Fair Stochastic Interference Orchestration with Cellular Throughput Boosted via Outband Sidelinks
时域小区间干扰协调（ICIC）被认为是实现高效和有效的超密集网络部署的主要驱动力。几乎空白子帧（ABS）作为ICIC的关键例子，最近已经被标准化，以实现高频谱效率。正如我们在这篇文章中所展示的，采用ABS意味着在具有异构小区覆盖和用户密度的多小区环境中有效的复杂性。尽管如此，ICIC和ABS并没有特别保证公平决定论。相反，我们分析表明，ABS与用于设备到设备（D2D）通信的带外副链路在未授权频段上的复合利用不仅可以降低操作ABS的复杂性，而且还可以导致意外高水平的公平性。基于分析，我们制定了一个凸优化问题，以随机作出ABS的决定，同时提供比例公平保证。我们的研究结果证明，与传统系统相比，ABS的随机编排在很大程度上提高了公平性，同时保留了用于中继的毫米波带外侧链路提供的显着吞吐量增益。
2018-09-25 cs.NI
Contention Based Proportional Fairness (CBPF) Transmission Scheme for Time Slotted Channel Hopping Networks
时隙信道跳变（TSCH）是IEEE802.15.4e标准中引入的媒体访问控制（MAC）协议，解决物联网（IoT）和低功率有损网络（LLN）的低功率要求。IEEE802.15.4e的6TiSCH操作子层（6top）定义了包括节点的休眠、发送和接收例程的调度。但是，标准中没有对进度计划的设计做出规定。在本文中，我们提出了一种基于竞争的比例公平（CBPF）传输方案TSCH网络，以最大限度地提高系统吞吐量解决公平分配资源的节点。我们提出了一个基于凸规划的方法来实现公平性和吞吐量的目标。我们模型TSCH MAC作为一个多信道时隙ALOHA和分析它的时间表给出的6顶层。性能指标，如吞吐量，延迟和能量消耗每成功的传输推导和验证通过模拟。所提出的CBPF传输方案已在物联网实验室公共测试平台中实现，以评估其性能并与现有的调度算法进行比较。
2021-12-14 cs.NI
On the Throughput Allocation for Proportional Fairness in Multirate IEEE 802.11 DCF under General Load Conditions
本文提出了一种改进的比例公平（PF）标准，适用于减轻\textit{rate anomaly}问题的多速率IEEE 802.11无线局域网采用强制分布式协调功能（DCF）选项。与广泛采用的饱和网络的假设相比，所提出的准则可以应用于一般网络，其中竞争站的特征在于特定的分组到达速率，$λ_s$，和传输速率$R_d^{s}$。所提出的算法的吞吐量分配是能够大大增加的DCF的总吞吐量，同时确保公平水平之间的站的相同顺序的那些与经典的PF标准。简单地说，每个站被分配取决于其分组速率的适当归一化的吞吐量，该分组速率在某种程度上测量站试图获得对信道的接入的频率。一些示例场景的仿真结果，证实了所提出的标准的有效性。
2008-03-13 cs.NI
Fair Scheduling Policies Exploiting Multiuser Diversity in Cellular Systems with Device-to-Device Communications
我们考虑支持设备到设备通信（D2D）的蜂窝网络中的资源分配问题。对于仅通过正交资源共享实现D2D的系统，我们提出并分析了两种资源分配策略，该策略保证所有用户之间的接入公平性，同时利用多用户分集和本地D2D通信，以提供对现有仅蜂窝策略的显著改进。第一策略，蜂窝公平调度（CFS）策略，提供对现有蜂窝系统的最简单的D2D扩展，而第二策略，D2D公平调度（DFS）策略，利用来自正交共享设置下的D2D使能系统的最大性能。对于甚至更高的频谱效率，具有D2D的蜂窝系统可以为多于一个D2D对调度相同的频率资源。在这种非正交共享环境下，我们提出了一种新的组调度策略，组公平调度（GFS）的政策，利用空间频率复用和多用户分集，以提供显着的改善系统性能与完美的公平性之间的用户，无论他们是蜂窝或D2D用户。
2015-03-29 cs.IT cs.NI math.IT
A Novel Proportional Fairness Criterion for Throughput Allocation in Multirate IEEE 802.11
本文重点介绍了多速率IEEE 802.11无线局域网采用强制性的分布式协调功能（DCF）的选项。其目标有三个方面。从Malone \textit{et.al.}提出的用于描述IEEE 802.11协议在媒体接入控制层行为的多维马尔可夫状态转移模型出发，提出了一种扩展模型，该模型考虑了由于信道差错导致的分组传输失败。第二，它建立了由$N$站构成的网络的条件，每个站以其自己的比特率$R^{(s)}_d$和分组速率$λ_s$进行发送，在该条件下，可以假设该网络被加载。最后，它提出了一个修改的比例公平（PF）标准，适用于减轻\textit{rate anomaly}问题的多速率加载IEEE 802.11无线局域网，采用强制DCF选项。与目前广泛采用的饱和网络假设相比，该公平性准则适用于一般负载网络。所提出的算法的吞吐量分配是能够大大增加总吞吐量的DCF，同时确保公平性水平之间的站的相同的顺序，由经典的PF标准所保证的。一些示例场景的仿真结果，证实了所提出的标准优化吞吐量分配的有效性。
2008-09-05 cs.NI
Distributed Resource Allocation for Proportional Fairness in Multi-Band Wireless Systems
在多频带多小区自组织无线系统（诸如多信道Wi-Fi网络、3G/4G蜂窝网络中的毫微微/微微小区以及TV空白空间上的更近的无线网络）中的挑战性问题是分布式资源分配。这涉及四个组件：通道选择、客户端关联、通道访问和客户端调度。在本文中，我们提出了一个统一的框架，共同解决的四个组件与全球系统的目标，最大限度地提高客户端的吞吐量按比例公平的方式。我们的配方允许一个自然的问题分解成两个子部分。我们表明，第一部分，涉及信道接入和客户端调度，是凸的，并得出一个分布式的适应过程，实现帕累托最优解。对于第二部分，涉及信道选择和客户端关联，我们开发了一个吉布斯采样器为基础的方法，局部适应，以实现全球目标，以及从中获得快速贪心算法，实现良好的解决方案。
2011-02-13 cs.NI
QoS-Aware Proportional Fairness Scheduling for Multi-Flow 5G UEs: A Smart Factory Perspective
针对智能工厂单UE多QoS流仿真不足的问题，本文扩展Simu5G支持QFI级建模并提出QoS-PF调度器，在真实工业场景中提升了截止时间遵守率与公平性且不影响吞吐量。
2025-08-29 cs.NI
Enhanced Cluster Computing Performance Through Proportional Fairness
集群计算的性能取决于并发作业如何共享多个数据中心资源类型，如CPU，RAM和磁盘存储。最近的研究讨论了效率和公平性的要求，并确定了一些理想的调度目标，包括所谓的主导资源公平性（DRF）。我们认为，比例公平（PF），长期以来被认为是一个理想的目标，在正在进行的流量之间共享网络带宽，是更可取的DRF。PF的优越性是显而易见的现实建模假设下，人口的工作进展是一个随机过程。在随机业务中，DRF的防策略属性证明是不重要的，而PF的分析和仿真表明，提供了一个显着更好的效率公平的权衡。
2014-04-08 cs.DC cs.NI cs.PF
Quantum Machine Learning for Secure Cooperative Multi-Layer Edge AI with Proportional Fairness
School of Computing and Information Technology, University of Wollongong（计算机与信息科技学院，沃林戈恩大学）
本文提出一种通信高效的事件触发协作边缘AI推理框架，将双阈值提前退出策略扩展到多设备场景并引入比例公平约束，通过交替优化与Benders分解求解联合优化问题，实验证明其显著提升系统性能与资源分配公平性。
2025-07-20 cs.LG cs.NI
TDMA Achieves the Optimal Diversity Gain in Relay-Assisted Cellular Networks
在多址无线网络中，传输调度是决定无线频谱分配效率和公平性的关键环节。在一个极端，贪婪的机会调度，分配空中时间的用户具有最大的瞬时信道增益实现最佳的频谱效率和传输可靠性，但最差的用户级公平性。在另一个极端，固定TDMA调度实现了最公平的空中时间分配，但最低的频谱效率和传输可靠性。为了平衡这两个相互竞争的目标，大量的研究工作已经花费在设计机会调度方案，达到一定的折衷点之间的两个极端。在本文中，与传统的智慧相比，我们发现，在中继辅助蜂窝网络，固定TDMA实现了相同的最佳分集增益贪婪的机会调度。此外，通过将非常有限的机会主义，一个简单的松弛TDMA方案渐近实现相同的最佳系统可靠性的中断概率贪婪的机会主义调度。这揭示了一个令人惊讶的事实：在中继辅助系统中，传输可靠性和用户公平性不再相互矛盾。它们都可以通过简单的TDMA方案来实现。对于实际的实现，我们进一步提出了一个完全分布式的算法来实现松弛TDMA方案。我们的研究结果可以在下一代无线通信系统的中继架构，如LTE高级和WiMAX的设计中找到应用。
2011-07-27 cs.NI
Energy-based Proportional Fairness in Cooperative Edge Computing
本文提出一种基于能量的比例公平框架，通过动态分支定界Benders分解算法解决边缘计算中的任务卸载与资源分配问题，在保证用户服务需求和能量水平的同时最大化用户间的比例公平性。
2023-09-11 cs.NI
The Society Spectrum: Self-Regulation of Cellular Network Markets
当今的蜂窝电信市场需要监管机构的持续监测和干预，以平衡各利益攸关方的利益。为了减少监管机构对移动运营商日常业务的干预程度，本文提出了一种称为“社会频谱”的“自我监管”频谱市场机制。这一制度提供了市场固有的利益相关者权力的自动自我平衡，同时提供了一系列协调和公平保证功能，将其与“频谱作为公地”的解决方案明确区分开来。本文件将介绍基本的监管设计，并将阐述确保利益攸关方和个人之间公平的机制。这项工作进一步将社会频谱纳入当代无线电接入技术和认知无线电方法的背景下。
2015-07-08 cs.CY cs.NI
Optimal Downlink Power Allocation in Cellular Networks
在本文中，我们介绍了一种新的方法在蜂窝网络中的功率分配。在我们的模型中，我们使用S形效用函数来表示不同用户的调制方案。每个效用函数是当使用特定调制方案时，用户消耗的每单位功率成功发送分组的概率的表示。我们考虑功率分配与效用比例公平性政策，其中用户之间的公平性是在效用百分比，即成功发送的数据包的相应调制方案的百分比。我们制定我们的网络效用最大化问题作为所有用户的效用的产品，并证明我们的功率分配优化问题是凸的，因此最优解是易处理的。我们提出了一种分布式算法，以分配基站（BS）的功率最优优先级给用户运行较低的调制方案，同时确保非零功率分配给用户运行较高的调制方案。我们的算法可以防止功率分配过程中的波动，并且能够进行流量和调制相关定价，即部分地根据不同用户的调制方案和BS处可用的总功率，对来自不同用户的每单位功率收取不同的价格。这用于使流量变平并降低用户的服务价格。
2015-10-06 cs.NI
Throughput Analysis of Proportional Fair Scheduling For Sparse and Ultra-Dense Interference-Limited OFDMA/LTE Networks
当前蜂窝网络中的各种系统任务（如干扰协调、切换决策、准入控制等）需要精确的中期（跨越几秒）性能模型。由于在基站处的信道相关调度，这些性能模型不容易获得。此外，LTE蜂窝系统是干扰受限的，因此，干扰建模的方式对于准确性至关重要。在本文中，我们提出了一个封闭形式的分析性能模型，在OFDMA/LTE网络中的比例公平调度。该模型考虑了精确的SINR分布。我们完善我们的模型，统一调制和编码，适用于LTE网络。此外，分析分析也扩展到可能发生在第五代蜂窝网络的超密集部署。由此产生的分析性能模型进行了验证，考虑到现实的网络部署的模拟。与相关工作相比，我们的模型表现出显着更高的精度为长期的吞吐量估计。
2016-01-27 cs.NI
An Optimal Resource Allocation with Frequency Reuse in Cellular Networks
在本文中，我们介绍了一种新的方法，最佳的资源分配与频率复用的用户在蜂窝网络中的弹性和非弹性业务。在我们的模型中，我们表示用户的应用程序运行在不同的用户设备（UE）的对数和sigmoid效用函数。我们应用效用比例公平分配策略，即资源分配在用户之间的公平性在每个移动台上运行的应用程序的效用百分比。我们的目标是从一个多小区网络中最优地分配蜂窝系统资源给移动用户。在我们的模型中，一个最低的服务质量（QoS）是保证每一个用户订阅的移动服务的优先级给予用户的实时应用程序。我们证明了新的频率复用资源分配优化问题是凸的，因此最优解是易处理的。本文提出了一种分布式的资源优化分配算法，从移动性管理实体（MME）到基站（BS）的扇区。最后，我们提出了我们的速率分配算法的性能的仿真结果。
2015-10-18 cs.NI
Proportional Fair Rate Allocation for Private Shared Networks
在本文中，我们认为公平的隐私共享网络的流量分析攻击的窃听者。我们开始研究的隐私，吞吐量和延迟之间的联合权衡，在这样一个共享网络的效用公平性问题，并推导出比例公平速率分配网络的流量受隐私约束和延迟的最后期限。
2016-03-04 cs.NI
Joint Proportional Fairness Scheduling Using Iterative Search for mmWave Concurrent Transmission
毫米波（mmWave）将在不久的将来面对日益增长的巨大数据速率需求时作为5G候选者发挥重要作用。传统的毫米波标准IEEE 802.11ad考虑在无线局域网（WLAN）中仅建立一个毫米波链路以提供多Gbps的数据速率。但是，毫米波具有脆弱的信道，这阻碍了它提供这样的速率。因此，有必要通过在5G网络中部署多个毫米波接入点（AP）来同时建立多个毫米波链路。不幸的是，在没有对毫米波并发传输进行任何修改的情况下应用常规标准阻碍了毫米波AP选择最佳毫米波并发链路。因为IEEE 802.11ad标准使用具有最大接收功率的链路将用户设备（UE）与毫米波AP相关联，而不考虑同时链路之间的相互干扰。本文提出了一种建立最优毫米波并发传输链路的联合比例公平调度（JPFS）优化问题。并且，为了找到这个非多项式（NP）时间问题的解决方案，我们使用穷举搜索（ES）计划。数值仿真证明了ES方案对提高系统性能的有效性。
2022-07-21 cs.NI eess.SP
Adaptive Subcarrier and Bit Allocation for Downlink OFDMA System with Proportional Fairness
研究了OFDMA系统中的自适应子载波和比特分配算法。为了最小化总发射功率，我们提出了一种新的基于信道状态信息（CSI）和质量状态信息（QSI）的自适应子载波和比特分配算法。提出了一种分别进行子载波分配和比特加载的次优方法。结果表明，该算法具有较低的复杂度，与其他常规算法相比，获得了一个近最优解。我们将研究的问题，找到一个最佳的子载波和功率分配策略的下行链路通信多个用户在基于OFDMA的无线系统。假设所有用户的瞬时信道增益的知识，我们提出了一种多用户OFDMA子载波，和比特分配算法，以最小化总发射功率。这是通过为每个用户分配一组子载波并确定每个子载波的比特数和发射功率电平来完成的。其目标是最小化整个网络上的总发射功率，以满足应用层和物理层。我们制定这个问题作为一个约束优化问题，并提出集中式算法。仿真结果将表明，我们的方法的结果在一个有效的分配的子载波和发射机的功率电平方面所需的能量传输每个比特的信息，以解决这一需要，我们还提出了一个比特加载算法分配子载波和比特，以满足速率要求的链路。
2011-11-09 cs.NI
Robust Resource Allocation with Joint Carrier Aggregation for Multi-Carrier Cellular Networks
在本文中，我们提出了一种新的方法，强大的最优资源分配与联合载波聚合，以分配多个载波资源之间的用户与弹性和非弹性业务在蜂窝网络中。我们使用效用比例公平分配策略，其中用户之间的公平性是在用户设备（UE）上运行的应用程序的效用百分比。每个UE基于其应用的类型被分配应用效用函数。我们的目标是在订阅移动服务的用户之间最佳地分配多个运营商资源。此外，保证每个用户的最低服务质量（QoS），该服务质量基于用户的应用类型而变化。我们提出了一个鲁棒的算法，解决了在[1]中提出的算法的缺点，通过防止在资源分配过程中的波动，在稀缺资源的情况下，并分配最佳速率为高流量和低流量的情况。我们的分布式资源分配算法从其范围内的所有载波中为每个用户分配最优速率，同时为所分配的速率提供最低价格。此外，我们分析了不同的网络流量密度的算法的收敛性，并表明我们的算法提供了流量依赖的网络提供商的定价。最后，我们提出了我们的资源分配算法的性能模拟结果。
2015-07-05 cs.NI
Proportional Fairness in Multi-channel Multi-rate Wireless Networks-Part II: The Case of Time-Varying Channels
这是两部分论文系列的第二部分，研究使用比例公平（PF）效用函数作为多信道多速率无线网络中容量分配和调度的基础。第二部分的贡献是双重的。(i)首先，我们扩展的问题制定，理论结果和算法的情况下，随时间变化的信道，机会的容量分配和调度可以利用，以提高系统性能。我们奠定了优化的理论基础，“耦合”的时变特性的通道与底层应用程序的要求到一个考虑。特别是，机会优化的程度是可能的，不仅是如何快速的信道特性变化的函数，但也延迟容量分配的基础应用程序的弹性的函数。(ii)第二，基于我们的理论框架和结果，我们研究了正交频分复用（OFDM）蜂窝无线网络中的子载波分配和调度。我们引入了W-归一化多普勒频率的概念，以捕获机会调度可以被利用来实现吞吐量公平性能增益的程度。我们表明，“回看PF”调度可以取得良好的平衡系统吞吐量和公平性，同时考虑到底层应用程序的要求。
2008-02-23 cs.IT cs.NI cs.PF
Performance Comparison of Packet Scheduling Algorithms for Video Traffic in LTE Cellular Network
在本文中，我们研究了下行链路分组调度算法提出的LTE蜂窝网络。本文重点研究了三种最有前途的调度算法：FLS算法、EXP算法和EXP算法。这三种算法的性能进行了视频流量在车载环境中使用LTE-Sim模拟器。在半径为1 km的固定有界区域中，设置了不同数量的用户，从10 - 60。本研究的主要目标是提供有助于LTE蜂窝网络分组调度器设计过程的结果，旨在获得更好的整体性能用户。仿真结果表明，FLS方案在平均系统吞吐量、平均分组时延、PLR等方面都优于传统的FLS方案，并且具有令人满意的公平性指标。
2013-07-11 cs.NI
LTE Cellular Networks Packet Scheduling Algorithms in Downlink and Uplink Transmission, A Survey
这篇综述论文提供了一个详细的解释长期演进蜂窝网络分组调度算法在下行链路和上行链路方向。首先解释在下行链路传输中使用的正交频分多址与在上行链路中使用的单载波频分多址之间的差异。然后，通过对用户与调度器之间的交互进行解释，说明了LTE下行链路和上行链路调度过程的区别。然后，通过分析上下行链路调度算法的公式、特点、最适用条件以及它们之间的主要区别，说明了最常用的上下行链路调度算法。本说明涵盖了最大载波干扰比、轮询、比例公平、最早截止日期优先、改进的EDF-PF、改进的最大加权延迟优先、指数比例公平、令牌交换机制、分组丢失率、质量保证、竞争性分组丢失公平、低复杂度、LC延迟、PF延迟、最大吞吐量、第一最大扩展和基于自适应资源分配的分组调度。最后，它提供了一些结论性意见。
2022-04-24 cs.NI
Differentiated End-to-End Internet Services using a Weighted Proportional Fair Sharing TCP
在本文中，我们研究了加权比例公平性在互联网中的数据流中的应用。我们让用户设置他们连接的权重，以最大化他们从网络中获得的效用。当与按重量和时间对连接计费的定价方案相结合时，这样的系统被称为最大化网络的总效用。我们的研究案例是一个连接到长距离链接的国家Web缓存服务器。我们提出了两种加权TCP连接的方法，通过操纵一些参数的协议，并从模拟和原型目前的结果。最后，我们讨论如何比例公平可以用来实现互联网的差异化服务。
1998-08-25 cs.NI cs.PF
Recent Results on Proportional Fair Scheduling for mmWave-based Industrial Wireless Networks
毫米波（mmWave）通信最近吸引了工业界和学术界的极大关注。毫米波频谱的大带宽可用性以及低干扰特性对于工业通信特别有吸引力。然而，诸如毫米波通信的覆盖和阻塞之类的固有挑战导致信道质量高度波动。本文探讨了基于毫米波的工业无线应用的无线介质访问控制（MAC）路由器。我们的目标是设计一个高性能和增强的公平性MAC调度算法，快速响应信道变化。我们的工作的关键贡献是一种方法来修改标准的比例公平（SPF）调度。它引入了更多的灵活性和动态特性。与SPF相比，我们的增强型比例公平（EPF）调度器不仅提高了用户在恶劣信道条件下的优先级，而且还加快了波动信道条件下的反应时间。通过为所有用户提供更高的公平性和增强系统鲁棒性，它特别适合于散射丰富的工业毫米波通信环境。通过广泛的性能评估的基础上广泛接受的网络模拟器（ns-3），我们表明，新的调度器实现了更好的性能，提供超低延迟和可靠的服务毫米波为基础的工业通信。
2020-07-11 cs.NI
Towards an Application-Aware Resource Scheduling with Carrier Aggregation in Cellular Systems
在本文中，我们介绍了一种应用感知的方法，在长期演进高级（LTE-Advanced）蜂窝网络中的载波聚合的资源块调度。在我们的方法中，用户被划分在不同的组的基础上的运营商的覆盖区域。在每个用户组中，用户设备（UE）被分配来自所有带内载波的资源块（RB）。我们在UE上运行的应用的效用百分比中使用效用比例公平（PF）方法。保证每个用户具有最低服务质量（QoS），其中优先级标准基于在UE上运行的应用的类型。我们证明了我们的调度策略存在，因此最优解是易处理的。仿真结果提供了所提出的RB调度方法与其他调度策略的性能进行比较。
2015-10-26 cs.NI
Long-Term Proportional Fair QoS Profile Follower Sub-carrier Allocation Algorithm in Dynamic OFDMA Systems
提出了动态OFDMA系统中的长期比例公平（LTPF）资源分配算法，该算法通过比例公平的增量优化和系统速率的最大化，为单个用户提供长期的QoS保证（主要是吞吐量需求满足），并长期跟踪每个用户的QoS分布。LTPF算法动态地将OFDMA子载波分配给用户，使得即使在异构业务条件下，也能长期实现单独的QoS要求以及维持用户之间的公平性。在这里，比保持单个用户的瞬时QoS，重点是要遵循所有用户的平均QoS配置文件在长期保持比例公平和多用户原始速率最大化的目标。与独立提供比例公平优化和原始速率最大化的算法相比，该算法试图同时提供两种优化，并通过利用移动无线环境的时间分集增益在长期计算时达到最优点。
2011-06-06 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-resource fairness: Objectives, algorithms and performance
设计高效、公平的算法在异构需求之间共享多个资源变得越来越重要。应用程序包括多任务作业共享的计算集群和配备不同类型流共享的中间盒的路由器。我们表明，目前首选的目标占主导地位的资源公平有一个显着不太有利的效率公平权衡比替代品，如比例公平和我们的建议，瓶颈最大公平。除了其他理想的属性，这些目标在任何具有动态需求的现实场景中都同样是防策略的。
2014-10-03 cs.GT cs.NI
Hierarchical Beamforming: Resource Allocation, Fairness and Flow Level Performance
Centrale-Supelec（中央苏佩莱克）；L2S（L2S实验室）；Orange Labs（法国电信实验室）
本文提出高效的公平速率分配算法及流量层面性能的闭式公式，通过数值实验评估分层波束成形性能，表明其在低复杂度下具有未来蜂窝网络应用潜力。
2018-05-17 cs.IT cs.NI cs.PF
Opportunistic Device-to-Device Communication in Cellular networks: From Theory to Practice
本文研究了D2D通信的不同方面及其对网络关键性能指标的影响。我们设计了一个架构的蜂窝用户的合作，通过及时利用D2D的机会。我们首先介绍了机会带外D2D通信的分析研究。该研究揭示了机会性带外D2D通信的巨大潜力，用于提高蜂窝网络的能量效率、公平性和容量，当D2D用户组可以在蜂窝网络中形成和管理时。然后，我们介绍了一个协议，该协议与IEEE和3GPP标准的最新版本兼容，并允许在今天的蜂窝网络中实现我们的建议。为了验证我们的分析结果，我们使用我们的实验软件定义无线电（SDR）为基础的测试平台，以进一步研究我们的建议在现实世界中的场景。实验结果证实了机会性带外D2D通信的突出潜力。最后，我们研究了不同D2D模式的性能优点和缺点。我们的调查显示，尽管普遍认为，所有D2D模式是互补的，它们的优点是基于场景的。
2016-10-26 cs.NI
Load Balancing Strategies to Solve Flowshop Scheduling on Parallel Computing
针对并行环境下的Flowshop调度问题提出了一种并行解决方案，并在此基础上提出了一种新的负载均衡策略。提出的比例公平策略（PFS）考虑了计算过程集的计算性能，并根据计算节点的评估性能按比例分配额外的负载。为了更有效地利用并行资源的能力，我们还讨论了计算节点间通信所使用的数据结构，并设计了一种优化的数据传输策略。这种数据传输策略结合所提出的负载均衡策略已经在一个由86个CPU组成的超级计算机上实现并测试，使用MPI作为中间件。结果表明，建议PFS实现更好的性能，在计算时间方面比现有的自适应承包内的邻居策略。我们还表明，两者的比例公平策略和建议的数据传输策略的组合实现额外的并行效率提高13~15%。
2008-09-19 cs.NI
Distance Distributions for Real Cellular Networks
本文给出了移动用户与任意基站之间距离的一般分布。我们证明了一个与距离平方成正比的随机变量服从Gamma分布。在最近BS的情况下，可以将其简化为距离为瑞利分布的公认结果。我们验证我们的结果使用随机节点模拟和真正的沃达丰3G网络数据，并继续显示如何通过推导平均聚合干扰功率的分布是易于处理的。
2014-04-11 cs.NI
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
Proactive Load Balancing in Heterogeneous Cellular Networks
蜂窝网络上的数据的最近指数增长已经导致从传统移动通信网络向异构蜂窝网络（HetNet）的发展。这种密集HetNet中的体验质量（QoE）感知业务负载均衡被认为是一个主要问题。当前的HetNet利用阻碍实现期望的QoE增益的反应式负载均衡方案。在本文中，我们提出了一种新的主动负载均衡框架，利用内容缓存和移动性预测，以提高用户的QoE。我们使用半马尔可夫模型来预测用户的未来小区，并提出了一种新的主动缓存算法，在这些小区的用户的未来需求进行预取。这使我们能够减少小区拥塞，并提供更好的平均下行链路速率。为了验证所提出的框架的有效性，系统级仿真进行比较，与最先进的方法。令人鼓舞的是，我们的系统实现了高达$98.7\%$小区负载均衡方面的Jain的公平性指数，减少了$20\%$回程负载，并提供了$31\%$改善的下行链路速率在拥塞的小区相比，反应式的方法。
2018-09-30 cs.NI
Weighted Sum-Rate Maximization in Multi-Carrier NOMA with Cellular Power Constraint
非正交多址接入（NOMA）在未来无线网络中受到了极大的关注。NOMA在频谱效率和大规模连接性方面优于正交方案，例如OFDMA。NOMA中的联合子载波和功率分配问题通常是NP难解决的，这是由于信号叠加对每个用户的可实现数据率的复杂影响，以及对每个子载波的复用用户的数量的组合约束以减轻错误传播。在这类问题中，加权和速率（WSR）是一个重要的目标函数，因为它可以实现和速率性能和用户公平性之间的不同权衡。我们提出了一种新的方法来解决WSR最大化问题的多载波NOMA蜂窝功率约束。该问题分为两个多项式时间可解的子问题。首先，多载波功率控制（给定固定的子载波分配）是非凸的。利用它的可分性，我们设计了一个最佳的和低复杂度的算法（MCPC）的基础上投影梯度下降。其次，单载波用户选择是一个非凸混合整数问题，我们使用动态规划（SCUS）解决。这项工作的目的也是为了了解如何每个子问题的特定结构，可以促进算法设计。在这方面，上述MCPC和SCUS是可以应用于广泛的资源分配问题的基本构建块。此外，我们提出了一个有效的启发式解决一般的WSR最大化问题，结合MCPC和SCUS。仿真结果表明，该算法在保证用户公平性的前提下，获得了接近最优的和速率，并在性能上明显优于OMA。
2019-10-03 cs.NI
Proportional Fairness in Multi-channel Multi-rate Wireless Networks-Part I: The Case of Deterministic Channels
这是两部分论文系列的第一部分，研究使用比例公平（PF）效用函数作为多信道多速率无线网络中容量分配和调度的基础。第一部分的贡献有三个方面。(i)首先，我们为PF奠定了理论基础，具体地，我们给出了PF的基本属性和物理/经济解释。我们通过一般的数学论证表明，PF导致平等的通话时间分配给用户的单通道的情况下;以及对于多信道情况向用户分配相等的等效通话时间，其中用户所享受的等效通话时间是用户在所有频道上所享受的通话时间的加权和，频道的权重是该频道的价格或价值。我们还建立了PF解决方案的帕累托效率。(ii)其次，我们推导出PF解决方案的特点，是有用的PF优化算法的建设。我们提出了几个PF优化算法，包括一个快速算法，是适合并行实现。(iii)第三，我们研究了使用PF效用的容量分配在大规模的WiFi网络，包括许多相邻的无线局域网。我们发现，PF解决方案同时实现更高的系统吞吐量，更好的公平性，和较低的中断概率相对于默认的解决方案，今天的802.11商业产品。本文系列的第二部分将我们的研究扩展到时变信道的情况，其中用户在信道上享受的数据率随时间动态变化
2008-02-22 cs.IT cs.NI cs.PF
Proportional Fair RAT Aggregation in HetNets
无线网络体系结构中的异构（即，3G、LTE、5G、WiFi等共存）已经成为当前和未来一代蜂窝网络的关键组件。跨多个这样的无线电接入技术（RAT）/基站（BS）同时聚合每个客户端的业务可以显著增加系统吞吐量，并且已经成为关于多RAT集成的蜂窝标准的重要特征。因此，能够实现这种聚合的全部潜力的分布式算法对运营商来说非常重要。在本文中，我们研究的问题，资源分配多RAT业务聚合在HetNet（异构网络）。我们的目标是确保在每个BS的资源分配，使每个客户端实现跨其RAT的总吞吐量满足比例公平性（PF）的标准。特别地，我们提供了一种用于在每个BS处的资源分配的简单分布式算法，其扩展了用于单个BS的PF分配算法。尽管它的简单性和缺乏协调的BS，我们表明，我们的算法收敛到所需的PF解决方案，并提供（紧）其收敛速度的界限。我们还研究了最优解的特征，并利用其性质来证明我们的算法的结果的最优性。
2019-06-01 cs.NI
Resource Allocation in Cellular Systems for Applications with Random Parameters
在本文中，我们进行了研究，以优化资源分配的自适应实时和延迟容忍的蜂窝系统中的应用。为了通过几个设备和装置表示用户应用，使用了类S形和对数效用函数。公平比例效用函数策略方法用于以效用百分比形式在用户设备（UE）之间分配资源，并确保所有订户的最低客户满意度水平。同时，资源分配的优先权给予实时应用。我们测量的自适应实时应用程序的随机变化的最优速率分配过程中的效果，并比较确定性和随机系统的结果。我们的工作不同于其他资源分配优化工作，我们使用二分法除了凸优化技术，以最佳分配率，我们提出了自适应实时的应用的随机形式。我们使用Microsoft Visual Basic for Applications与Arena Simulation Software接口来模拟优化问题。最后，我们提出了我们的优化算法的结果。
2015-07-27 cs.NI
Coverage and Economy of Cellular Networks with Many Base Stations
蜂窝网络的性能可以通过采用许多基站（BS）来显著改善，这缩短了传输距离。然而，不存在关于量化来自部署许多BS的性能增益的已知结果。为了解决这个问题，我们采用随机几何模型的下行链路蜂窝网络和分析的移动中断概率。具体而言，给定泊松分布的BS，中断概率示出成反比减少BS和移动密度之间的比率。此外，我们分析了从增加BS密度的性能增益和由此产生的网络成本占能源消耗，BS硬件和回程电缆之间的最佳权衡。最佳基站密度被证明是成正比的移动密度的平方根和所考虑的成本因素的平方根的倒数。
2012-04-06 cs.NI
Controlling congestion on complex networks: fairness, efficiency and network structure
我们考虑两个基本的（最大流和均匀流）和两个现实的（最大-最小公平和比例公平）拥塞控制方案，并分析算法和网络结构如何影响吞吐量，流量分配的公平性，以及瓶颈边缘的位置。更现实的比例公平和最大最小公平算法具有相似的吞吐量，但路径流分配是更不平等的无标度比随机规则的网络。无标度网络的吞吐量低于均匀流算法中的随机规则网络，这在复杂网络文献中是受欢迎的。然而，我们发现，这种关系是相反的所有其他拥塞控制算法的度指数$γ$和平均度${k}$的参数空间的区域。此外，均匀流算法严重低估了拥塞网络的网络吞吐量，并且路径流分配的丰富现象学仅存在于更现实的$α$ -公平算法族中。最后，我们表明，通过一个边缘的路径数的特点，在这些算法中的瓶颈边缘的位置范围很广。这种瓶颈识别可以在复杂网络和拥塞控制这两个领域之间架起一座桥梁。
2017-08-23 cs.NI math.OC physics.soc-ph
Multi-Application Resource Allocation with Users Discrimination in Cellular Networks
在本文中，我们考虑的资源分配优化问题，在蜂窝网络中的不同类型的用户同时运行多个应用程序。在我们提出的模型中，每个用户应用程序被分配一个效用函数，表示在用户设备（UE）上运行的应用程序类型。网络运营商基于每个UE的订阅向其指派订阅权重。每个UE基于应用的瞬时使用百分比向其每个应用分配应用权重。另外，具有较高优先级的UE向其应用指派应用目标速率。我们的目标是从一个单一的演进型节点B（eNodeB）的基础上的效用比例的公平性政策，优先级实时应用用户的UE和它们的应用程序之间的资源分配最优。基于UE订阅权重、UE应用权重和UE应用目标速率，向每个UE应用保证最小服务质量（QoS）。我们提出了一个两阶段的速率分配算法来分配eNodeB资源之间的用户和他们的应用程序。最后，我们提出了我们的速率分配算法的性能的仿真结果。
2014-06-06 cs.NI
Distributed Learning for Proportional-Fair Resource Allocation in Coexisting WiFi Networks
在本文中，我们重新审视了广为人知的性能异常，导致严重的网络效用下降时，节点使用不同的调制和编码方案的WiFi网络。比例公平分配被证明可以缓解这种异常，并为站点提供良好的吞吐量。它可以通过基于优化问题的显式解选择竞争窗口值来实现，或者如最近提出的，通过遵循使用集中式梯度下降算法的基于学习的方法来实现。在本文中，我们利用我们最近的异步分布式优化的理论工作，并提出了一个简单的算法，允许WiFi节点独立调整其竞争窗口，以实现比例公平。我们比较的吞吐量和空中时间分配，该算法实现了标准的WiFi二进制指数回退，并显示改进。
2021-02-09 cs.NI
Adaptive Spatial Aloha, Fairness and Stochastic Geometry
这项工作的目的是结合自适应协议设计，效用最大化和随机几何。我们专注于空间适应的阿罗哈自组织网络的框架内。我们认为准静态网络中的移动学习本地拓扑结构，并将此信息，以适应他们的媒体接入概率（MAP）选择他们的本地环境。我们考虑的情况下，节点合作的分布式方式，以最大限度地提高全球吞吐量或实现比例公平或最大最小公平的介质访问。在比例公平的情况下，我们表明，节点可以计算他们的最佳地图作为某些不动点方程的解决方案。在最大吞吐量的情况下，通过基于吉布斯采样的算法获得最佳MAP。在最大最小的情况下，这些是作为凸优化问题的解决方案。本文的主要性能分析结果是，这种类型的分布式自适应可以分析使用随机几何的比例公平的情况下。在这种情况下，我们表明，当节点形成一个齐次泊松点过程中的欧几里德平面，最佳MAP的分布可以得到从某一散粒噪声过程w.r.t.节点Poisson点过程，并且平均效用也可以从该分布导出。我们将讨论面临的困难，用于分析其他情况下的性能（最大吞吐量和最大最小公平性）。数值结果说明了我们的研究结果，并量化了在这样的网络空间适应带来的收益。
2013-03-06 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
The Proportional Fair Scheduler in Wavelength-Multiplexed Quantum Networks
本文针对量子密钥分发网络中的资源争用与公平性问题，提出比例公平泵浦策略PF-PS，通过动态优先低平均密钥率用户来平衡公平性与吞吐量，并经理论与仿真证明其在纠缠态分发中的最优性。
2025-07-18 cs.NI cs.PF quant-ph
Reconfigurable Intelligent Surface for MISO Systems with Proportional Rate Constraints
本文研究了可重构智能表面（RIS）辅助的多用户多输入单输出（MISO）系统的频谱效率（SE），其中RIS可以通过大量的可控和智能移相器来重构传播环境。为了探索这种系统的用户比例公平的系统SE性能行为，制定了一个优化问题，以最大限度地提高SE，通过联合考虑在基站（BS）的功率分配和在RIS的相移，在非线性比例速率公平约束。为了解决非凸优化问题，开发了一种有效的解决方案，该解决方案利用具有封闭形式表达式的迭代算法，即，或者优化BS处的发射功率和RIS处的反射相移。数值模拟验证了理论分析，并评估所提出的替代算法的性能。
2020-01-29 cs.IT cs.NI cs.PF
Distributive Subband Allocation, Power and Rate Control for Relay-Assisted OFDMA Cellular System with Imperfect System State Knowledge
在本文中，我们考虑分布式子带，功率和速率分配的两跳传输中的正交频分多址（OFDMA）蜂窝系统与固定中继解码和转发策略。我们考虑到系统的公平性，考虑加权总吞吐量作为我们的优化目标。基于集群结构，我们得到了一个快速收敛的分布式解决方案，只有局部不完善CSIT通过使用分解的优化问题。为了进一步降低信令开销和计算复杂性，本文提出了一种减少反馈的分布式解决方案，该方案可以在每个用户具有任意小的反馈开销的情况下，对大量用户实现渐近最优性能。我们还推导出渐近平均系统吞吐量的中继辅助OFDMA系统，以获得有用的设计见解。
2009-12-07 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Cell Muting and User Scheduling in Multi-Cell Networks with Temporal Fairness
针对多小区网络中的干扰协调问题，提出了一种基于两种不同时间公平性准则的半集中式联合小区静默和用户调度方案。所提出的方案背后的主要原理是，中央实体在决策时刻从模式集合中选择小区静音模式，并且随后未静音的基站机会主义地调度相关联小区中的用户，这两个决策都是在时间公平的基础上做出的。虽然一些模式集可以很容易地从静态频率复用系统中获得，我们提出了一个更一般的模式集构造算法。对于第一公平性标准，所有小区被分配以接收相同的时间份额，其中小区中心部分的时间份额与小区边缘部分的时间份额之间的比率对于所有小区被设置为固定的期望值。第二个公平性准则是基于最大-最小时间公平性，对于该最大-最小时间公平性，最大化网络范围的最坏情况用户的时间份额。数值结果验证了所提出的计划的有效性，这两个标准。还通过各种蜂窝拓扑结构的数值例子研究了小区静音模式集的选择的影响。
2017-07-04 cs.IT cs.NI math.IT
On Provisioning Cellular Networks for Distributed Inference
由于机器学习（ML）推理工作负载导致的无线流量随着利用ML推理的应用和智能无线设备的激增而增加。由于这些“边缘”设备的计算能力有限，实现高推理准确性通常需要通过无线蜂窝网络与远程计算节点或“云”进行协调。因此，这种分布式推断的准确性受到蜂窝网络提供的通信速率和可靠性的影响。在本文中，提出了一个分析框架，以表征推理准确性的蜂窝网络设计的功能。使用开发的框架，它表明，蜂窝网络应提供一个最小密度的接入点（AP），以保证目标的推理精度，并在渐近高AP密度可实现的推理精度是有限的空中接口带宽。此外，边缘推理所需的最低精度，以提供一个目标的推理精度被证明是成反比的AP和带宽的密度。
2019-06-04 cs.IT cs.NI math.IT
FairCache: Introducing Fairness to ICN Caching - Technical Report
以信息为中心的网络广泛使用通用网内缓存。然而，开发一个有效的和公平的自私的缓存协同缓存算法仍然是一个悬而未决的问题。此外，由协作引起的通信开销在诸如现实ISP和自治系统网络之类的一般网络设置中尤其知之甚少。在本文中，我们解决这两个问题，通过建模的网络缓存问题作为一个纳什讨价还价的游戏。我们证明了该博弈是一个凸优化问题，并进一步推导出相应的分布式算法。我们分析研究一般图形拓扑结构的协作开销，并从理论上表明，由于其成本呈指数增长，协作必须限制在一个小的邻域内。我们提出的算法实现了至少16%的性能增益超过其竞争对手在不同的网络拓扑结构的评估，并保证可证明的收敛性，帕累托效率和比例公平。
2017-05-02 cs.DC cs.GT cs.NI
Deep Reinforcement Learning Approach to QoSAware Load Balancing in 5G Cellular Networks under User Mobility and Observation Uncertainty
School of Electrical Engineering, Iran University of Science & Technology (IUST), Tehran, Iran（伊朗科技大学电气工程学院）
本文提出基于PPO的深度强化学习框架，用于在用户移动性和观测不确定性下实现端到端的QoS感知负载均衡，通过多目标奖励机制平衡效率与稳定性。
2026-05-12 cs.NI cs.SY eess.SY
Fairness-Aware Caching and Radio Resource Allocation for the Downlink of Multi-Cell OFDMA Systems
互联网内容的空前增长，特别是社交媒体，对蜂窝网络的负载提出了挑战。另外，与服务质量（QoS）相比，用户体验质量（QoE）的需求成为了一个更实际的标准，下载延迟是影响用户体验质量的一个重要因素。为了满足这一需求，本文提出了两种资源分配（RA）算法，分别对社交媒体在基站（BS）缓存中的位置和无线资源（即，发射功率和子载波）。在第一种方案中，网络的总下载延迟被最小化，而在第二种方案中，提出了一种公平性感知的方案，其中最大下载延迟被最小化。我们提出迭代算法来解决每个问题，其中内容放置问题和联合子载波和发射功率分配问题将迭代优化。我们还证明了所提出的方法收敛到一个接近最优的解决方案，以及迭代次数的增加。
2021-06-26 cs.IT cs.NI math.IT
On the joint impact of bias and power control on downlink spectral efficiency in cellular networks
小区偏置和下行链路发射功率是可以用于提高蜂窝网络的频谱效率的两个控制。利用小区偏置，每个移动用户与提供最高偏置信号与干扰加噪声比的基站相关联。偏置影响移动用户的小区关联决策，但不影响接收到的瞬时下行链路传输速率。调整下行链路传输功率的集合同样可以影响小区关联，但是与偏置相反，它也直接影响瞬时速率。本文研究了联合使用的细胞偏置和发射功率控制和他们的（个人和联合）的统计特性的收集每用户的频谱效率的影响。我们的分析结果和数值研究表明，在某些情况下，一个显着的性能改善帕累托有效的边界的均值方差和吞吐量公平性权衡使用偏置和功率控制单独使用。
2015-12-08 cs.IT cs.NI cs.PF
