Downlink Analysis for the Typical Cell in Poisson Cellular Networks
由于其无与伦比的易处理性，泊松点过程（PPP）已成为蜂窝网络分析的流行模型。考虑独立于基站（BS）点过程的用户的平稳点过程，众所周知，典型用户不位于典型小区中，因此它可能不真实地代表典型小区性能。受此观察的启发，我们提出了一种结构，允许直接表征典型小区的下行链路性能。为此，我们提出了一个精确的下行链路分析的1-D的情况下，一个非常准确的近似为2-D的情况下。还提供了关于两种观点（典型用户与典型小区）的差异和相似性的一些有用的见解。
2019-08-28 cs.IT math.IT
Coverage Analysis In Downlink Poisson Cellular Network With $κ$-$μ$ Shadowed Fading
当基站位置由泊松点过程（PPP）建模时，蜂窝网络的下行链路覆盖概率在期望信道是具有整数形状参数的Nakagami分布时是已知的。然而，对于许多感兴趣的衰落分布，例如Rician、Rician阴影、$κ$ - $μ$、$η$ - $μ$等，覆盖概率未知。$κ$ - $μ$阴影衰落是一般的衰落分布，其特殊情况是迄今为止已知的这些流行分布中的许多。在这封信中，我们推导出当所需信道经历$κ$ - $μ$阴影衰落时的覆盖概率。使用数值模拟，我们验证我们的解析表达式。
2016-10-24 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
Joint Uplink and Downlink Relay Selection in Cooperative Cellular Networks
本文研究了协作蜂窝网络中的中继选择技术，其中用户终端充当移动中继，以帮助基站（BS）和移动台（MS）之间的通信。本文提出了一种新的中继选择方案，称为联合上行链路和下行链路中继选择（JUDRS）。具体来说，我们概括了JUDRS在两个关键方面：（i）中继联合选择上行链路和下行链路，使中继选择开销可以减少，（ii）我们考虑到最小化加权总的能量消耗MS，中继和BS通过考虑信道质量和业务负载条件的上行链路和下行链路。从信息论的角度分析了分集-复用的折衷关系，结果表明该方案在网络中协作终端的数量上实现了全空间分集。数值结果表明，与已有的最佳差信道选择算法和最佳谐波均值选择算法相比，该算法具有显著的能量效率增益。
2010-09-01 cs.IT math.IT
Distributed Power Control in Downlink Cellular Massive MIMO Systems
本文比较了集中式和分布式方法来解决多小区大规模多输入多输出（MIMO）系统下行链路中具有服务质量（QoS）约束的功率最小化问题。特别是，我们研究的计算复杂性，基站（BS）之间需要交换的参数的数量，和迭代实现的收敛性。尽管基于对偶分解的分布式实现（其仅需要每个BS处的统计信道知识）通常在几次迭代之后收敛到全局最优，但是需要交换许多参数以达到收敛。
2018-02-20 cs.IT math.IT
Can Uplink Transmissions Survive in Full-duplex Cellular Environments?
带内全双工（FD）通信被认为是第五代（5G）蜂窝网络将采用的潜在候选。FD通信使得整个频谱可由上行链路和下行链路同时访问，并且因此被乐观地提升为传输速率的两倍。虽然这对于单个通信链路是正确的，但是交叉模式干扰（即，上行链路和下行链路之间的干扰）可能会减小全带宽增益。本文研究了FD操作在大规模蜂窝网络与真实的基站（BS）的位置和3GPP传播环境。结果表明，由于来自BS的压倒性的跨模式干扰，上行链路是FD操作的瓶颈。以FD方式在公共信道集上操作上行链路和下行链路提高了下行链路速率，但显著降低了上行链路速率（超过1000倍）。因此，我们提出了$α$双工方案，通过可调的部分重叠的上行链路和下行链路信道之间的上行链路和下行链路速率之间的权衡。$α$双工方案可以在上行链路和下行链路速率中的每一个中提供同时的$30\%$改进。为此，我们讨论了向后兼容的$α$双工方案与半双工用户终端。最后，我们指出了未来的研究方向，FD使蜂窝网络。
2016-04-09 cs.IT math.IT
Uplink Downlink Rate Balancing in Cooperating Cellular Networks
本文量化协作蜂窝网络中CSI反馈导致的上下行容量权衡，分析有限与无限网络下反馈速率和下行速率的交换比及缩放规律。
2015-07-14 cs.IT math.IT
Complexity Analysis of Joint Subcarrier and Power Allocation for the Cellular Downlink OFDMA System
考虑蜂窝下行链路正交频分多址（OFDMA）系统，其中单个发射机在多个离散子载波上向多个接收机发送信号。为了适应快速的信道波动，发射机应该能够动态地分配子载波和功率资源。假设完美的信道知识，我们制定的联合子载波和功率分配问题的两个优化问题：第一个是最小化的总发射功率受服务质量约束，第二个是最大化的系统效用函数受功率预算约束。在这封信中，我们表明，联合子载波和功率分配问题的上述配方一般是NP-困难的。我们还确定了几个子类的问题是多项式时间可解的。
2014-08-25 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
Nearly Optimal Resource Allocation for Downlink OFDMA in 2-D Cellular Networks
在本文中，我们提出了一个资源分配算法扇区化的二维（2-D）OFDMA蜂窝网络的下行链路假设统计信道状态信息（CSI）和分数频率复用。所提出的算法可以实现在一个分布式的方式，而不需要任何中央控制单元。在快衰落瑞利信道和高斯分布多小区干扰的条件下分析了其性能。我们表明，这种简单算法的发射功率往往随着用户数量增长到无穷大而达到与满足所有用户速率要求所需的最小功率相同的极限，即，所提出的资源分配算法是渐近最优的。作为这种渐近分析的副产品，我们表征的重用因子的相关值，仅取决于网络的平均状态。
2010-09-12 cs.IT math.IT
Downlink Coverage Probability in a Cellular Network with Ginibre Deployed Base Stations and Nakagami-m Fading Channels
近年来，空间随机模型的基础上决定点过程（DPP）的蜂窝无线网络的分析研究作为有前途的模型。实际上，DPP可以表达在真实蜂窝网络中观察到的宏基站（BS）配置的排斥性质，并且具有许多期望的数学性质来分析网络性能。然而，几乎所有基于DPP的模型上的先前工作都假设瑞利衰落，而基于泊松点过程的空间模型已经被开发为允许衰落/阴影传播效应的任意分布。为了使基于DPP的模型更有前途，必须将其扩展到允许非瑞利传播效应。在本文中，我们提出了下行链路蜂窝网络模型，其中的BS部署根据Ginibre点过程，这是一个主要的例子的DPPs，在Nakagami-m衰落。对于所提出的模型，我们推导出一个数值计算的覆盖概率的形式，并揭示了它的一些性质的数值和理论。
2015-03-18 cs.IT math.IT
Stochastic Geometry Analysis of Normalized SNR-Based Scheduling in Downlink Cellular Networks
通过将基站和用户的位置建模为两个独立的Poison点过程，推导了下行蜂窝网络中基于归一化信噪比调度的覆盖概率和平均数据率.调度器选择具有由短期平均SNR归一化的最大瞬时SNR的用户。在归一化SNR调度中，当期望信号经历瑞利衰落时，覆盖概率由干扰的概率密度函数的一系列拉普拉斯变换给出。此外，封闭形式的表达的覆盖概率近似实现。结果表明，归一化SNR调度由于多用户分集增益而增加了覆盖概率。
2017-03-29 cs.IT math.IT
Downlink Power Control for Massive MIMO Cellular Systems with Optimal User Association
针对大规模MIMO（multiple-input multiple-output）下行链路蜂窝系统，研究了当每个用户由优化的基站子集服务时，系统的总发射功率消耗最小的问题。我们推导出一个下界的遍历频谱效率（SE）的瑞利衰落信道和最大比传输（MRT）时，基站合作使用非相干联合传输。我们解决了联合用户关联和下行链路发射功率最小化问题，在固定的SE约束。此外，我们解决了一个最大最小的公平性问题，用户特定的权重，最大限度地提高用户之间的最差SE。推导了不同于最大信噪比（max-SNR）关联的最优BS-用户关联规则。仿真结果表明，所提出的方法可以为用户提供比小规模系统更低的发射功率，并且最优用户关联可以在需要时有效地平衡基站之间的负载。
2016-07-07 cs.IT math.IT
Joint Uplink and Downlink Coverage Analysis of Cellular-based RF-powered IoT Network
环境射频（RF）能量收集由于其普遍性和成本效益，已成为大规模物联网（IoT）生态系统中为小型设备和传感器供电的有前途的解决方案。在本文中，我们研究了基于蜂窝的环境RF能量收集物联网的联合上行链路和下行链路覆盖，其中蜂窝网络被假设为RF能量的唯一来源。我们考虑用于功率和信息传输的基于时分的方法，其中每个时隙被划分为三个子时隙：（i）充电子时隙，在该充电子时隙期间，蜂窝基站（BS）充当IoT设备的RF充电器，IoT设备然后使用在该子时隙中收集的能量用于在剩余的两个子时隙期间的信息发送和/或接收，（ii）下行链路子时隙，在该下行链路子时隙期间，IoT设备从相关联的BS接收信息，以及（iii）上行链路子时隙，在该上行链路子时隙期间，IoT设备向相关联的BS发送信息。对于该设置，我们表征联合覆盖概率，其是典型设备在给定时隙中收获足够能量并且相对于其相关联BS在上行链路和下行链路信号干扰噪声比（SINR）覆盖下的事件的联合概率。该度量显著地概括了关于能量收集通信的现有技术，该现有技术通常分别集中于下行链路或上行链路覆盖。关键的技术挑战在于处理在充电子时隙中收集的能量的量与下行链路和上行链路子时隙中的信息信号质量（SINR）之间的相关性。主导的BS为基础的方法来获得紧密的近似，这个联合覆盖概率。还提供了几个系统设计见解，包括与定期供电的物联网网络的比较和吞吐量最佳时隙划分。
2017-05-18 cs.IT math.IT
Zero-Outage Cellular Downlink with Fixed-Rate D2D Underlay
无线蜂窝系统中的两个新兴趋势是设备到设备（D2D）和机器到机器（M2M）通信。D2D使得能够有效地重用许可频谱以支持本地化传输，而M2M连接通常以固定和低传输速率为特征。在上行链路M2M业务最终被递送到基站（BS）之前，D2D连接可以有助于上行链路M2M业务到更有能力的蜂窝设备的本地化聚合。在本文中，我们示出了固定的M2M速率是与另一个\emph{downlink}蜂窝传输同时发生的高效机器类型D2D同步操作的使能器。在所考虑的情形中，BS $B$向用户$U$发送，同时存在附接到$U$的$N_M$机器类型设备（MTD），所有MTD同时向$U$发送并且每个MTD使用相同的速率$R_M$。当假设$B$知道信道$B-U$，但不知道从MTD到$U$的干扰信道时，我们证明存在总是可以由$U$解码的正下行链路速率，导致下行链路信号的零中断。这是多址接入信道和固定速率$R_M$的特征的相当令人惊讶的结果。我们还考虑了一个更简单的情况下，单用户解码器在$U$连续干扰消除。然而，对于单用户解码器，仅当$N_M=1$时存在正的零中断率，并且当$N_M>1$时为零。这意味着联合解码有助于实现固定速率的OFDM操作。
2014-12-30 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
Statistical Intercell Interference Modeling for Capacity-Coverage Tradeoff Analysis in Downlink Cellular Networks
干扰影响蜂窝网络中容量和覆盖之间的相互作用。然而，干扰是不确定的，并且取决于各种系统和信道参数，包括用户调度、频率重用和衰落变化。我们提出了一种分析方法，用于建模在蜂窝网络的下行链路中的小区间干扰的分布作为通用衰落信道模型和各种调度方案的函数。我们证明了有用的推导出的表达式，在计算基于位置和平均的数据率，除了捕获实际的小区容量和覆盖范围之间的权衡在下行链路蜂窝网络。
2014-06-04 cs.IT math.IT math.ST
Efficient Linear Precoding in Downlink Cooperative Cellular Networks with Soft Interference Nulling
提出了一种简单的线路网络模型来研究下行蜂窝网络。在没有基站协作的情况下，系统是干扰受限的。当允许基站联合编码用户信号时，干扰限制被克服，但是实现容量的脏纸编码方案对于实际实现来说可能太复杂。提出了一种新的线性预编码技术--软干扰置零（SIN）技术，该技术在全网络协调下至少具有迫零（ZF）波束成形的性能。与ZF不同，SIN允许干扰的可能性，但过度惩罚干扰。通过求解凸优化问题来计算SIN预编码器，并将该公式扩展到多天线信道。SIN可以应用时，只有有限数量的基站合作，它表明，SIN下部分网络协调可以优于全网络协调ZF在中等信噪比。
2009-09-24 cs.IT math.IT
A New Analysis of the DS-CDMA Cellular Downlink Under Spatial Constraints
直接序列码分多址（DS-CDMA）蜂窝下行链路是由一个约束随机空间模型，涉及一个固定数量的基站放置在一个有限的区域与最小的分离建模。该分析是由一个新的封闭形式的表达式在每个移动的条件中断概率，其中的条件是相对于网络实现。该分析具有灵活的信道模型，占路径损耗，Nakagami衰落和阴影。通过生成多个随机网络并应用给定的资源分配策略，获得提供给每个用户的速率的分布。除了确定平均速率之外，该分析还可以确定网络的传输容量，并且可以根据实现指定速率的用户的比例来表征公平性。分析是用来比较一个速率控制政策对功率控制政策和调查的最小基站间隔的影响。
2012-10-13 cs.IT math.IT
Signal and Interference Leakage Minimization in MIMO Uplink-Downlink Cellular Networks
在基站（BS）和MIMO蜂窝系统的用户处的空间域中的线性处理使得能够控制小区间和小区间干扰。已经提出了许多迭代算法，其允许BS和用户仅基于本地信道状态信息经由消息交换以分布式方式计算发送侧和接收侧线性处理器。在本文中，提出了一种新的这样的策略，需要交换的酉矩阵之间的BS和用户。具体地说，集中在一个一般的上行链路和下行链路操作的细胞，线性处理器的设计获得的交替优化解决方案的问题，最小化的加权和的下行链路和上行链路小区间干扰功率和泄漏的信号功率在空间正交的接收子空间。对于下行链路操作的小区，通过最小均方误差（MMSE）或迫零（ZF）预编码来处理小区内干扰，对于上行链路操作的小区，通过联合解码来处理。数值结果验证了所提出的技术相对于现有的类似技术，只占干扰功率的优化的优势。
2014-08-22 cs.IT math.IT
Resource Management and Cell Planning in Millimeter-Wave Overlaid Ultra-Dense Cellular Networks
本文提出了一种利用毫米波（mmWave）和超密集基站（BS）的蜂窝网络，以实现下行平均速率的深远5G目标。然而，毫米波覆盖网络由于在移动用户处的实现困难而导致其充足的数据率仅适用于下行链路传输的缺陷，从而导致上行链路和下行链路速率之间的巨大差异。因此，我们把我们的注意力不仅要最大化下行链路速率，而且要确保最小的上行链路速率。为此，我们首先推导出毫米波覆盖的超密集蜂窝网络频谱效率的上行链路和下行链路的情况下，在封闭的形式，通过使用随机几何通过下界近似。在实际场景中，所提出的网络的这种易处理的结果揭示了现有微波（$μ$ Wave）蜂窝资源应该主要专用于上行链路传输，以便与毫米波下行链路速率改进相对应。此外，经由$μ$ Wave BS致密化来增加上行链路速率不能单独应对毫米波下行链路/上行链路速率不对称，并且因此在5G蜂窝网络中需要额外的$μ$ Wave频谱。
2015-04-20 cs.IT cs.NI 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
Rate Statistics in Cellular Downlink: A Per-User Analysis of Rateless Coded Transmission
在这封信中，我们专注于无比率编码的自适应传输在蜂窝下行链路。基于BS位置的随机几何模型，我们评估速率的元分布，即，以点过程为条件的速率分布。每用户速率的分布的准确近似提出，并清楚地表明，提供了一个很好的匹配的仿真结果。我们说明了由于物理层无速率编码相对于固定速率自适应调制和编码的每用户速率的增益。
2020-06-12 cs.IT eess.SP math.IT
Downlink Coordinated Multi-Point with Overhead Modeling in Heterogeneous Cellular Networks
协作多点（CoMP）通信对于异构蜂窝网络（HCN）来说是有吸引力的，以减少干扰。然而，先前的CoMP方法在HCN中面临两个主要障碍。首先，它们通常忽略小区间开销消息传递延迟，尽管它导致不可降低的性能界限。其次，他们考虑了基站位置的网格或Wyner模型，这不适合于众多且随机的HCN BS位置。即使对于没有重叠的小小区的常规宏小区网络，SINR结果在网格模型中也不容易处理，在Wyner模型中也不准确。为了克服这些障碍，我们开发了一种新的分析框架，其中包括开销延迟的影响，在HCN的CoMP评估。该框架可用于一类没有用户数据共享的CoMP方案。作为一个例子，我们将其应用到下行链路CoMP迫零波束成形（ZFBF），并看到显着的分歧从以前的工作。例如，我们表明，CoMP ZFBF不增加吞吐量时，开销信道延迟大于60%的信道相干时间。我们还发现，在大多数情况下，仅与一个其他小区协调几乎是下行链路CoMP ZFBF的最佳选择。
2012-10-19 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
Downlink Performance Analysis for a Generalized Shotgun Cellular System
在本文中，我们分析了信号干扰加噪声比（SINR）的性能在移动台（MS）在一个随机蜂窝网络。蜂窝网络是由位于一维、二维或三维空间中的基站按照可能非齐次的泊松点过程形成的，这是所谓的鸟枪蜂窝系统的推广。我们开发了一个序列的SCS的等价关系，并使用它们来获得半解析表达式的覆盖概率在MS时，从每个BS的传输可能会受到随机衰落与任意分布以及衰减以下任意路径损耗模型。对于齐次泊松点过程中的干扰有限的情况下，幂律路径损耗模型，我们表明，SINR分布是相同的所有衰落分布，是不是一个函数的基站密度。此外，还讨论了随机发射功率、功率控制、多信道复用组对下行链路性能的影响。为分析SINR而开发的技术具有超出蜂窝网络的应用，并且可以用于认知无线电网络、毫微微蜂窝网络和其他异构和多层网络的类似研究。
2012-12-13 cs.IT 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
Physical Layer Security in Downlink Multi-Antenna Cellular Networks
在本文中，我们研究了蜂窝网络的下行链路的物理层安全性，其中传输到每个移动用户的机密消息可以被（i）在同一小区中的其他用户和（ii）在其他小区中的用户窃听。基站和移动用户的位置被建模为两个独立的二维泊松点过程。使用所提出的模型，我们分析了正则化信道逆（RCI）预编码实现的保密率进行大系统分析，结合随机几何和随机矩阵理论的工具。我们得到近似的保密中断的概率和平均保密率，并表征制度，RCI预编码实现非零保密率。我们发现，不同于孤立的细胞，在蜂窝网络中的保密率不单调增长的发射功率，和网络往往是在保密中断，如果发射功率增长无界。此外，我们表明，有一个最佳的值的基站部署密度，最大化的保密率，这个值是一个信号噪声比的递减函数。
2013-07-27 cs.IT math.IT
Demo: Non-classic Interference Alignment for Downlink Cellular Networks
我们的演示旨在证明最近提出的干扰管理方案的概念，该方案在没有复杂协调的情况下减少下行链路中的小区间干扰，称为非经典干扰对齐（IA）方案。我们假设一个主基站（BS）需要服务三个用户设备（UE）而另一个BS正在引起干扰的情况。主要目标是构建对准方案;即，每个UE估计主信道系数和受干扰信道系数，计算由干扰BS丢弃的最佳无干扰方向，并将它们反馈给主BS，主BS进而应用调度以选择最佳的无小区间干扰方向。一旦该方案被建立，我们就能够测量下行干扰信道的总容量。我们运行该计划在CorteXlab;位于法国里昂的一个控制硬件设施，具有远程可编程无线电和多节点处理能力，我们说明了不同的信道实现可实现的容量增益。
2015-11-04 cs.IT math.IT
Downlink coverage probability in cellular networks with Poisson-Poisson cluster deployed base stations
Poisson-Poisson簇过程是一类具有吸引点模式的点过程。最近，PPCP被积极地研究用于异构蜂窝网络或设备到设备网络的建模和分析。然而，令人惊讶的是，据作者所知，对于具有根据PPCP部署的基站（BS）的蜂窝网络，在最基本的设置（例如单层、瑞利衰落和最近BS关联）内，没有以数值可计算形式的下行链路覆盖概率的精确推导。在本文中，我们考虑这个基本模型，并推导出一个数值计算的覆盖概率的形式。为了验证分析，我们比较了数值计算与蒙特卡罗模拟的结果，并确认良好的协议。
2018-03-16 cs.IT math.IT math.PR
Downlink Cellular Network Analysis with LOS/NLOS Propagation and Elevated Base Stations
在本文中，我们研究了密集蜂窝网络的下行链路性能与高架基站（BS）使用的信道模型，包括视线（LOS）/非视线（NLOS）传播在小规模和大规模衰落。模型LOS衰落与Nakagami- $m$衰落，我们提供了一个统一的框架，随机几何的基础上，包括最接近和最强的BS关联。我们的研究是特殊的两个距离相关的LOS/NLOS模型的实际利益。仅考虑LOS传播的影响，我们推导出封闭形式的表达式与Nakagami- $m$衰落的覆盖概率，最强的BS关联的性能是相同的瑞利衰落的情况下，而最接近的BS关联它单调增加的形状参数$m$。然后，专注于提高BS的效果，我们表明，网络致密化最终导致几乎普遍中断，即使是适度低BS密度：特别是，最大面积频谱效率是成正比的平方BS高度的倒数。
2017-03-03 cs.IT math.IT
On the Optimality of Treating Inter-Cell Interference as Noise: Downlink Cellular Networks and Uplink-Downlink Duality
我们认为在下行链路蜂窝网络中将小区间干扰视为噪声（多小区TIN）的信息论最优性。我们专注于模拟的高斯干扰广播信道（IBC），包括$K$相互干扰的高斯广播信道（BC），每一个由一个基站通信独立的消息，以任意数量的用户形成的情况。我们建立了一个新的IBC和它的双干扰多址接入信道（IMAC）之间的功率分配对偶，这需要相应的广义度的自由度区域，通过多小区TIN和功率控制（TINA区域）为两个网络是相同的。作为这种对偶的副产品，我们得到一个明确的表征IBC TINA区域从先前建立的表征IMAC TINA区域;并确定一个多细胞凸TIN制度，其中IBC TINA区域是一个多面体（因此凸），而不需要分时。然后，我们确定了一个较小的多细胞TIN制度，其中IBC TINA区域是最佳的和多细胞TIN实现IBC的整个容量区域，直到一个恒定的差距。这是通过导出用于IBC的新的基因辅助的外边界来实现的，该外边界揭示了在小区间干扰下在每个组成BC（或小区）中的用户之间保持的新颖的BC类型阶数，这进而不是由先前已知的BC类型阶数（即，降级的、较少噪声的和更有能力的阶数）所暗示的。我们为IBC识别的多小区TIN机制与先前为IMAC识别的对应多小区TIN机制一致，因此在GDOF（和近似容量）意义上建立了多小区TIN的全面上行链路-下行链路二元性。
2019-09-26 cs.IT math.IT
Impact of Underlaid Multi-antenna D2D on Cellular Downlink in Massive MIMO Systems
在本文中，我们考虑了一个大规模的多输入多输出（MIMO）下行链路系统下的多天线D2D用户设备（UE）的网络。每个D2D发射机（Tx）使用其所有天线来朝向其期望的D2D接收机对信息进行波束成形，该D2D接收机仅使用单个天线进行接收。虽然D2D Tx处的波束成形减少了对相邻蜂窝UE（CUE）的D2D干扰，但是由于大规模MIMO基站处的高度定向波束成形，蜂窝对D2D干扰也是可忽略的。对于以上提出的系统，我们分析CUE（$R^{c,d}$）的平均每用户频谱效率（SE）作为D2D区域频谱效率（ASE）的函数。我们的分析揭示，对于固定的D2D ASE（$R_0^{(d)}$）和固定数量的D2D天线（$N$），随着D2D Tx（$λ$）密度的增加，$R^{c,d}$增加（对于足够大的$λ$）并且接近基本极限$R_{\infty}^{c,d}$作为$λ\to \infty$。而且，$R_{\infty}^{c,d}$仅通过比率$\frac{R_{0}^{(d)}}{N-1}$依赖于$R_{0}^{(d)}$和$N$，即，对于给定的基本极限$R_{\infty}^{c,d}$，D2D ASE可以随着$N$的每次加倍而近似加倍。
2016-03-30 cs.IT math.IT
Energy Efficient Cooperative Strategies for Relay-Assisted Downlink Cellular Systems Part II: Practical Design
在一篇配套论文[1]中，我们提出了一种通用方法来评估认知在下行链路蜂窝系统中的影响，其中多个中继辅助基站的传输。这种方法是基于一种新的理论工具，它产生的传输方案，涉及速率分裂，叠加编码和干扰解码的网络与任何数量的中继和接收器。这第二部分集中在一个实际的网络设计的例子，其中一个基站发送到三个接收器的帮助下，两个中继节点。对于这个简单的网络，我们明确地评估中继认知的影响，并精确地描述了中继合作提供的总能耗和速率改进之间的权衡。这些封闭形式的表达式提供了重要的见解认知在较大的网络中的作用，并突出了有趣的干扰管理策略。我们还提出了一个数值模拟设置中，我们完全自动化的推导可达到的速率区域的一般中继辅助下行链路蜂窝网络。我们的模拟清楚地表明，在不同的信道条件和目标速率下的不协调的情况下，在中继合作策略提供的巨大优势。这些结果是通过考虑大量的传输策略，不同层次的中继认知和数值确定一个是最节能的。有限的计算复杂性的数值评估，使这种方法适用于大型网络的传输策略的优化。
2013-03-28 cs.IT math.IT
A sufficient condition for tail asymptotics of SIR distribution in downlink cellular networks
我们考虑单层下行链路蜂窝网络的空间随机模型，其中无线基站根据具有一般i.i.d.的欧氏平面上的一般平稳点过程进行部署。传播效应最近，Ganti & Haenggi（2016）考虑了相同的一般蜂窝网络模型，并且作为许多重要结果之一，导出了信号干扰比（SIR）分布的尾渐近性。然而，他们没有提到结果成立的任何条件。本文弥补了他们的结果的不足，给出了渐近结果成立的一个充分条件。我们进一步举例说明了满足这样一个充分条件的例子，并指出了相应的渐近结果的例子模型。我们还给出了一个违反充分条件的简单反例。
2016-03-15 cs.IT math.IT math.PR
Modeling Non-Uniform UE Distributions in Downlink Cellular Networks
最近的一种建模和分析下行链路蜂窝网络的方法是使用随机空间模型。假设用户设备（UE）分布是均匀的，则在位于原点的典型UE处执行分析。虽然这种对UE进行采样的方法提供了在UE位置上平均的统计数据，但是不可能分别对小区内部和小区边缘UE进行采样。这使得分析涉及UE的非均匀分布的部署场景的问题变得复杂，尤其是当UE和基站（BS）的位置是相关的时。为了促进这种分离，我们提出了一种新的易处理的方法，采样UE有条件地细化BS点过程，并表明所得到的框架可以用作一个易处理的生成模型来研究蜂窝网络与非均匀UE分布。
2012-12-23 cs.IT math.IT stat.AP
Heterogeneous Cellular Networks with Flexible Cell Association: A Comprehensive Downlink SINR Analysis
在本文中，我们开发了一个易于处理的框架，在下行链路异构蜂窝网络（HCN）的SINR分析灵活的小区关联政策。HCN被建模为多层蜂窝网络，其中每层的基站（BS）被随机地定位并且具有特定的发射功率、路径损耗指数、空间密度和朝向接纳移动用户的偏置。例如，与宏小区相比，微微小区通常将具有较低的发射功率、较高的路径损耗指数（较低的天线）、较高的空间密度（每个宏小区有许多微微小区）以及正偏置，使得积极鼓励宏小区用户使用负载较轻的微微小区。在本文中，我们隐含地假设所有的基站有完整的队列，未来的工作应该放松。对于该模型，我们推导出了典型用户在整个网络或某一层中的中断概率，它等价于下行链路SINR累积分布函数。结果是准确的所有信干噪比，和他们的表达式承认相当简单的封闭形式在一些似是而非的特殊情况下。我们还推导出典型用户的\emph{average ergodic rate}和\emph{minimum average user throughput} --每层中一个小区所支持的平均用户吞吐量中的最小值。我们观察到，无论是BS或层的数量改变中断概率或平均遍历率在干扰有限的满载HCN与无偏小区关联（无偏置），并观察偏置如何改变各种指标。
2011-07-19 cs.IT math.IT
Cell-Edge-Aware Precoding for Downlink Massive MIMO Cellular Networks
我们提出了一种小区边缘感知（CEA）迫零（ZF）预编码器，其利用由大量基站（BS）天线提供的多余空间自由度来抑制最脆弱的用户设备（UE）处的小区间干扰。我们评估的下行链路性能的CEA-ZF，以及传统的小区边缘不知道（CEU）ZF预编码器在网络中与随机基站拓扑结构。我们的分析和仿真表明，所提出的CEA-ZF预编码器在以下方面优于CEU-ZF预编码：（i）聚合每小区数据率，（ii）覆盖概率，以及（iii）95%可能性或边缘用户速率。特别地，当完美的信道状态信息和大量天线N在BS处可用时，我们证明了CEA-ZF和CEU-ZF下的中断概率分别衰减为1/N^2和1/N。这一结果表明CEA-ZF是大规模MIMO蜂窝网络的一种更有效的预编码方案。我们的框架还揭示了调度每个BS的UE的最佳数量的重要性，并确认了控制在信道估计阶段期间接收的导频污染量的必要性。
2016-10-11 cs.IT math.IT
The Impact of Antenna Height Difference on the Performance of Downlink Cellular Networks
能够显着减少小区的大小和提高空间复用，网络致密化被证明是最主要的方法来扩大网络容量之一。然而，由于可用频谱资源的稀缺性，网络基础设施的过度部署，蜂窝基站（BS）也会加强小区间干扰，从而反过来恶化系统性能。在这个帐户上，我们调查的下行链路蜂窝网络的用户覆盖概率（CP）和网络空间吞吐量（ST）方面的性能，旨在阐明网络致密化的限制。值得注意的是，它表明，CP和ST将退化，甚至减少到零时，BS密度是足够大的，提供的实际天线高度差（AHD）BS和用户之间的参与来表征路径损耗。此外，研究结果还表明，网络ST的增加是以CP的退化为代价的。因此，为了平衡用户和网络性能之间的权衡，我们进一步研究了临界密度，在该密度下，ST可以在CP约束下最大化。通过一个特殊的案例研究，得出临界密度与AHD的平方成反比。本文的研究结果对网络密集化在下一代无线网络中的应用具有一定的指导意义。
2017-07-03 cs.IT math.IT
A Comparative Study of Downlink MIMO Cellular Networks with Co-located and Distributed Base-Station Antennas
尽管人们普遍认为在蜂窝网络中通过在基站（BS）侧使用更多的天线可以实现实质性的容量增益，但是BS天线拓扑结构对容量缩放行为的影响却知之甚少。在本文中，我们提出了一个下行链路的单用户多输入多输出（MIMO）系统中，BS天线是共同位于中心或分组到均匀分布的天线簇在一个圆形小区的遍历容量的比较研究。通过假设BS天线的数量和用户天线的数量以固定比率$L\gg 1$趋于无穷大，渐近分析揭示了在这两种情况下的平均每天线容量随$L$而递增，但是对于共置和分布式BS天线布局，分别以$\log_2 L$和$\tfracα{2}\log_2 L$的数量级递增，其中$α>2$表示路径损耗因子。分析进一步扩展到多用户的情况下，其中一个1-tier（7-cell）MIMO蜂窝网络与$K\gg 1$均匀分布的用户在每个小区被认为是。通过假设BS天线的数量和用户天线的数量以固定比率$L\gg K$趋于无穷大，给出了在每个BS处采用块对角化（BD）的下行链路速率性能的渐近分析。它示出的平均每天线速率与共置和分布式BS天线布局的规模在$\log_2 \tfrac{L}{K}$和$\log_2 \frac{(L-K+1)^{α/2}}{K}$的顺序，分别。本文还讨论了小小区MIMO蜂窝网络的速率性能，指出了在下一代蜂窝网络中采用大量分布式基站天线的重要性。
2014-06-09 cs.IT math.IT
Close-Form Design of Antenna-Constrained Multi-Cell Multi-User Downlink Interference Alignment
本文研究了多小区多用户干扰网络中的下行信道。目标是提出封闭形式的设计，以获得自由度（DoF）在高信噪比区域的网络组成的基站（BS）作为发送器和移动台（MS）作为接收器。考虑到实际系统，BS和MS都具有有限的天线，使得干扰对齐的设计受到可行性条件的高度约束。设计的重点是从BS发送侧和MS接收侧两者探索子空间中的对准的潜在机会。新的IA计划蜂窝下行链路信道的因果动态过程的形式相反，传统的静态IA计划。对于不同的实现，从所有方面比较系统条件，包括天线使用、CSI开销和计算复杂性。本文的研究范围涵盖了多种典型的多小区多用户网络模型。第一种是$K$ -cell全连接蜂窝网络;第二种是具有两个相邻干扰链路的Wyner循环蜂窝网络;第三种是具有单个相邻干扰链路的Wyner循环蜂窝网络，分别考虑小区边缘和小区内部用户。
2012-11-18 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Downlink Cellular OFDMA Systems: Part I - Optimal Allocation
在这对文件（第一部分和第二部分在这个问题），我们调查的问题，在扇区化的两个小区的下行链路OFDMA系统受到多小区干扰的功率控制和子载波分配。如WiMAX所建议的，我们假设可用带宽的第一部分可能被不同的基站重用（并且因此受到多小区干扰），并且带宽的第二部分以正交方式在不同的基站之间共享（并且因此受到保护免受多小区干扰）。虽然多小区资源分配的问题在这种情况下是非凸的，我们在第一部分中提供的全球解决方案的一般形式。特别是，最佳的资源分配原来是“二进制”的意义上说，除了在每个小区中的最多一个非授权用户，任何用户接收数据，或者在重用的带宽或在受保护的带宽，但不是在这两个。最优资源分配的确定实质上归结为后一个最优位置的确定。
2009-08-28 cs.IT math.IT
Advanced Coordinated Beamforming for the Downlink of Future LTE Cellular Networks
传统频带中的现代蜂窝网络是众所周知的干扰受限的，特别是在城市地区，其中基站被部署在彼此非常接近的位置。长期演进（LTE）的最新版本结合了用于协调下行链路传输的特征，作为管理干扰的有效手段。最近的现场试验结果和理论研究的联合传输（JT）协调多点（CoMP）计划的性能显示，然而，他们的收益并不像最初预期的那样高，尽管大的协调开销。已知这些方案对协调基站之间的同步或信息交换中的缺陷以及不协调的干扰非常敏感。在这篇文章中，我们回顾了最近先进的协调波束成形（CB）方案作为替代方案，需要更少的开销比JT CoMP，同时在现实条件下实现良好的性能。通过规定，在越来越感兴趣的某些LTE场景中，不协调干扰构成了CoMP技术整体性能的主要因素，我们在此评估了现有技术CB对不协调干扰的弹性。我们还描述了这些技术如何利用当前蜂窝网络的最新规范，以及当我们考虑标准化反馈和协调时，它们如何执行。这使我们能够确定一些关键的障碍和研究方向，以解决LTE向移动通信的未来发展。
2016-04-15 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
Average Rate of Downlink Heterogeneous Cellular Networks over Generalized Fading Channels - A Stochastic Geometry Approach
本文介绍了一种计算下行异构蜂窝网络平均速率的分析框架。该框架利用最近的应用随机几何其他小区干扰建模和分析。异构蜂窝网络被建模为具有不同发射功率、密度、路径损耗指数、衰落参数和分布的多层基站（BS）的叠加，并且为了灵活的层关联而具有不等偏置。一个长期的平均最大偏置接收功率层关联被认为是。BS在每层中的位置被建模为独立的泊松点过程（PPP）的点。在这些假设下，我们引入了一种新的分析方法来评估的平均速率，它避免了覆盖概率（Pcov）的计算，只需要在探测移动终端的聚合干扰的矩生成函数（MGF）。我们的分析方法的区别在于提供了一个易于处理的和数值上有效的框架，适用于一般的衰落分布，包括复合衰落信道的小规模和中等规模的波动。此外，我们的方法可以有效地处理相关的对数正态阴影，而计算复杂性的增加很少。所提出的基于MGF的方法需要计算单个或两个数值积分，从而降低了基于Pcov的框架的复杂性，对于一般的衰落分布，这需要计算四重积分。
2013-04-22 cs.IT math.IT
A Comparison of MIMO Techniques in Downlink Millimeter Wave Cellular Networks with Hybrid Beamforming
在未来的毫米波（mmWave）蜂窝网络中将需要大型天线阵列，从而实现大量不同的可能天线架构和多输入多输出（MIMO）技术。仍然不清楚哪种MIMO技术作为不同网络参数的函数是最期望的。因此，本文比较了混合波束赋形使能的多用户（MU）MIMO和单用户空间复用（SM）与单用户模拟波束赋形（SU-BF）的覆盖范围和速率性能。针对MU-MIMO毫米波蜂窝网络，提出了一种用于覆盖和速率分析的随机几何模型，该模型考虑了混合模拟/数字预编码器和合并器的毫米波特定硬件约束，以及角域稀疏的阻塞相关信道模型。分析结果突出了多用户毫米波网络的覆盖范围，速率和功耗的权衡。在毫米波蜂窝网络中，由于发射机处的完美信道状态信息和轮询调度，MU-MIMO通常是比SM或SU-BF更好的选择。然而，这种观察忽略了由于信道获取或计算复杂性而引起的任何开销。考虑到这种开销的影响，我们的结果可以重新解释，以便量化MU-MIMO提供比SM或SU-BF更高速率的最小允许效率。
2016-03-02 cs.IT math.IT
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
Dynamic Joint Uplink and Downlink Optimization for Uplink and Downlink Decoupling-Enabled 5G Heterogeneous Networks
第五代（5G）移动网络中以用户为中心和个性化服务的概念鼓励诸如动态非对称上行链路/下行链路资源分配和小区到具有解耦上行链路和下行链路（DeUD）接入的用户的弹性关联的技术解决方案。在本文中，我们开发了一种联合上行链路和下行链路优化算法DeUD使能的无线网络的自适应联合上行链路和下行链路带宽分配和功率控制，在不同的链路关联策略。基于小区间干扰的一般模型，我们提出了一个三步优化算法，以联合优化的上行链路和下行链路的带宽分配和功率控制，使用固定点的方法为非线性运营商的单调性或不单调性，最大限度地提高每个链路的服务质量满意度的最低水平，受到一般类的资源（功率和带宽）的约束。我们提出的数值结果说明了在现实世界中的网络模拟器的理论研究结果，并显示我们的解决方案相比，传统的比例公平资源分配计划在耦合的上行链路和下行链路（CoUD）接入和新的链路关联计划在DeUD的优势。
2016-12-15 cs.IT math.IT
Limits on the Capacity of In-Band Full Duplex Communication in Uplink Cellular Networks
同时同信道发送和接收，被表示为带内全双工（FD）通信，已经被提升为用于提高蜂窝网络的频谱效率的有吸引力的解决方案。然而，除了自干扰问题之外，交叉模式干扰（即，在上行链路和下行链路之间）对蜂窝网络中FD通信的部署施加了主要障碍。更具体地，当与下行链路对应物相比时，由于上行链路有限的传输功率和可靠的操作，下行链路到上行链路干扰表示FD操作的性能瓶颈。虽然FD通信对下行链路性能的积极影响已在文献中得到证明，但其对上行链路传输的影响却被忽略。本文重点研究了FD蜂窝网络中下行干扰对上行传输的影响，以了解FD通信是否有利于上行传输，以及如果是，则适用于哪种类型的网络。为了量化预期的性能增益，我们推导出一个封闭的形式表达的最大可实现的上行链路容量在FD蜂窝网络。相反，下行链路的容量总是提高FD通信，我们的研究结果表明，上行链路的性能可能会提高或降低，这取决于相关的网络参数。特别是，我们表明，基站（BS）的强度有一个更突出的上行链路性能的影响比他们的发射功率。
2015-11-17 cs.IT cs.NI math.IT
Efficiency Analysis of Decoupled Downlink and Uplink Access in Heterogeneous Networks
分析了上下行接入解耦的两层异构蜂窝网络。上行链路/下行链路解耦的基本性能优势最近已经被引入。在这里，我们通过分析系统的频谱和能量效率来提供对解耦机制的更详细的处理，因为这两个特性的联合改进对于即将到来的5G系统至关重要。相反，一个同质的用户域的共同假设，我们分析了两层用户域，其发射功率完全取决于关联过程。推导出的联合关联概率和分布的服务基站的距离提供了更深入的了解与解耦接入系统的基本原理。严格的理论分析表明，下行链路和上行链路的解耦与两级上行链路功率自适应提高了系统的频谱和能量效率。
2014-12-04 cs.IT math.IT
Optimal Beamforming for MIMO Shared Relaying in Downlink Cellular Networks with ARQ
在本文中，我们研究了自动重传请求（ARQ）和半双工解码和转发共享中继的蜂窝网络的下行链路的性能。在该系统中，两个多输入多输出（MIMO）基站服务于两个单天线用户。MIMO共享中继将丢失的分组重传给目标用户。首先，我们研究了基站直接重传的系统，导出了系统中断概率的封闭表达式，证明了直接重传可以克服衰落，但不能克服干扰。在此之后，我们调用共享中继和设计的中继波束成形矩阵，使信号干扰噪声比（SINR）的改善，在中继功率约束的用户。当只有一个用户的传输失败的情况下，我们推导出一个封闭的形式解决方案的中继波束形成器。另一方面，当两个传输失败时，我们提出的波束形成问题作为一个序列的非凸可行性问题。我们使用半定松弛（SDR）将每个可行性问题转化为凸优化问题。我们确保秩一的解决方案，因此，在SDR中没有最优性的损失。仿真结果表明，所提出的中继波束形成策略相比，直接ARQ系统的中断概率的优越性能。
2016-10-10 cs.IT math.IT
Downlink Interference Alignment
我们开发了一种用于下行链路蜂窝系统的干扰对齐（IA）技术。在上行链路中，IA方案需要在不同小区的基站之间交换信道状态信息，但是我们的下行链路IA技术仅需要小区内的反馈。因此，所提出的方案可以通过对现有蜂窝系统的一些改变来实现，其中已经考虑了反馈机制（在小区内）用于支持多用户MIMO。我们提出的方案不仅可以实现很少的努力，它实际上可以提供大量的增益，特别是当干扰从一个占主导地位的干扰是显着强于剩余的干扰：它表明，在两个孤立的小区布局，我们的方案提供了四倍的增益吞吐量性能超过一个标准的多用户MIMO技术。我们通过模拟表明，我们的技术提供了可观的增益下一个更现实的情况：它提供了约20%的增益为19六边形环绕单元布局。此外，我们表明，我们的计划有可能提供大量的宏微微蜂窝网络的微微用户可以显着干扰附近的宏BS的增益。
2010-05-26 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
Analysis of Downlink and Uplink Decoupling in Dense Cellular Networks
解耦上行链路（UL）和下行链路（DL）是一种新的架构范例，其中DL和UL不被约束为与同一基站（BS）相关联。建立在这个范例，本论文的目标是提供较低的，虽然紧边界的遍历UL容量的去耦蜂窝网络。该分析是针对由宏BS和一组小小区（SC）组成的场景执行的，所述小小区的位置根据给定空间密度的泊松点过程随机选择。在此基础上，简单的封闭形式的表达式的界限被定义。所设计的界限被用来比较解耦的情况下与一组基准的情况下，即耦合的情况下，以及具有单个宏BS或只有SC的情况下的性能。这种比较提供了关于这种网络的行为和性能的有价值的见解，提供了作为到宏BS的距离和SC的密度的函数的遍历UL容量的更简单的表达式。这些表达式构成了对保证网络的服务质量（QoS）目标的最小致密化程度的简单指导，从而为网络运营商提供了具有重要实用价值和商业价值的有价值的工具。
2016-10-10 cs.IT math.IT
