的接入节点，或者通过增加每个接入节点的天线元件的数量。在网络级，大规模MIMO授权接入节点的密集和随机部署的网络的最佳用户关联必须考虑信道和负载条件。在本文中，我们制定了这个复杂的问题，报告其计算上的棘手性，并重新制定它的一个合理的形式，适合获得一个合理的复杂性的全局最优解。我们将所提出的优化模型应用于典型的超密集室外小小区设置，并证明：（i）与基线策略相比，最佳用户关联对所实现的速率水平的显著影响，以及（ii）替代网络接入元件部署策略的最优性。
2015-04-09 cs.IT cs.NI math.IT
A context-aware matching game for user association in wireless small cell networks
小型小区网络被视为提高未来无线网络性能的有前途的技术。在本文中，我们提出了一种新的上下文感知的小小区网络，利用有关用户的速度和轨迹的信息，同时也考虑到他们的服务质量（QoS）的要求，用户小区关联方法。我们制定的匹配理论与外部性的代理，即用户和小小区基站（SCBS），有严格的相互依赖的偏好的相对集的成员的框架中的问题。为了解决这个问题，我们提出了一种新的算法，导致一个稳定的用户和SCBS之间的匹配。我们表明，所提出的方法可以更好地平衡细胞之间的流量，同时也满足用户的QoS。仿真结果表明，所提出的匹配算法产生显着的性能优势，相对于传统的上下文无关的方法。
2015-12-03 cs.IT cs.NI math.IT
On Stability Condition of Wireless Networked Control Systems under Joint Design of Control Policy and Network Scheduling Policy
本文研究了一种由多个$N \ge 2$子系统共享无线信道的无线网络控制系统。每个子系统由一个被控对象和一个控制器组成，控制信息必须通过共享的无线信道从控制器传送到被控对象。无线信道由于干扰和衰落而不可靠。结果，可以以一定概率在时隙中成功地递送分组。网络调度策略决定了如何发送这些$N$子系统生成的控制消息，并直接影响控制消息的传输延迟。我们首先考虑所有子系统具有相同采样周期的情况。通过$2^N$线性不等式，给出了在控制策略和网络调度策略联合设计下的WNCS的稳定性条件.我们进一步简化的稳定性条件，只有一个线性不等式的两种特殊情况下：完美的信道的情况下，无线信道可以成功地提供一个控制消息，在每个时隙的确定性，和结构的情况下，所有的子系统具有相同的系统参数。然后，我们考虑的情况下，不同的子系统可以有不同的采样周期，在那里我们表征稳定的充分条件。
2018-11-10 cs.IT cs.NI math.IT
Optimizing Client Association in 60 GHz Wireless Access Networks
60 GHz频段的毫米波通信被认为是实现多千兆位无线接入的关键技术之一。然而，在这样的频带中的高传播损耗对无线资源的最佳利用构成了主要障碍，其中高效的客户端与接入点（AP）的关联的问题至关重要。本文研究了60 GHz无线接入网中的客户端关联问题。AP利用率和快速消失的通信链路的质量是控制参数。由于客户端关联优化问题具有复杂的非凸性和组合性，因此提出了一种新的求解方法来保证资源分配的均衡性和公平性。基于拉格朗日对偶理论和次梯度方法，提出了一种新的分布式、轻量级、易于实现的关联算法。结果表明，该算法是渐近最优的，即相对的对偶差距减少到零的客户端的数量增加。理论和数值结果表明，许多有用的属性的算法，如快速收敛，可扩展性，时间效率，和公平执行相比，现有的方法。最后得出结论，所提出的解决方案可以应用在即将到来的60 GHz无线接入网络。
2013-02-11 cs.NI
SINR Model with Best Server Association for High Availability Studies of Wireless Networks
信号干扰噪声比（SINR）对于无线网络的分析和设计至关重要。为了解决对无线通信的新要求，特别是高可用性，需要对SINR进行高度精确的建模。我们提出了一个随机模型的信干噪比分布的阴影衰落的特点是随机变量。其中，阴影衰落对用户关联的影响通过修改所涉及的分布来并入。SINR模型能够详细描述SINR分布的所有部分，特别是左尾，这是高可用性研究的兴趣。
2015-10-29 cs.NI
Distributed Association Control and Relaying in MillimeterWave Wireless Access Networks
在毫米波无线网络中，快速变化的无线信道需要快速和动态的资源分配机制。这个挑战由此通过分布式方法来解决，该分布式方法最优地解决了联合客户端关联和中继的基本资源分配问题。该问题被视为一个多任务优化问题，通过一系列的变换，建立了一种新的求解方法，从而得到一个易于处理的最小费用流问题。该方法允许设计分布式拍卖解决方案的算法，其中客户端和中继异步动作。新算法的计算复杂性远优于集中式通用求解器。结果表明，该算法总是收敛到一个解决方案，最大限度地提高总的网络吞吐量在所需的范围内。理论和数值计算结果表明，许多有用的性能相比，标准的方法和潜在的应用，即将毫米波无线接入网络。
2013-07-29 cs.NI
User-Access Point Association for High Density MIMO Wireless LANs
研究高密度WLAN中通过用户-AP关联实现UL-MIMO吞吐量潜力的问题，提出基于改进Kuhn-Munkres算法的图匹配方法最优分配STA以最大化总吞吐量效用，仿真显示相比多种算法获得显著增益。
2024-08-26 cs.IT cs.NI math.IT
Optimizing User Association and Activation Fractions in Heterogeneous Wireless Networks
我们考虑的问题，最大化的α-公平效用的异构无线网络（HetNet）的下行链路，通过联合优化的关联用户的传输点（TP）和激活分数的所有TP。每个TP的激活分数是其活动的帧持续时间的分数，并且这些分数一起影响网络中看到的干扰。为了解决这个联合优化问题，我们采用了一种方法，其中激活分数和用户关联以交替的方式进行优化。确定最佳的激活分数的子问题是解决使用辅助函数的方法，我们证明是收敛的，并服从分布式实现。另一方面，通过一个简单的组合算法来解决确定用户关联的子问题。有意义的性能保证，并提出了一个分布式的变种提供相同的保证。使用所提出的算法的显着好处，然后通过现实的模拟证明。
2015-03-23 cs.NI
Optimal User-Cell Association for 360 Video Streaming over Dense Wireless Networks
为虚拟和增强现实提供360度视频流传输提出了许多技术挑战，特别是在带宽匮乏的无线环境中。最近，已经提出了所谓的两层方法，其递送基本层块和选择增强层块以在减少网络资源消耗的同时改善用户体验。视频块将经由单播或多播在具有足够带宽的超密集小型小区基础设施上传输，其中小型小区将视频块存储在本地高速缓存中。在这种设置中，用户-小区关联算法在有效地传递视频方面发挥着核心作用，因为用户只能从与他们相关联的小区下载视频块。受此启发，我们共同制定的问题的用户-细胞的关联和视频块组播/单播作为一个混合整数线性规划，证明其NP-困难，并通过分支定界方法研究的最优解。然后，我们提出了两个多项式时间，近似算法，并通过大量的模拟表明，他们是接近最佳的实践和提高用户体验的30%相比，基线用户小区关联方案。
2020-04-18 cs.NI
Federated Learning over Energy Harvesting Wireless Networks
在本文中，部署的联邦学习（FL）的能量收集无线网络中，基站（BS）采用大规模多输入多输出（MIMO）服务于一组独立的能量收集源供电的用户。由于一定数量的用户可能无法参与FL由于干扰和能量的限制，联合能量管理和用户调度问题的FL在无线系统中制定。该问题被表述为一个优化问题，其目标是通过优化用户调度来最小化FL训练损失。为了研究发射功率和调度用户数等因素对训练损耗的影响，首先分析了FL算法的收敛速度。给出该分析结果，用户调度和能量管理优化问题可以被分解、简化和求解。此外，通过考虑多个BS来扩展系统模型。因此，联合用户关联和调度问题的FL在无线系统中进行了研究。最佳用户关联问题的解决使用分支定界技术。仿真结果表明，与标准FL算法相比，所提出的用户调度和用户关联算法可以减少训练损失。
2021-06-16 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput-Optimal Broadcast in Wireless Networks with Point-to-Multipoint Transmissions
我们认为，在无线网络中的点到多点的无线广播信道的有效的数据包传播的问题。我们提出了一个动态的策略，它实现了网络的广播容量。该策略首先将原始多跳网络转化为一个优先级松弛的虚拟单跳网络，然后为松弛的网络找到一个最优的广播策略。由此产生的政策是吞吐量最优的原始无线网络使用的样本路径参数。我们还证明了NP-完全的有限时域广播问题，这是在多项式时间可解性的点对点通道的问题相比。说明性的仿真结果表明，所提出的广播策略在实现低延迟的全广播容量的有效性。
2017-02-17 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Interference and User Association Optimization in Cellular Wireless Networks
在蜂窝无线网络中，用户关联是指将移动用户分配到基站小区的问题--这在许多新兴的小小区和异构网络中是一个关键但具有挑战性的问题。本文考虑了一类通用的效用最大化问题的移动用户协会和带宽和功率分配的联合优化。该公式可以包含一大类网络拓扑结构、干扰模型、SNR到速率映射和网络约束。此外，该模型可以应用于载波聚合的情况下，移动台可以同时由多个小区服务。虽然问题是非凸的，我们的主要贡献表明，优化承认一个可分离的对偶分解。这个属性使得能够快速计算上界的效用，以及一个有效的，分布式的实现近似局部优化，通过增广拉格朗日技术。模拟在异构网络中的宏和微微蜂窝的混合物。我们证明了所提出的方法在毫微微小区链路中具有可变回程容量的情况下以及在用户密度足够低的情况下的重要价值，即轻度使用的小区可以降低功率。
2013-04-15 cs.NI
Joint User-Association and Resource-Allocation in Virtualized Wireless Networks
在本文中，我们考虑多小区虚拟化无线网络（VWN）的下行链路传输，其中用户的不同服务提供商（切片）在一个特定的区域内由一组基站（BS）通过正交频分多址（OFDMA）。特别是，我们开发了一个联合BS分配，子载波和功率分配算法，以最大限度地提高网络吞吐量，同时满足每个切片的最低要求的速率。在假设每个用户在每个传输实例可以连接到不超过一个BS的情况下，我们引入用户关联因子（UAF）来表示联合子载波和BS分配作为数学问题公式中的优化变量向量。在不同的小区中允许子载波重用，但在一个小区内不允许。由于该优化问题本质上是非凸和NP-难的，通过应用连续凸逼近（SCA）和互补几何规划（CGP），我们开发了一种有效的两步迭代方法来解决该问题，该方法具有低计算复杂性.对于给定的功率分配，步骤1导出最优用户关联，并且随后，对于所获得的用户关联，步骤2找到最优功率分配。仿真结果表明，与传统的将每个用户分配到信号强度平均值最大的基站，然后对每个小区的用户进行联合子载波和功率分配的方法相比，该迭代算法具有更好的性能。仿真结果表明，对于小区边缘用户，均匀和非均匀用户分布的覆盖率分别提高了57%和71%，从而提高了VWN的传输可靠性和频谱利用率。
2015-08-25 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis of the Decoupled Access for Downlink and Uplink in Wireless Heterogeneous Networks
无线蜂窝网络向异构基础设施演进，其特征在于多种类型的基站（BS），诸如毫微微BS（FBS）和宏BS（MBS）。无线设备观察多个点（BS），无线设备可以通过多个点接入基础设施，并且无线设备可以选择从一个BS接收下行链路（DL）业务并且通过另一BS发送上行链路（UL）业务。这种情况被称为解耦DL/UL接入。使用随机几何的框架，我们推导出DL/UL的关联概率。为了最大化平均接收功率，随着FBS的相对密度最初增加，大部分设备选择解耦接入，即在DL中从MBS接收并且在UL中通过FBS发送。我们分析了这种类型的关联在系统中的平均吞吐量的影响。
2014-10-21 cs.IT cs.NI math.IT
Association-based Privacy Attacks in Wireless Protocols: Formal Modeling and Mitigation
Indian Institute of Technology Jodhpur（印度技术学院焦特普尔分校）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）
本文形式化研究无线通信中基于配对的隐私攻击的根本原因，通过对Wi-Fi P2P和蓝牙低功耗的建模提出解决方案，获相关组织认可，为隐私保护无线协议发展铺路。
2026-08-13 cs.CR cs.NI
Design and Implementation of Distributed Resource Management Mechanisms for Wireless Mesh Networks
在本文中，我们设计并实现了一个资源管理方案的基础上，合作的关联，其中STA可以共享有用的信息，以提高性能的关联/切换过程。协同关联机制是受无线网络中快速设计的协作协议的启发而提出的。此外，我们引入了一个负载均衡机制，考虑到上行链路和下行链路的信道条件，路由性能和拥塞控制的跨层方式操作。我们提出的迭代启发式算法，以分布式的方式控制每个网状AP的通信负载。我们通过OPNET仿真和测试平台实验来评估我们的机制的性能。
2012-06-30 cs.NI
Exploring Social Networks for Optimized User Association in Wireless Small Cell Networks with Device-to-Device Communications
在本文中，我们提出了一种新的社会网络感知的方法，在无线小蜂窝网络中的用户关联。所提出的方法利用用户设备（UE）和他们的物理接近度之间的社会关系，以优化网络吞吐量。我们制定的问题作为一个匹配的游戏之间的UE和他们的服务节点（SN）。在我们提出的游戏中，服务节点可以是小型小区基站（SCBS）或具有设备到设备能力的重要节点。在这个游戏中，SCBS和UE最大化它们各自的效用函数，捕获网络的空间和社会结构。我们表明，建议的游戏属于一类匹配游戏的外部性。随后，我们提出了一种分布式算法，使用该算法的SCBS和UE的互动，并达到稳定的匹配。我们所提出的算法的收敛性，并研究所产生的匹配的属性。仿真结果表明，所提出的社会意识的用户关联方法可以有效地卸载流量，同时产生显着的增益达到63%的数据率相比，经典的（社会意识）的方法。
2016-04-29 cs.NI
Scheduling Policies for Minimizing Age of Information in Broadcast Wireless Networks
我们考虑一个无线广播网络，其中一个基站通过不可靠的信道向多个客户端发送时间敏感信息。信息年龄（AoI），即自最近交付的数据包生成以来经过的时间量，捕获信息的新鲜度。我们制定了一个离散时间的决策问题，找到一个传输调度策略，最大限度地减少了预期的加权和AOI的客户端在网络中。我们首先表明，在对称网络中的贪婪的政策，传输数据包的最高当前年龄，是最佳的。对于一般的网络，我们开发了三个低复杂度的调度政策：随机化的政策，最大权重的政策和惠特尔的指数政策，并获得性能保证的网络配置的函数。据我们所知，这是第一个工作，以获得性能保证的调度策略，试图尽量减少在无线网络中的AOI不可靠的信道。数值结果表明，最大权重和惠特尔指数策略优于其他调度策略在每一个模拟的配置，并达到接近最优的性能。
2018-01-05 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Association Strategy of Multi-gateway Wireless Sensor Networks Against Smart Jammers
工程师在物联网的当前网络设置中拥有许多低功耗无线传感器设备，如ZigBee，LoRaWAN，ANT或蓝牙。这些低功耗无线传感器是传输和收集数据的最佳候选者。但它们都容易受到物理干扰攻击，因为攻击者在这些网络中运行低功率干扰源的成本并不高。拥有多个网关并提供与传感器的替代连接将有助于这些网络减轻成功的干扰。在本文中，我们提出了一个分析模型，以解决问题的网关选择和关联的Stackelberg游戏的基础上，干扰机是追随者。我们首先制定传感器网络和攻击者的收益，然后建立和证明的条件导致纳什均衡。通过数值研究，我们还提出了我们的模型如何捕捉不同数量的网关干扰下的传感器网络的性能。我们的研究结果表明，相比于单网关的情况下，网络的吞吐量将提高26%和60%，当我们部署两个和四个网关在存在一个干扰。
2021-11-18 cs.GT cs.NI
Online User-AP Association with Predictive Scheduling in Wireless Caching Networks
对于无线高速缓存网络，在面对以下权衡时，用于内容递送的方案设计是不平凡的。一方面，为了优化整体吞吐量，用户可以将其附近的AP与大的信道容量相关联;然而，这可能导致AP上的不稳定队列积压并延长请求延迟。另一方面，为了确保队列稳定性，一些用户可能不得不将AP与较差的信道状态相关联，这将导致吞吐量损失。此外，对于这样的系统，如何进行预测调度，以减少延迟和其好处的基本限制仍然没有探索。在本文中，我们制定了一个随机网络优化问题的在线用户AP关联和资源分配的内容交付与预测调度下的固定内容放置。通过利用其独特的结构，我们把问题转化为一系列的模块化极大化子问题与拟阵约束。然后，我们设计了PUARA，预测用户AP关联和资源分配计划，实现了可证明的接近最优的吞吐量与队列稳定性。我们的理论分析和仿真结果表明，PUARA不仅可以执行吞吐量最大化和队列稳定性之间的可调控制，但也引起了显着的延迟减少与预测信息。
2020-08-01 cs.NI
A Distributed Auction Policy for User Association in Device-to-Device Caching Networks
我们提出了一种分布式投标辅助的主载波侦听多路访问（CSMA）策略的设备到设备（D2 D）的内容分发。网络由D2 D接收器和潜在的D2 D发射器组成，即，通过调度算法来打开或关闭发射机。每个D2 D接收器通过对其通信范围内的潜在发射器的集合进行投标来确定其请求的值。给定介质接入概率，联合调度一部分潜在发射机，即，开启，由拍卖策略和功率控制方案共同确定。投标辅助调度算法利用（i）本地需求分布，（ii）D2 D节点位置的空间分布，以及（iii）潜在发射机的高速缓存配置。我们对比了投标辅助的CSMA策略与其他著名的CSMA方案，不考虑（i）-（iii）的性能，证明我们的算法实现了更高的频谱效率方面的比特数每单位时间每单位带宽每用户。在随机配置和请求下，而不是在更偏斜的布局配置和确定性的需求分布下，增益变得更加明显。
2017-10-13 cs.IT cs.NI math.IT
Efficient User Association and Wireless Scheduling with Shorter Time-Scale Rate Adaptation
针对无线网络中速率自适应时间尺度远短于用户关联调度的问题，提出集成虚拟队列与UCB的MaxWeight型联合算法及低复杂度PC替代方案，实现吞吐量最大化与公平性，理论保证次线性遗憾和零公平违规。
2026-09-10 cs.NI
User Association in the Presence of Jamming in Wireless Networks Using the Whittle Index
本文针对存在干扰的多基站无线网络用户关联问题，将逐时隙硬约束松弛为长期约束并利用拉格朗日方法分解为各基站的马尔可夫决策过程，证明其 Whittle 可索引性并提出基于最小 Whittle 指数的关联策略，仿真表明该策略在平均成本、时延和公平性上优于现有方法。
2025-07-07 cs.NI
Optimizing Age of Information in Wireless Networks with Perfect Channel State Information
信息年龄（AoI），定义为从最后一次收到的更新生成以来所经过的时间，是一个新提出的衡量网络中信息更新及时性的指标。我们考虑一般干扰约束下的网络和时变信道的AoI最小化问题。我们提出了两种策略，即基于虚拟队列的策略和基于年龄的策略时，信道状态是可用于网络调度器在每个时间步。我们证明了基于虚拟队列的策略是接近最优的，直到一个常数的附加因子，和基于年龄的策略是最多的因素4远离最优性。与我们以前的工作，得出年龄最优的政策时，信道状态信息是不可用的调度器相比，我们表现出4倍的改善年龄由于信道状态信息的可用性。
2018-03-17 cs.IT cs.NI math.IT
Dynamic Clustering and User Association in Wireless Small Cell Networks with Social Considerations
在本文中，一种新的社交网络感知的用户关联的无线小小区网络与底层设备到设备（D2 D）通信进行了研究。所提出的方法利用用户设备（UE）和他们的物理接近度之间的社会战略关系，以优化整体网络性能。该问题被公式化为UE与其服务节点（SN）之间的匹配博弈，其中SN可以是小型小区基站（SCBS）或具有D2 D能力的重要UE。该问题被视为多对一匹配游戏，其中UE和SN使用捕获两个无线方面（即，接收信号强度、业务负载等）以及用户的社会联系（例如，UE接近度和社交距离）。由于网络范围的UE-SN匹配的组合性质，该问题被分解为动态聚类问题，其中SCBS基于相互干扰被分组为不相交的簇。随后，每个集群执行UE-SN匹配游戏。所考虑的游戏被证明属于一类匹配游戏的外部性所产生的干扰和同行的影响，由于用户的社交距离，使UE和SN相互作用，直到达到一个稳定的匹配。仿真结果表明，所提出的社会意识的用户关联方法产生显着的性能增益，达到26%，24%，和31%，分别为第5，第50和第95次的UE吞吐量，相比，经典的社会意识的基线。
2016-12-28 cs.NI
Optimal Dynamic Multicast Scheduling for Cache-Enabled Content-Centric Wireless Networks
在基站处的高速缓存和多播是支持通过无线网络的大规模内容递送的两种有前途的方法。然而，现有的调度设计没有充分利用这两种方法的优点。在本文中，我们认为最佳的动态多播调度，共同最大限度地减少平均延迟，功率和获取成本的缓存启用内容为中心的无线网络。我们制定这个随机优化问题作为一个无限的地平线平均成本马尔可夫决策过程（MDP）。众所周知，由于维数灾难，这是一个困难的问题，并且通常只存在数值解。利用相对值迭代算法和请求队列动力学的特殊结构，分析了均匀信道和非均匀信道下MDP的价值函数和状态-动作代价函数的性质.基于这些性质，我们证明了最优策略，这是自适应的请求队列状态，有一个开关结构的情况下，在均匀和部分开关结构的情况下，在非均匀的。此外，在两个内容的一致的情况下，我们证明了开关曲线是单调非递减的。然后，利用这些结构的最优策略的属性，我们提出了两个低复杂度的最优算法。受最优策略的开关结构的启发，为了进一步降低复杂度，我们还提出了一种低复杂度的次优策略，它具有与最优策略相似的结构特性，并开发了一种低复杂度的算法来计算该策略。
2016-02-24 cs.IT cs.NI math.IT
A Novel Association Policy for Web Browsing in a Multirate WLAN
我们获得了一个关联策略STA在IEEE 802.11 WLAN考虑明确的两个方面的实际重要性：（a）TCP控制的短文件下载穿插与读取时间（由网页浏览的动机），以及（b）不同的STA与AP可能不同的速率（取决于距离AP）。我们的方法基于两个步骤。首先，我们考虑一个分析模型，以获得聚合AP吞吐量的长期TCP控制的文件下载时，STA相关联的k个不同的速率r1，r2，：，rk，这扩展了文献中的早期工作。第二，我们提出了一个2节点的封闭式网络模型，以近似预期的平均大小的文件下载时间的用户共享AP与其他用户相关联的多重速率。这些分析结果激发了拟议的关联策略，称为基于估计延迟的关联（EDA）策略：与AP关联的预期文件下载时间最少。仿真结果表明，对于Web浏览类型的流量情况下，EDA优于其他政策，已经提出了较早的改善范围从12.8%到46.4%的9-AP网络的程度。据我们所知，这是第一个提出专门为Web浏览量身定制的关联策略的工作。除此之外，我们的分析结果可能是独立的利益
2010-08-13 cs.NI
Data Processing Efficiency Aware User Association and Resource Allocation in Blockchain Enabled Metaverse over Wireless Communications
本文提出数据处理效率（DPE）概念及DAUR算法，通过将非凸问题转化为凸优化并交替优化用户关联、卸载、计算、带宽和功率等资源变量，提升区块链使能元宇宙无线通信中的单位资源数据处理量。
2024-11-25 cs.DC cs.ET cs.NI
Energy Efficient Greedy Link Scheduling and Power Control in wireless networks
研究了在平均发射功率受限的无线网络中，链路调度和功率控制的联合问题。由于最优策略的高计算复杂性，我们扩展了贪婪链路调度策略类来处理平均功率约束。我们开发了一个贪婪的链路调度和功率控制方案GECS，可证明的性能保证。我们表明，我们的贪婪调度器的性能可以使用本地池因子（LPF）的网络图，它以前已被用来表征的贪婪最大调度（GMS）的无线网络的政策的稳定性。我们还模拟了GECS在无线网络上的性能，并将其性能与另一种候选贪婪链路调度和功率控制策略进行了比较。
2012-02-17 cs.IT cs.NI math.IT
Scheduling to Minimize Age of Synchronization in Wireless Broadcast Networks with Random Updates
在这项工作中，一个无线广播网络与基站（BS）发送随机的时间-敏感信息更新到多个用户的干扰约束。从网络用户的角度来看，采用同步年龄（AoS），即自存储在网络用户处的信息变得去同步化以来所经过的时间量来测量数据新鲜度。与目前应用较为广泛的信息时代（AoI）指标相比，AoS反映了随机变化内容的新鲜度。将AoS最小化调度问题转化为离散时间马尔可夫决策过程，通过结构化有限状态策略迭代逼近最优解。为了进一步降低计算复杂性，提出了一种基于不安分多臂强盗（RMAB）的索引启发式调度策略。仿真结果表明，该索引策略可以实现兼容的性能与MDP和接近的AoS下界。此外，理论分析和仿真揭示了AoS和AoI之间的差异。AoI最小化调度策略不能保证良好的AoS性能。
2020-03-05 cs.IT cs.NI math.IT
Minimizing the Age of Information in Wireless Networks with Stochastic Arrivals
我们考虑一个无线网络的基站服务多个流量流到不同的目的地。来自每个流的分组根据随机过程到达基站，并且在单独的（每个流）队列中排队。分组规则控制每个队列中的哪个分组可用于传输。基站在每个时间t决定哪个流服务于对应的目的地。调度决策的目标是保持目的地的信息最新。信息新鲜度由信息年龄（AoI）度量捕获。在本文中，我们推导出一个下界的AoI性能可实现的任何给定的网络下运行的任何搜索纪律。然后，我们考虑了三个常见的随机化规则，并在每个规则下分别设计了一个最优平稳随机化策略和一个最大权重策略。我们的方法使我们能够评估的综合影响的随机到达，排队纪律和调度政策的AOI。我们评估的AOI性能分析和使用模拟。数值结果表明，最大权策略的性能接近分析下限。
2019-05-16 cs.IT cs.NI math.IT
Flexible Multiple Base Station Association and Activation for Downlink Heterogeneous Networks
这封信表明，在多个频带上可能多个基站（BS）与每个用户的灵活关联，以及鼓励在非高峰时间关闭BS的BS发射功率的联合优化，可以显著提高下行链路异构无线蜂窝网络的性能。我们提出了一个梯度投影算法优化基站关联和迭代重加权方案连同一个新的近端梯度方法优化功率，以找到网络效用和功耗之间的最佳权衡。仿真结果表明，显着的性能改善相比，传统的单基站关联。
2017-08-08 cs.IT cs.NI math.IT
Successive Interference Cancellation in Heterogeneous Cellular Networks
目前，运营商通过蜂窝网络的致密化来解决移动数据需求的爆炸性增长，以便减少发射机-接收机距离并实现更高的频谱效率。由于这样的网络密集化和无线设备的急剧增长，现代无线网络是干扰受限的，这促使使用干扰减轻和协调技术。在这项工作中，我们开发了一个统计框架，以评估性能的多层异构网络连续干扰消除（SIC）的能力，占计算复杂性的消除方案和相关的网络相关的参数，如随机位置的接入点（AP）和移动用户，和无线传播信道的特性。我们明确建模的连续事件的取消干扰，我们推导出成功的概率，以取消第n个最强的信号，并解码后的信号感兴趣的n次取消。当用户连接到提供最大平均接收信号功率的AP时，分析表明SIC的性能增益随着n迅速减小，并且对于信号干扰比（SIR）的实际值，其益处是适度的。我们扩展的统计模型，包括几个关联政策，其中不同的收益SIC预期：（i）最小负载关联，（ii）最大的瞬时SIR关联，和（iii）范围扩展。数值结果表明SIC的有效性所考虑的关联策略。这项工作加深了SIC的理解，通过定义不同的关联策略在多层异构网络中可实现的收益。
2013-09-26 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal User-Cell Association for Massive MIMO Wireless Networks
在每个基站站点处使用非常大量的天线（称为“大规模MIMO”）是应对预测的无线数据业务爆炸的最有前途的方法之一。结合时分双工和简单的每小区处理，它实现了每小区的大吞吐量、低延迟和有吸引力的功率效率性能。遵循移动到更高频带和更密集的小小区部署的当前无线技术趋势，即使在小小区基站中，也可以在小形状因子内实现大量天线。在由大型（宏）和小型小区BS形成的异构网络中，关键的系统优化问题包括“负载均衡“，即，将用户与BS相关联以便避免拥塞的热点和/或未充分利用的基础设施。在本文中，我们考虑了大规模MIMO异构网络的用户-BS关联问题。我们制定的问题作为一个网络效用最大化，并提供了一个集中的解决方案，在传输资源（时频隙）的分数，每个用户由一个给定的BS服务。此外，我们表明，这样的解决方案是物理上可实现的，即，存在（通过分时）实现最优分数的整数调度配置序列。虽然这种解决方案是最佳的，但它需要集中计算。然后，我们还考虑分散的以用户为中心的计划，制定为非合作游戏，每个用户只根据其本地信息做出个人自私的关联决策。我们确定了一类计划，使他们的纳什均衡是非常接近的全球集中式最优。因此，这些以用户为中心的算法是有吸引力的，不仅因为它们的简单性和完全分散的实现，而且因为它们的操作接近系统的“社会”最优。
2015-02-08 cs.GT cs.NI
Optimizing Information Freshness in Wireless Networks under General Interference Constraints
信息年龄（AoI）是最近提出的用于测量信息新鲜度的度量。AoI测量自生成上次收到的更新以来所经过的时间。我们考虑的问题，最小化的平均和峰值AoI在无线网络中，由一组源-目的地链路，在一般的干扰约束。当新鲜的信息总是可用于传输，我们表明，一个固定的调度策略是峰龄最优的。我们还证明了该政策实现的平均年龄是在两个因素的最佳平均年龄。在新鲜的信息并不总是可用的情况下，和数据包/信息生成速率必须控制随着调度链路传输，我们证明了一个重要的分离原则：最佳的调度策略可以设计假设新鲜的信息，和独立，数据包生成速率控制可以忽略干扰。本文首次分析了离散时间G/Ber/1排队的峰值和平均AoI，这可能是一个独立的研究领域。
2019-12-09 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput Optimal Distributed Control of Stochastic Wireless Networks
Tassiulas和Ephremides的最大差异积压（MDB）控制策略已被证明是自适应地最大化具有随机流量到达和等待的多跳无线网络的稳定吞吐量。然而，MDB策略在具有相互干扰链路的无线网络中的实际实施需要分布式优化算法的开发。在基于CDMA的多跳无线网络的背景下，我们开发了一套基于节点的缩放梯度投影功率控制算法，它解决了MDB的优化问题，以分布式的方式使用低通信开销。由于这些算法需要时间来收敛到最优的邻域，因此只能随着时间的推移迭代地找到由MDB策略确定的最优速率。为此，我们表明，迭代MDB策略的收敛时间保持吞吐量最优。
2006-09-18 cs.NI
A Business Model for Resource Sharing in Cell-Free UAVs-Assisted Wireless Networks
无人机（UAV）被广泛部署以增强无线网络容量并向基础设施覆盖范围之外的移动用户提供通信服务。近年来，在网络虚拟化技术的帮助下，多个服务提供商（SP）可以共享移动网络运营商（MNO）拥有的基础设施和无线资源。然后，它们使用从MNO获得的资源向其移动用户提供特定服务。然而，SP之间的无线资源共享是具有挑战性的，因为每个SP希望自私地最大化其效用/利润，同时满足其移动用户的QoS要求。因此，在本文中，我们提出了联合用户关联和无线资源共享问题的无蜂窝无人机辅助无线网络的目标，最大限度地提高总的网络效用的SP，同时确保其移动用户的QoS约束和资源约束的无人机部署的移动网络运营商。为了解决所提出的混合整数非凸问题，我们将所提出的问题分解为两个子问题：用户关联和资源共享问题。然后，一个双边匹配算法部署，以解决用户关联问题。我们进一步部署鲸鱼优化和拉格朗日松弛算法来解决资源共享问题。最后，大量的数值结果，以显示我们所提出的算法的有效性。
2021-07-02 cs.NI eess.SP
Content Caching and Distribution in Smart Grid Enabled Wireless Networks
为了方便多媒体内容的无线传输到移动用户，我们提出了一个内容缓存和分发框架，智能电网使能OFDM网络，每个流行的多媒体文件被编码和分布式存储在多个能量收集使能服务节点（SN），和绿色能源分布式收集SN可以通过智能电网彼此共享。分布式缓存、绿色能源共享和在线能源备份提高了无线多媒体下载过程的可靠性和性能。为了使全网总的上网功耗最小，在保证每个用户都能检索到全部内容的前提下，联合考虑子信道分配、功率分配和节点间功率流等资源分配，设计用户关联方案，由用户关联方案决定哪个SN为哪个用户服务。首先，解析地推导出分配给每个子信道的最优功率和节点间的功率流。然后，用户关联问题从子信道分配问题中解耦，并且所提出的用户关联方案利用了内容下载过程的多播性质。为了决定将哪个子信道分配给哪个节点，首先根据绿色能量产生速率和相关联的业务卸载来确定分配给每个节点的子信道的数量，然后从总的分配的系统频谱中选择对应的子信道。仿真结果表明，使内容、绿色能源和服务节点更接近终端用户可以显著降低上网能耗。
2016-03-17 cs.NI
Fair distributed user-traffic association in cache equipped cellular networks
最近提出了在无线节点上缓存流行内容作为减少蜂窝网络骨干中的拥塞并提高服务质量的手段。从网络的角度来看，目标是尽可能多的用户从骨干网卸载到无线缓存，同时为缓存无关的用户提供良好的服务。积极的卸载可能会导致不平衡的用户关联。一些无线节点可能因高速缓存相关业务而过载，而其他无线节点的资源仍然未得到充分利用。给定一个固定的内容放置，这项工作提出了一个有效的分布式算法来控制和平衡蜂窝缓存存储器之间的缓存相关的流量的关联。该算法允许网络实现全局最优解，并且可以在基站上使用它们之间的有限量的信息交换来执行。它基于一种我们称之为桶填充的新算法。该解决方案通过公平地平衡节点间的总负载来限制每个节点的缓存用户数。的改进相比，常见的用户分配政策突出的单层以及多层随机网络。
2017-02-10 cs.NI math.OC
User Association and Bandwidth Allocation for Terrestrial and Aerial Base Stations with Backhaul Considerations
无人机基站（DBS）可以通过在需要时将供应转向需求来增强网络覆盖和区域容量。这种自由度对于具有极端需求的未来应用特别有用，例如超可靠和低延迟通信（uRLLC）。然而，DBS的部署可能面临若干挑战。一个问题是找到这样的BS的3D放置以满足系统的动态要求。其次，可靠的无线回程链路的可用性和相关的资源分配是应该考虑的主要问题。最后，由于基站的移动性，用户与基站的关联成为一个复杂的问题。在本文中，我们考虑了一个宏BS（MBS）和几个DBS，依赖于无线链路的MBS回程。考虑到常规和uRLLC用户，我们提出了一种算法，以找到有效的三维位置的DBS除了用户BS的关联和无线回程带宽分配，以最大限度地提高用户的总和对数率。为此，采用分解方法来首先找到用户-BS关联和带宽分配。然后使用启发式粒子群优化算法更新DBS位置。仿真结果表明了该方法的有效性，并提供了有用的见解的流量分布和天线波束宽度的影响。
2017-09-15 cs.NI math.OC
Transferable and Distributed User Association Policies for 5G and Beyond Networks
CEA-Leti（原子能和替代能源委员会电子与信息技术实验室）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；Athonet（Athonet公司）
我们研究的问题，用户关联，即找到最佳的分配用户设备的基站，以实现有针对性的网络性能。在本文中，我们专注于关联策略的知识转移。事实上，传统的非平凡的用户关联方案往往是特定的或部署特定的，并需要重新设计或重新学习的策略时，用户的数量或位置的变化。相比之下，可转移性允许将针对特定场景设计的单个用户关联策略应用于其他不同的用户部署，而不需要大量的重新学习或重新设计阶段，并且大大降低了其计算和管理复杂性。为了实现可移植性，我们首先铸造用户关联作为一个多智能体强化学习问题。然后，基于我们专门为这种情况设想的神经注意力机制，我们提出了一种新的分布式策略网络架构，该架构具有zero-shot泛化能力，即，数值结果显示了我们的解决方案在整体网络通信速率方面的有效性，即使用户数量相对于初始训练点增加一倍，也优于集中式基准。
2021-06-04 cs.LG cs.MA cs.NI
Common Radio Resource Management Policy for Multimedia Traffic in Beyond 3G Heterogeneous Wireless Systems
University Miguel Hernandez（米格尔·埃尔南德斯大学）
针对超越3G异构无线系统，提出一种基于线性目标函数和规划工具的公共无线资源管理策略，通过联合分配无线接入技术和资源数量来保障多媒体流量的服务质量。
2026-07-02 cs.NI
Computational Optimal Transport for 5G Massive C-RAN Device Association
未来无线网络的大规模将在性能优化中产生计算瓶颈。在本文中，我们研究了将移动流量连接到云RAN（C-RAN）站点的问题。为了平衡站点负载，我们通过设计设备关联规则来引导流量。基线关联规则将每个设备连接到具有最强信号的站点，这不考虑干扰或流量热点，并导致负载不平衡和性能恶化。相反，我们可以制定一个优化问题，集中决定在每个时刻的最佳关联规则。然而，在实践中，这种优化具有如此高的维度，即使是线性规划求解器也无法解决。为了解决大规模连接的挑战，我们提出了一种基于最优传输理论的方法，该方法研究了两种分布之间概率的经济转移。我们提出的方法可以进一步激发可扩展的算法在无线网络中的大规模优化问题。
2018-05-03 cs.NI cs.PF
Best Operator Policy in a Heterogeneous Wireless Network
在本文中，我们进行了业务分析，我们的混合决策算法的选择在多运营商网络环境中的接入。我们调查的能力，运营商表达他的战略和影响访问选择他的客户端。在这个目的中，我们研究了先前提出的成本函数，吴和Wop的两个重要系数，并表明这些系数的值是不是任意的。仿真结果表明，比值Wu/Wop的值，使一个选择决定尊重运营商的战略，它影响所取得的全球利润的所有合作运营商。
2014-08-21 cs.NI
A New Guard-Band Call Admission Control Policy Based on Acceptance Factor for Wireless Cellular Networks
如何最大限度地利用有限的带宽资源，提高服务质量（QoS）是无线通信网络的关键问题。过多的呼叫阻塞是获得期望的QoS的约束。在蜂窝网络中，随着业务到达速率的增加，呼叫阻塞概率（CBP）也随之增加。为此，提出了一种降低呼叫阻塞率的近似稳定的掉话率方案。我们所提出的方案还引入了在特定的保护信道，始发呼叫获得根据接受因子的访问的接受因子。分析性能证明了更好的性能比传统的新呼叫绑定方案的情况下，更高和更低的流量到达率。
2018-10-05 cs.NI
