Joint Energy and Spectrum Cooperation for Cellular Communication Systems
蜂窝通信系统由可再生能源供电，通常随着时间的推移具有不同的无线流量负载和可用资源。为了匹配它们的业务，当一个系统在一个资源中过多时（例如，频谱），而另一个在另一个中是足够的（例如，能源）。在本文中，我们提出了一个联合能源和频谱合作计划之间的不同蜂窝系统，以减少其运营成本。当两个系统在本质上完全合作时（例如，属于同一个实体），我们将合作问题转化为凸优化问题，以最小化它们的加权和成本，并获得封闭形式的最优解。我们还研究了另一个部分合作的情况下，两个系统有自己的利益。我们表明，这两个系统寻求部分合作，只要他们找到系统间的能源和频谱资源之间的互补性。在部分合作的条件下，我们提出了一个分布式算法，使两个系统的成本逐渐，同时减少从非合作的基准到帕累托最优。这种分布式算法还具有成比例的公平成本降低，通过减少每个系统的成本成比例的迭代。最后，我们提供了数值结果来验证分布式算法的帕累托最优的收敛性和比较集中式和分布式的成本降低方法，完全和部分合作的情况下。
2014-08-25 cs.IT math.IT
Cooperation Techniques for A Cellular Internet of Unmanned Aerial Vehicles
无人机（UAV）是强大的物联网组件，由于其在移动性和灵活性方面的优势，可以在空中提供传感和通信。作为空中用户，无人机被设想为支持下一代蜂窝系统中的各种感测应用，这已经由第三代合作伙伴计划（3GPP）研究。然而，当UAV处于小区边缘或经历深度衰落时，UAV与基站之间的蜂窝链路的服务质量（QoS）可能得不到保证。在本文中，我们首先介绍了非合作蜂窝互联网的无人机。然后，我们提出了一个合作的感测和发送协议，其中无人机可以上传传感数据的帮助下，无人机中继，提供一个更好的通信服务质量的传感任务。详细介绍了支持无人机协同蜂窝互联网的轨迹设计和无线资源管理等关键技术。最后，扩展的无人机协作蜂窝互联网的QoS改善与一些开放的问题，如大规模多输入多输出系统，毫米波，认知通信进行了讨论。
2019-04-03 cs.IT math.IT
Base Station Cooperation in Millimeter Wave Cellular Networks: Performance Enhancement of Cell-Edge Users
毫米波（mmWave）信号对阻塞更加敏感，这导致中断概率显著增加，特别是对于小区边缘的用户。在本文中，我们利用基站（BS）合作的技术，以提高性能的小区边缘用户在下行链路传输的毫米波蜂窝网络。我们设计了两种协作方案，分别称为固定数量BS协作（FNC）方案和固定区域BS协作（FRC）方案。在FNC方案中，协作基站由被服务小区边缘用户周围的M个最近的基站组成，而在FRC方案中，协作基站包括位于给定区域内的所有基站。基于随机几何框架，推导了位于原点的典型小区边缘用户的平均速率和中断概率的表达式。为了降低中断概率分析结果的计算复杂性，我们进一步提出了一种基于Gamma近似的方法来提供具有满意精度的近似。我们的分析结果结合了毫米波信道的关键特性，即，阻塞效应、LOS和NLOS链路的不同路径损耗以及高方向性天线阵列。仿真结果表明，将基站协作技术与毫米波网络相结合，可以大大提高小区边缘用户的性能。
2018-06-14 cs.IT math.IT
A Stochastic-Geometry Approach to Coverage in Cellular Networks with Multi-Cell Cooperation
多小区协作是用于减轻密集蜂窝网络中的小区间干扰的有前途的方法。量化多小区协作的性能是具有挑战性的，因为它集成了物理层技术和网络拓扑。为了便于处理，现有的工作通常依赖于过度简化的Wyner型模型。在本文中，我们提出了一个新的随机几何模型的蜂窝网络与多小区合作，它占的实际因素，包括不规则的位置的基站（BS）和由此产生的路径损耗。特别地，所提出的网络拓扑模型具有三个关键特征：i）使用由泊松分布的BS生成的泊松随机镶嵌来对小区进行建模，ii）使用六边形网格来对多天线BS进行聚类，并且同一聚类中的BS通过空间干扰避免来减轻相互干扰，iii）靠近聚类边缘的BS接入与其他BS接入的子信道不同的子信道，屏蔽集群边缘移动设备免受强干扰。使用这个模型，并假设稀疏散射，我们分析了形状的中断概率的移动服务的集群内部BS的平均数量$K$每个集群的BS增加。集群中心附近的一个移动的中断概率被证明是成正比的$e^{-c(2-\sqrtν)^2K}$其中$ν$是躺在集群内部的BS的分数和$c$是一个常数。此外，一个典型的移动中断概率被证明与$e^{-c' (1-\sqrtν)^2K}$成比例缩放，其中$c'$是一个常数。
2011-03-22 cs.IT math.IT
Analyzing Interference from Static Cellular Cooperation using the Nearest Neighbour Model
基站合作的问题最近已经被设置在随机几何的框架内。现有的作品认为，用户动态地选择一组站，合作为他/她的服务。然而，这种假设往往不成立。协作组可以是预定义的和静态的，节点由固定的基础设施连接。为了分析这样的潜在网络，在这项工作中，我们提出了一种基于邻近度的分组方法。它是所谓的最近邻模型的一种变体。我们将自己限制在最简单的情况下，其中只允许形成单个基站和成对基站。为此，两个新的点过程被定义从依赖稀疏的泊松点过程，一个为单打和一对。给出了它们的密度、Voronoi面、最近邻、空区和J函数等结构特征。进一步利用这些结果分析了它们的干涉场，给出了它们的期望值和拉普拉斯变换的显式表达式。研究结果为静态协作网络的性能评估提供了一个新的工具箱。
2015-01-30 cs.IT math.IT
Backhaul Limited Asymmetric Cooperation for MIMO Cellular Networks via Semidefinite Relaxation
多小区协作由于其能够消除小区间干扰和提高频谱效率而近来引起了极大的关注。然而，通过回程链路交换的大量信息（包括信道状态信息和用户数据）可能会恶化现实系统中的网络性能。本文采用了回程成本度量，考虑了积极的定向合作链路的数量，这给出了一个一阶测量的回程负载所需的非对称多输入多输出（MIMO）合作。我们专注于多天线基站和单天线移动站的下行链路场景。设计问题是最小化活动定向协作链路的数量，并在移动台处的信号干扰噪声比（SINR）约束下联合优化协作BS之间的波束成形向量。这个问题是非凸的，解决它需要组合搜索。提出了一种基于光滑逼近和半定松弛的组合优化算法。我们证明了半定松弛是紧的概率为1，在我们的算法和平稳收敛的保证。仿真结果表明，与几种基准方案相比，该方案在回程成本和功耗方面有显著的节省，证明了该方案的有效性。
2014-01-10 cs.IT math.IT
Energy Efficiency of Cross-Tier Base Station Cooperation in Heterogeneous Cellular Networks
异构蜂窝网络（HetNet）将被部署用于未来的无线通信以满足不断增长的移动业务需求。然而，小型小区的密集和随机部署以及它们的不协调操作引起了对能量效率的重要关注。基站（BS）协作被设置为在管理HetNet中的干扰中发挥关键作用。在本文中，我们考虑在下行链路HetNet中，来自不同层次的BS在各自的合作集群内共同发送相同的数据到一个典型的用户，并进一步优化的能量效率性能的BS合作。首先，基于所提出的聚类模型，我们推导出的空间平均速率使用随机几何工具。此外，我们制定了一个最小的空间平均速率约束的功率最小化问题，并得出最佳接收信号强度（RSS）阈值的近似结果。基于这些结果，我们有效地解决了如何设计适当的RSS阈值的问题，同时考虑到空间平均速率和能源效率之间的权衡。仿真结果表明，我们提出的聚类模型比几何聚类模型更节能，在我们提出的聚类模型下，部署一个两层的HetNet是显着更节能相比，一个宏观的网络。
2014-06-07 cs.IT math.IT
On the Achievability of Interference Alignment for Three-Cell Constant Cellular Interfering Networks
对于三小区恒定蜂窝干扰网络，识别对准的新性质，即，在用户协作场景中获得的干扰对准（IA）解决方案也可以应用于非协作环境中。利用这一特性，提出了一种联合设计发射和接收波束形成矩阵的算法。分析和数值结果表明，在大多数情况下，与传统格式相比，该格式可以获得更大的自由度。
2012-03-01 cs.IT math.IT
Cellular Networks With Finite Precision CSIT: GDoF Optimality of Multi-Cell TIN and Extremal Gains of Multi-Cell Cooperation
研究了有限精度信道状态信息下蜂窝网络的广义自由度。我们认为下行链路设置建模的干扰广播信道（IBC）下没有多小区合作，和过载的多输入单输出广播信道（MISO-BC）下充分多小区合作。我们专注于三种感兴趣的制度：mc-TIN制度，其中一个计划的基础上处理小区间干扰噪声（mc-TIN）被证明是GDoF最佳的IBC的mc-CTIN制度，其中的GDoF区域可实现的mc-TIN是凸的，而不需要分时;以及扩展先前识别的机制的mc-SLS机制，其中简单分层叠加（SLS）方案对于3-发射机-3-用户MISO-BC是最佳的，到用户多于发射机的过载蜂窝型网络。我们首先表明，MC-TIN的IBC的最优扩展到整个MC-CTIN制度时，CSIT是有限的精度。这个结果的逆证明依赖于对齐图像边界的新应用。然后，我们扩展IBC的逆证明对应的过载MISO-BC，通过使充分的发射机合作。这反过来又被用来表明，SLS方案的多小区变体在完全多小区合作下的mc-SLS机制中是最佳的，尽管仅用于2小区网络。GDoF区域压倒性的组合复杂性阻碍了将这一结果扩展到更大的网络。或者，我们呼吁极值网络分析，最近介绍了陈等人，并研究在三种感兴趣的机制中多小区协作在mc-TIN上的GDoF增益。我们表明，这种极端的GDoF增益是有界的小常数在mc-TIN和mc-CTIN制度，但规模与细胞的数量在mc-SLS制度。
2021-07-12 cs.IT math.IT
Energy Efficient Cooperative Strategies for Relay-Assisted Downlink Cellular Systems, Part I: Theoretical Framework
考虑认知对多个中继辅助基站传输的下行蜂窝系统能量效率的影响。该问题的动机是中继辅助解决方案在移动网络中的实际重要性，例如LTE-A，其中中继之间的合作有望大大提高系统的能量效率。我们研究了在基站的功耗和中继节点的合作和认知水平之间的根本权衡。通过将相同的消息分发给多个中继站，基站消耗更多的功率，但它使中继站之间的合作，从而使中继站之间的传输到目的地的多用户认知信道。由于干扰管理和相干合并增益，中继之间的协作允许用于从中继向终端用户发送的功率的降低。这些增益甚至在部分或单向发射机协作的情况下也存在，这是在认知信道（诸如认知干扰信道和具有认知中继的干扰信道）中的情况。因此，我们解决的问题，确定在继电器的最佳合作水平，从而导致最小的总功耗时，占由于认知的功率降低。一个实际的设计实例和数值模拟在配套文件（第二部分）。
2013-03-29 cs.IT math.IT
Analyzing the Reduced Required BS Density due to CoMP in Cellular Networks
在本文中，我们调查的好处，基站（BS）合作在上行链路的协作多点（CoMP）网络。我们的品质因数是满足所选速率覆盖所需的BS密度。我们的模型假设一个2-D网络的基站在一个规则的六边形晶格中的路径损耗，对数正态阴影和瑞利衰落影响从用户接收到的信号。首先给出了合作区域内各点的和速率覆盖概率和遍历和速率的精确闭合表达式。然后，对于一个选定的用户速率质量，所需的BS的密度推导出的基础上的最小值的速率覆盖概率的合作区域。该方法保证了在整个覆盖区域中的可达到的速率高于具有选定概率的目标速率。该公式允许BS协作的不同阶次之间的比较，从更高阶次的协作量化减少的所需BS密度。
2013-09-26 cs.IT math.IT
Multiplexing Gain Region of Sectorized Cellular Networks with Mixed Delay Constraints
当相邻移动用户和基站都可以在速率受限链路上协作时，考虑了具有混合时延约束的扇区化六边形模型。每个消息都是独立的“快”和“慢”比特的组合，其中前者受到严格的延迟约束，并且不能从合作中获益。推导了复用增益区域的内、外边界。所得到的结果表明，对于小的合作prelog或适度的“快速”复用增益，整体性能（和复用增益）几乎没有下降的严格的延迟约束的“快速”位。对于大的协作前日志和大的“快速”复用增益，将“快速”复用增益增加$Δ$是以将和复用增益减少$3 Δ$为代价的。
2019-02-28 cs.IT math.IT
Wireless Secrecy in Cellular Systems with Infrastructure--Aided Cooperation
在蜂窝系统中，可以通过经由并发下行链路传输的调度来创建有意干扰来确保上行链路传输相对于窃听终端的机密性。在本文中，这一基本思想是探索从信息理论的角度来看，通过集中在两个小区的情况下，所涉及的基站连接通过一个有限容量的骨干链路。许多传输策略被认为是旨在提高上行链路的保密性下的下行链路速率，作为干扰信号的约束。这些策略的不同之处主要在于协作下行链路到上行链路操作的基站利用骨干链路的方式。高斯（unfaded）和衰落的情况下，在不同的假设下，在不同的节点上的信道状态信息的可扩展速率。数值结果也证实了分析。总体而言，分析表明，调度和基站合作的组合是一种很有前途的手段，以提高蜂窝系统中的传输机密性。
2008-05-03 cs.CR cs.IT math.IT
Uplink User-Assisted Relaying in Cellular Networks
我们使用随机几何分析的部分解码和转发（PDF）中继方案中应用的用户辅助中继设置，其中一个活跃的用户中继数据通过另一个空闲的用户在上行链路蜂窝通信的性能。我们提出了几何模型的网络部署用户辅助中继，并提出了两个几何合作政策的快，慢衰落信道。我们分析得出的合作概率为两个政策。该合作概率进一步用于分析推导由该用户辅助PDF中继的系统范围部署引起的小区间干扰功率的时刻。然后，我们使用伽马分布通过匹配解析导出的前两个矩来对小区间干扰功率统计进行建模。这种合作和干扰分析提供了定量评估蜂窝网络中的用户辅助中继的性能影响的理论基础。然后，我们数值评估的平均传输速率性能，并表明，用户辅助中继可以显着提高每用户的传输速率，尽管增加小区间干扰。这种传输速率增益对于小区边缘附近的活动用户是显著的，并且随着更高的空闲用户密度而进一步增加，从而支持用户辅助中继作为拥挤人口区域的可行解决方案。
2015-07-04 cs.IT math.IT
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
A Stochastic Geometry Framework for Analyzing Pairwise-Cooperative Cellular Networks
蜂窝网络中的协作最近被建议作为一种有前途的方案，以提高系统性能，特别是对于小区边缘用户。在这项工作中，我们使用随机几何来分析合作模型，其中基站（BS）的位置遵循泊松点过程分布和Voronoi细胞定义与它们相关的平面区域。对于每个用户的服务，涉及一个或两个BS。如果是两个，则这些通过在某个回程链路上与会议交换用户数据和信道相关信息来协作。我们的框架一般允许可变水平的信道信息在发射机。在本文中，我们调查的情况下，有限的信道状态信息的合作（信道相位，第二个邻居干扰），但不是完全自适应的情况下，这将需要相当大的反馈。总的每用户传输功率在两个发射机之间进一步划分，并且对公共消息进行编码。用户选择有或没有合作的服务的决定是由一个家庭的几何政策，这取决于它的相对位置，它的两个最近的基站。推导出网络覆盖概率的精确表达式。数值评估允许一个分析显着的覆盖面相比，非合作的情况下的好处。因此，合作方案可以提高系统的性能，而无需额外的网络资源的开发。
2013-05-27 cs.IT math.IT
Energy Efficient Scheduling and Groupping for Machine-TYpe Communications over Cellular Networks
在本文中，能量有效的调度部署在蜂窝网络中的分组机器类型的设备进行了研究。我们引入了一个基于奖励的合作激励计划，使机器节点在本地组织起来，创建机器组，并通过组代表到基站进行通信。该方案得益于一种新的调度器设计，它考虑到每个节点的合作水平，补偿组代表的额外能量消耗，并最大限度地提高网络的生命周期。由于重用蜂窝上行链路资源用于组内的通信降低了主用户的服务质量（QoS），因此提供了分析结果，其呈现了给定小区中同时活动的机器组的最大允许数量与主用户的QoS之间的折衷。此外，我们扩展了我们的现有蜂窝网络的解决方案，提出了一个合作激励LTE调度器，并提出我们的仿真结果在LTE的上下文中。仿真结果表明，所提出的解决方案显著延长了网络的生存时间。此外，它示出，在某些情况下，由机器设备重用上行链路资源可以显着降低主用户的中断性能，因此，机器设备和蜂窝用户的共存管理对于下一代蜂窝网络是至关重要的，以使基于组的机器类型的通信，同时保证主用户的QoS。
2016-03-17 cs.IT math.IT
Analysis of Static Cellular Cooperation between Mutually Nearest Neighboring Nodes
蜂窝网络中的协作是一种很有前途的提高系统性能的方案。现有的工作认为，用户动态地选择站合作，为他/她的服务，但这种假设往往有实际的局限性。相反，协作组可以是预定义的和静态的，节点由固定的基础设施连接。为了分析这样一个潜在的网络，我们提出了一个分组方法的基础上节点的接近度。通过相互最近邻关系，我们允许形成单个和成对的节点。给定一个初始拓扑的车站，两个新的点过程的定义，一个为单打和一对。我们推导出这些过程的结构特征，并分析所产生的干扰场。当节点位置服从泊松点过程时，单节点和双节点的位置过程都不是泊松过程。然而，原始模型的性能可以通过两个购买力平价的叠加来近似。这允许导出覆盖概率的精确表达式。数值计算表明，从不同的信号合作，可以达到15%的覆盖增益相比，标准的非合作覆盖。分析是一般的，可以应用到任何类型的合作对发送节点。
2016-11-08 cs.IT cs.NI math.IT
Delay Analysis for Wireless D2D Caching with Inter-cluster Cooperation
主动无线缓存和D2 D通信已经成为用于增强用户的服务质量和网络性能的有前景的技术。在本文中，我们提出了一种新的架构D2 D缓存与集群间的合作。我们研究了一个蜂窝网络中，用户缓存流行的文件，并与其他用户在他们附近通过D2 D通信或与远程用户使用蜂窝传输共享它们。我们从排队的角度来描述每个请求的网络平均延迟。具体来说，我们制定的延迟最小化问题，并表明它是NP-难的。此外，我们证明了延迟最小化问题是等价的最小化一个非增单调超模函数的分区拟阵约束。提出了一种计算效率高的贪心算法，证明了该算法在最优值的2倍内是局部最优的。仿真结果表明，超过45%的延迟减少相比，D2 D缓存系统没有集群间的合作。
2017-08-23 cs.IT math.IT
A Fully Distributed Opportunistic Network Coding Scheme for Cellular Relay Networks
在本文中，我们提出了一种蜂窝中继网络中的机会网络编码（ONC）方案，它的操作取决于中继是否成功解码源消息。提出了一种完全分布式的方法来实现所提出的机会网络编码方案，而不需要任何反馈之间的两个网络节点。我们考虑使用建议的ONC蜂窝下行链路传输，并推导出其封闭形式的中断概率表达式，考虑同信道干扰在瑞利衰落环境中。数值结果表明，所提出的ONC方案优于传统的非合作中断概率。我们还开发了建议ONC的分集复用权衡（DMT），并表明ONC方案获得了充分的多样性和增加的复用增益相比，传统的合作协议。
2013-01-31 cs.IT math.IT
Degrees of Freedom of Cache-Aided Wireless Cellular Networks
本文研究了下行缓存辅助蜂窝网络的自由度，其中基站的位置被建模为网格拓扑，网格小区内的用户只能与四个附近的基站进行通信。我们采用了一个缓存放置方法与未编码的预取量身定制的网络部分连通性。根据BS间缓存内容的重叠程度，针对不同的缓存大小，分别提出了无BS协作、部分BS协作和全BS协作的传输方案。具体地，BS之间的公共缓存内容被用于通过干扰中和来消除一些不期望的信号，而干扰对准被用于协调不同缓存内容的信号。我们的可实现的结果表明，蜂窝网络的每个用户的自由度的倒数分段线性下降的归一化缓存大小$μ$在每个BS，和BS缓存的增益是更显着的小缓存区域。在给定的缓存放置方案下，我们还提供了每个用户的自由度的上限，并表明，我们可实现的自由度是最佳的$μ\in\left[\frac{1}{2},1\right]$时，和$\frac{4}{39}$的最佳时，$μ\in\left[\frac{1}{4},\frac{1}{2}\right)$的添加剂间隙内。
2020-02-14 cs.IT math.IT
Adaptive Multicell 3D Beamforming in Multi-Antenna Cellular Networks
我们考虑一个蜂窝网络与多天线基站（BS）和单天线用户，多小区合作，不完善的信道状态信息，定向天线每个垂直可调波束。我们调查的BS天线图案，表示为倾斜，所考虑的网络的性能时，采用传统的单小区传输或完全合作的多小区传输的仰角的影响。利用这项调查的结果，我们提出了一种新的混合多小区合作技术，其中小区间的干扰是通过在水平平面的合作波束成形或协调波束成形在垂直平面的无线信道，表示为自适应多小区3D波束成形控制。其主要思想是将覆盖区域划分为两个不相交的垂直区域，并在服务每个区域时在BS处采用多小区协作策略。一个公平的调度器被用来共享垂直区域之间的时隙。结果表明，所提出的技术可以实现与完全协作传输相当的性能，但复杂性和信令要求显着降低。为了使性能分析的计算效率，不同的波束形成策略下的用户遍历速率的解析表达式也推导出来。
2015-09-07 cs.IT math.IT
Performance Analysis for Heterogeneous Cellular Systems with Range Expansion
近年来，蜂窝系统采用异构基站结构来提高系统吞吐量和覆盖范围。本文分析了异构蜂窝系统的上行链路覆盖概率，并给出了解析表达式。在分析中考虑了移动用户的位置和数量的随机性。在此基础上，详细分析了各种系统参数对上行链路性能的影响。仿真结果也验证了分析结果的正确性。因此，这些分析结果可以作为系统设计的指导，而不需要耗时的仿真。
2012-07-02 cs.IT math.IT
Device-Relaying in Cellular D2D Networks: A Fairness Perspective
设备到设备（D2D）通信被设想为5G网络的组成部分，并且是用于满足对高数据率的需求的技术。在蜂窝网络中，D2D不仅允许用户之间的直接通信，还允许设备中继。在本文中，一个简单的设备中继的情况下，和D2D的用户之间的公平性的影响进行了研究。即，考虑由两个D2D使能用户和基站（BS）组成的蜂窝网络。因此，想要与BS建立通信的用户可以充当彼此信号的中继。虽然这个问题传统上被认为是在文献中的多址信道与合作的上行链路，和广播信道与合作的下行链路中，我们提出了一个不同的治疗作为一个多路信道的问题。提出了一种简单的通信方案，并示出实现显着的增益在公平性方面（测量的对称速率支持）相比，上述传统的治疗。
2015-05-01 cs.IT math.IT
Study on Energy Consumption and Coverage of Hierarchical Cooperation of Small Cell Base Stations in Heterogeneous Networks
智能终端时代对通信业务的需求空前巨大。为了满足这样的发展，现代无线通信必须在系统容量和服务质量（QoS）方面提供具有更高能量效率的更高质量服务，这可以通过高速数据率、更宽的覆盖范围和更高的频带利用率来实现。在本文中，我们提出了一种方法来卸载用户从宏基站（MBS）与小小区基站（SBS）的分层分布。连接概率是卸载操作实现的关键指标。进一步，我们通过寻找以一定信噪比门限为条件的条件概率-覆盖概率，即不同基站与用户连接时获得最小通信质量的概率，来衡量系统的服务性能。然后，分别获得宏基站（MBS）和小小区基站（SBS）服务每个用户时的以用户为中心的系统总能耗。仿真结果表明，与MBS相比，异构网络中的分级SBS协作能够以更低的系统总能耗为系统提供更高的系统总覆盖概率。
2018-01-28 cs.IT math.IT
Exploiting Network Cooperation in Green Wireless Communication
对能量高效或所谓的“绿色”无线通信以减少蜂窝网络中的能量消耗的兴趣日益增长。由于今天的无线终端通常配备有多个网络接入接口，如蓝牙，Wi-Fi和蜂窝网络，本文研究用户终端相互合作，在发送他们的数据包到基站（BS），通过利用多个网络接入接口，称为网络间合作。我们还研究了传统的计划，没有用户的合作，并与网络内的合作进行比较。给定目标中断概率和数据率要求，我们分析了传统方案的能量消耗相比，建议网络间的合作，考虑到物理层信道损伤（包括路径损耗，衰落和热噪声）和上层协议开销。示出了不同网络实体之间的距离（即，用户终端和BS）对所提出的网络间协作方案的能量效率具有显著影响。具体地，当协作用户靠近BS或用户彼此远离时，网络间协作可能比没有用户协作或具有网络内协作的常规方案消耗更多的能量。然而，由于协作用户远离BS并且用户间距离不是太大，因此网络间协作比传统方案显著降低了能量消耗。
2012-10-14 cs.IT cs.PF math.IT
A Versatile Dependent Model for Heterogeneous Cellular Networks
我们提出了一个新的模型，异构蜂窝网络，层之间的依赖关系。特别是，它将较低层基站放置在宏蜂窝覆盖较差的位置，并且它包括一个小蜂窝模型，用于目标是增强网络容量的情况。
2013-05-07 cs.IT cs.NI math.IT
Cooperative Multi-Cell Networks: Impact of Limited-Capacity Backhaul and Inter-Users Links
预计合作技术将对蜂窝网络或更一般的基础设施网络的性能产生重大影响。多小区处理（基站之间的合作）和中继（在用户级别的合作）目前正在调查。在这份报告中，最近的结果，关于性能的多小区处理和用户合作的假设下，容量有限的基站间和用户间的链接，分别进行审查。调查的重点是非衰落的上行链路和下行链路信道的简单蜂窝系统模型的相关结果。分析处理，促进这些简单的设置，提高了洞察力有限的能力限制所施加的限制，通过合作技术实现的收益。
2007-10-20 cs.IT math.IT
Downlink Coverage Analysis in a Heterogeneous Cellular Network
在本文中，我们考虑下行链路信号干扰噪声比（SINR）的分析在一个异构蜂窝网络与K层。每一层的特征在于根据具有一定BS密度、传输功率、具有任意分布的随机阴影衰落因子、任意路径损耗指数和朝向接纳移动站（MS）的一定偏差的齐次泊松点过程的基站（BS）布置。MS与在开放获取小区关联方案下具有最大SINR的BS关联。对于这样一个一般的设置，我们提供了一个分析表征的覆盖概率在MS。
2012-06-20 cs.IT math.IT
Analysis of Heterogeneous Cellular Networks under Frequency Diversity and Interference Correlation
分析异构蜂窝网络（HCN）已经变得越来越复杂，特别是由于不规则的基站位置、小小区的大规模部署以及灵活的资源分配。后者通常是不捕获现有的随机模型的分析处理。在这项工作中，我们开发了一个更现实的随机模型的通用$K$层HCN，用户在频率分集下的下行链路中提供服务。我们推导出这种情况下的速率覆盖概率，同时考虑到分配的频谱的不同部分之间的干扰相关性。我们的研究结果表明，忽略这种类型的相关性可能会大大高估提供的日期利率。此外，频谱多样化的增益是显著的，特别是在低到中等的目标数据率下。
2014-08-26 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
Joint Resource Partitioning and Offloading in Heterogeneous Cellular Networks
在异构蜂窝网络（HCN）中，期望将移动用户卸载到小型小区，小型小区通常比宏小区显著更不拥塞。为了实现充分的负载均衡，卸载的用户通常具有比它们在宏小区上的SINR低得多的SINR。该SINR降级可以通过干扰避免（例如，时间或频率资源划分）来部分地减轻，由此宏小区在这些资源的某一部分中关闭。自然，最佳卸载策略与资源分区紧密耦合;资源分区的最佳数量又取决于有多少用户被卸载。在本文中，我们提出了一个通用的和易于处理的框架，建模和分析联合资源划分和卸载在一个两层蜂窝网络。有了它，我们能够推导出整个网络的下行链路速率分布，以及联合资源划分和卸载的最佳策略。我们发现，负载均衡，本身是不够的，和资源分区需要结合卸载，以提高同信道异构网络中的小区边缘用户的速率。
2013-08-21 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency and Outage Performance for Hybrid D2D-Infrastructure Uplink Cooperation
本研究提出一种结合D2D与基础设施协作的时分上行传输方案，分析其频谱效率与中断性能，验证其相比现有方案在性能、信令和延迟上的优势，适用于未来蜂窝网络。
2014-03-29 cs.IT math.IT
Gaussian Approximation for the Downlink Interference in Heterogeneous Cellular Networks
本文推导了高斯近似边界的标准化聚合无线干扰（AWI）在下行链路中的K层异构蜂窝网络时，在每一层中的基站分布在平面上根据（可能是非齐次的）泊松过程。所提出的方法是一般的，足以占一般有界的路径损耗模型和衰落统计。标准化AWI的分布与标准正态分布的偏差用Kolmogorov-Smirnov距离来测量。一个显式的表达式，这两个分布之间的Kolmogorov-Smirnov距离的边界作为一个广泛的网络参数，如每层的传输功率电平，基站的位置，衰落统计和路径损耗模型的函数。仿真研究证实了分析结果。特别是，即使对于中等密度的异构蜂窝网络，标准化AWI分布与其正态近似之间也会出现良好的统计匹配。预计这些结果将对新兴5G网络架构的性能上限和下限的表征产生重要影响。
2016-02-04 cs.IT math.IT
Capacity Scaling of Cellular Networks: Impact of Bandwidth, Infrastructure Density and Number of Antennas
毫米波波段的超宽频谱与大型天线阵列和超密集网络的结合提出了两个基本问题：过度丰富的自由度的真正价值是什么？如何设计网络以充分利用它们？本文确定了作为带宽，面积，天线数量和基站密度的函数的大型蜂窝网络的容量缩放。结果发现，网络容量有一个基本的带宽扩展限制，超过该限制，网络变得功率受限。基础设施多跳协议实现了所有网络参数的最佳网络容量缩放。相比之下，目前的协议，只使用单跳直接传输不能实现在宽带制度的容量缩放，除非在特殊情况下，当基站的密度是不切实际的极端。这一发现表明，多跳通信将是重要的，以充分实现下一代蜂窝网络的潜力。如果足够密集，专用中继也可以执行此任务，从而使用户节点免于协作的电池消耗。另一方面，更复杂的策略，如分层合作，这是必不可少的实现能力扩展的ad hoc网络，是不必要的蜂窝上下文中。
2020-02-20 cs.IT math.IT
Coordinated Two-Tier Heterogeneous Cellular Networks with Leakage Based Beamforming
在本文中，我们证明了两层异构蜂窝网络（HetNet）的宏小区和微小区基站（BS）之间的协调程度不同所实现的速率增益。我们发现，如果没有协调的存在下，网络致密化不提供任何增益的总和速率，并迅速降低平均每用户的信号与干扰加噪声比（SINR）。我们的研究结果表明，协调降低了系统中的微小区BS的数量增加的SINR衰减率。通过与仿真结果的比较，证明了解析近似的平均每用户SINR在很宽的信噪比（SNR）范围内的有效性。
2015-03-05 cs.IT math.IT
Downlink Outage Performance of Heterogeneous Cellular Networks
本文推导出严格的性能上限和下限的下行中断效率的K层异构蜂窝网络（HCN）的一般信号传播模型与泊松分布的基站在每一层。特别是，所提出的方法来分析在K层HCN的中断度量允许使用一般有界路径损失函数和一般分布的随机衰落过程。考虑到两个特定的基站（BS）的关联政策，它示出的派生的性能界限跟踪实际的中断度量合理以及广泛的BS密度，与他们之间的差距变得微不足道的小密集HCN部署。仿真研究还进行了2层和3层HCN的情况下，以说明推导出的边界的实际中断性能与各种选择的HCN参数的接近程度。
2016-02-05 cs.IT math.IT
Physical Layer Security in Heterogeneous Cellular Networks
异构蜂窝网络（HCN）是部署5G蜂窝网络的一种有前途的方法。本文全面研究了基站、授权用户和窃听者均随机分布的多层HCN中的物理层安全问题。我们首先提出了一个基于接入阈值的保密移动关联策略，该策略将每个用户与提供超过阈值的最大\emph{truncated average received signal power}的BS相关联。在该策略下，我们研究了随机用户的连接概率和保密概率，并给出了这两个度量的易处理的表达式。渐近分析表明，设置较大的访问阈值增加连接概率，而降低秘密概率。我们进一步评估了网络范围内的保密吞吐量和每个用户的最小保密吞吐量与连接和保密概率约束。我们发现，引入一个适当选择的访问阈值显着提高了HCN的保密吞吐量性能。
2016-01-07 cs.IT math.IT
SIR Meta Distribution of K-Tier Downlink Heterogeneous Cellular Networks with Cell Range Expansion
异构蜂窝网络（HCN）是蜂窝网络演进的必要步骤。在本文中，我们申请的信号干扰比（SIR）Meta分布框架的一个细化的SIR性能分析的HCN，专注于K层异构蜂窝网络的基础上均匀独立泊松点过程（HIP）模型，范围扩展偏差（卸载偏差）在每一层。整个网络和每一层的条件成功概率的b阶矩的表达式推导，基于此确切的Meta分布和β近似进行评估和比较。得到了各层的平均成功概率、条件成功概率方差、平均局部时延和渐近SIR增益等关键性能指标。结果表明，偏差对整个网络的平均成功概率是不利的，单层PPP网络的一阶矩曲线的水平移动版本可以很好地近似每一层的条件成功概率的b阶矩曲线（对SIR阈值）。我们还提供了基站的活动概率的区域的下界，以保持每层的平均本地延迟有限。
2018-03-01 cs.IT math.IT
Multi-Cell MIMO Downlink with Cell Cooperation and Fair Scheduling: a Large-System Limit Analysis
我们认为，下行链路的蜂窝网络与多个小区和多天线基站，包括一个现实的距离相关的路径损耗模型，集群的合作小区，和一般的“公平性”的要求。除了蒙特卡洛模拟，没有有效的计算方法来评估这样的系统的遍历吞吐量迄今为止。我们提出了一个解析解的基础上结合大型随机矩阵的结果和凸优化。所提出的方法在计算上比蒙特卡洛模拟更有效，并提供了令人惊讶的准确近似的实际有限维系统，即使是少量的用户和基站天线。数值示例包括2单元线性和三扇区7单元平面布局，没有单元间协作、扇区协作或完全单元间协作。
2010-06-10 cs.IT math.IT
Fundamentals of Inter-cell Overhead Signaling in Heterogeneous Cellular Networks
异构基站（例如，微微小区、微小区、毫微微小区和分布式天线）对于蜂窝网络容量和覆盖将变得越来越重要。到目前为止，几乎没有对管理如此多的基础设施（其中大部分是计划外的）以及精心规划的宏蜂窝网络的基本原理进行过基础研究。小区间协调原则上是确保不同基础设施组件以增加而不是减少关键服务质量（QoS）度量的方式运行的有效方式。这种协调的成功在很大程度上取决于如何分担开销，以及开销分担的速率和延迟。我们开发了一种新的框架来量化小区间协调的开销信令，这在传统的1层网络中通常被忽略，并且在多层异构蜂窝网络（HCN）中更加重要。我们推导出一般K层HCN的开销质量轮廓-可实现的一组开销包速率，大小，延迟和中断概率-在封闭形式的表达式或可计算的积分下的一般假设开销到达和不同的开销信令方法（回程和/或无线）。对于两种广泛使用的空中到达模型：泊松模型和确定性到达过程，进一步简化了空中质量等值线。该框架可用于任何小区间协调方案的设计和评估。它还提供了回程和无线开销信道的设计见解，以处理特定的开销信令要求。
2011-06-29 cs.IT math.IT
Spatial Indexing for System-Level Evaluation of 5G Heterogeneous Cellular Networks
大型5G网络的系统级仿真对于评估和设计与调度、移动性管理、干扰管理和小区规划等网络问题相关的算法至关重要。在本文中，我们回顾了空间索引的概念及其在加速大型5G网络模拟方面的优势、应用和未来潜力。我们介绍了一个多层次的继承为基础的架构，它是用来索引的异构网络（HetNet）的所有元素在一个单一的几何树。然后，我们定义空间查询，以加速搜索的距离，方位角和仰角。我们证明了空间索引可以加速基于位置的搜索3个数量级。此外，所提出的设计是作为一个开源平台免费提供给所有人。
2020-05-22 cs.IT math.IT
Heterogeneous Cellular Networks with LoS and NLoS Transmissions--The Role of Massive MIMO and Small Cells
我们开发了一个框架，下行异构蜂窝网络的视线（LoS）和非视线（NLoS）传输。使用随机几何，我们推导出可实现的下行链路速率的紧密近似，使我们能够比较密集的小小区和扩展BS天线阵列之间的性能。有趣的是，我们发现将小小区添加到网络中比在宏BS处扩展天线阵列更快地提高了可实现的速率。然而，当小小区密度超过临界阈值时，空间密集化将失去其益处并且进一步损害网络容量。为此，我们提出了最佳的小小区密度，最大限度地提高速率作为实际部署指导。相比之下，扩展宏BS天线阵列总是可以有益于容量，直到由导频污染引起的上限，并且该上限也超过了从小小区的部署获得的峰值速率。此外，我们发现，分配部分天线到分布式小小区BS比集中在所有的天线在宏BS的效果更好，并给出了实际配置参考的最佳分配比例。总之，这项工作提供了关于如何在未来的异构蜂窝网络部署中利用小小区和大规模MIMO的进一步理解。
2017-01-12 cs.IT math.IT
Small Cell Offloading Through Cooperative Communication in Software-Defined Heterogeneous Networks
为了满足日益增长的对更高通信速率和更好通信质量的需求，越来越多的小小区被覆盖在宏基站（MBS）层下，从而形成异构网络。小小区可以缓解MBS的负载压力，但性能缺乏保证。另一方面，由于小细胞致密化的巨大潜力，合作越来越受到关注。在有线网络中成熟的一些技术也可以应用于蜂窝网络，例如软件定义网络（SDN）。SDN有助于简化多层网络的结构。由SDN控制器实现小区协调更加合理。在本文中，我们提出了一种方法来卸载用户从多播服务器通过小小区合作在异构网络。关联概率是卸载的主要指标。通过使用随机几何的工具，我们然后得到的覆盖概率时，用户与不同类型的基站（BS）。所有的小区关联和协作都由SDN控制器进行。在此基础上，比较了有无协作时的总体覆盖概率、可达速率和能量效率。数值结果表明，小小区协作可以从MBS层卸载更多的用户。它还可以提高系统的覆盖性能。随着小型小区变得越来越密集，合作可以为网络的能源效率带来更多收益。
2017-05-17 cs.IT cs.NI math.IT
Secure and Energy-Efficient Transmissions in Cache-Enabled Heterogeneous Cellular Networks: Performance Analysis and Optimization
本文研究了由宏基站和多个小基站（SBS）组成的支持缓存的异构蜂窝网络的物理层安全。我们研究了一个联合设计的缓存位置和文件传输实现安全和节能的传输对随机分布的窃听。我们提出了一种新的混合“最流行的内容”和“最大的内容多样性”缓存放置策略来分发不同流行的文件。根据所请求的文件的可用性和位置，我们采用三种合作传输方案，即分布式波束成形，频域正交传输，最佳SBS中继，分别。我们推导出解析表达式的连接中断概率和保密中断概率为每个传输方案。之后，我们设计了最佳的传输速率和缓存分配，以实现最大的整体保密吞吐量和保密能量效率，分别。数值结果验证了理论分析的正确性，并证明了混合缓存策略的优越性.
2018-09-22 cs.IT math.IT
Cache-enabled Heterogeneous Cellular Networks: Comparison and Tradeoffs
在基站（BS）处缓存流行内容是释放蜂窝异构网络（HetNet）潜力的有希望的方式，其中回程已成为瓶颈。在本文中，我们比较了高速缓存使能的HetNet，其中一层多天线宏BS被具有高速缓存但没有回程的一层帮助节点覆盖，与传统的HetNet，其中宏BS层被具有有限容量回程的一层微微BS覆盖。我们利用随机几何理论推导了这两种HetNet的面积谱效率，并在一种特殊情况下得到了封闭形式的表达式。我们使用数值结果表明，助手密度只有1/4的微微BS密度，以实现相同的目标ASE，和助手密度可以通过增加缓存容量进一步降低。在给定的总缓存容量的区域内，存在一个最佳的助手节点密度，最大化ASE。
2016-02-29 cs.IT math.IT
Multi-Antenna Transmission in Downlink Heterogeneous Cellular Networks under A Threshold-based Mobile Association Policy
随着5G时代的到来，异构蜂窝网络（HCN）引起了广泛的研究兴趣。在本文中，我们提供了一个全面的分析，在多层下行链路HCN的多天线传输。首先，我们提出了一个面向可靠性的基于阈值的移动关联策略，每个用户连接到最强的基站，从该用户可以获得最大的截断长期接收功率。根据我们的移动关联策略，我们推导出任意随机定位的用户的精确中断概率的解析表达式，以及计算方便的上下界。中断概率的渐进分析表明，在移动关联中引入较大的接入阈值可以显着降低中断概率。我们进一步研究了HCN的光谱效率和能量效率。理论分析和数值验证表明，通过合理选择接入门限，可以提高系统的频谱效率和能量效率。
2016-10-26 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
Adaptive Downlink CoMP in Heterogeneous Cellular Networks with Imperfect Overhead Messaging
协作多点传输（CoMP）是异构蜂窝网络（HetNet）中提高网络吞吐量的有效手段。然而，如果基站（BS）之间发生不完全协调，其性能会严重削弱。许多现有的CoMP工作没有考虑小区间开销消息延迟，使得获得看似惊人的CoMP吞吐量增益。在本文中，量化误差和延迟，实际存在于开销消息建模，我们开发了一个更易于处理的SIR模型的基础上的随机几何框架。提出了一种应用于下行迫零波束形成（ZFBF）的自适应多点协作（CoMP）技术，该技术可以通过延迟开销消息来减轻协作小区的干扰。的用户的SIR的互补累积分布函数（CCDF）的界限的特征在于，使得用户的平均吞吐量是能够分析评估。数值结果表明，所提出的自适应CoMP方案可以使吞吐量增益非常强大的开销延迟，从而显着提高吞吐量，即使在BS不完全协调。
2014-12-14 cs.IT math.IT
Backhaul-Constrained Multi-Cell Cooperation Leveraging Sparsity and Spectral Clustering
研究了蜂窝上行链路中回程业务受限的多小区协作处理问题。针对减少回程开销，稀疏正则化的多小区接收滤波器的设计问题。无论是非结构化的分布式合作，以及集群合作，其中基站组形成紧密合作，被认为是。动态分簇协作，稀疏均衡器和协作簇是共同确定的，通过交替最小化的谱聚类和组稀疏回归的基础上解决。此外，分散实现的非结构化和集群合作计划的可扩展性，鲁棒性和计算效率。大量的数值试验验证了所提出的方法的有效性。
2015-10-14 cs.IT cs.NI math.IT
Joint User Association and Interference Mitigation for D2D-Enabled Heterogeneous Cellular Networks
具有设备到设备（D2D）通信的异构蜂窝网络（HCN）已经成为高数据率的成本有效递送的有前景的解决方案。在这种D2D使能的HCN中的关键挑战是如何设计具有D2D模型选择的有效关联方案以用于负载均衡。此外，卸载的用户和D2D接收器（RX）将遭受来自BS（尤其是来自高功率BS）的强干扰。显然，一个好的关联方案应该与干扰抑制相结合。因此，我们首先提出了一种有效的资源划分策略，该策略可以减轻卸载用户从高功率BS接收的干扰和D2D RX从BS接收的干扰。在此基础上，我们然后设计了一个用户关联方案的负载均衡，联合考虑用户关联和D2D模型选择，以最大限度地提高网络范围的效用。考虑到该问题是一个非线性的混合整数形式，难以处理，我们采用了对偶分解的方法来开发一个有效的分布式算法。仿真结果表明，该方案提供了一个负载均衡增益和资源划分增益。
2015-12-14 cs.IT math.IT
Downlink Rate Distribution in Heterogeneous Cellular Networks under Generalized Cell Selection
考虑到小规模的衰落和长期的阴影，我们在一个典型的用户设备（UE）在异构蜂窝网络（HetNet），其中阴影，遵循任何一般的分布，影响小区选择，而衰落的下行链路速率分布的特征。先前的工作要么忽略了信道随机性对小区选择的影响，要么将所有随机性来源集中到单个变量中，其中小区选择基于瞬时信号强度，这是不现实的。作为应用的结果，我们研究的影响，阴影的负载均衡的最佳每层的选择偏置速率最大化。
2013-06-26 cs.IT cs.NI math.IT
Analytical Coverage Probability of a Typical User In Heterogeneous Cellular Networks
在泊松点过程（Poisson Point Process，PPP）网络模型中，基站（Base Station，BS）的位置按照空间泊松过程（Spatial Poisson Process，SPSP）随机分布，近年来已被用作下行异构蜂窝网络（HCN）性能分析的一种易处理的随机模型。HCN被建模为多层蜂窝网络，其中每层的特征在于由传输功率电平、传播路径损耗指数和BS密度。当前的HCN使能小区间干扰协调（ICIC）技术的工作通常在瑞利衰落信道中处理具有$Δ=1$的重用因子的严格频率重用（FR）或软FR。已经假设所有基站（BS）连续发送，这导致用户和RB的数量对网络性能的影响减少。本文研究了在瑞利-对数正态衰落信道中，复用因子为$Δ>1$的软FR的性能。针对循环调度和指示符功能，提出了用户和资源块（RB）的数量对小区间干扰（ICI）的影响。结果表明，小区中心用户（CCU）和小区边缘用户（CEU）的覆盖概率变化趋势相反。
2016-06-20 cs.IT 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
