Effects of Mutual Coupling on Degree of Freedom and Antenna Efficiency in Holographic MIMO Communications
全息多输入多输出（MIMO）通信是指采用超密集天线阵列构建的MIMO系统，其信道模型和潜在应用近年来受到越来越多的关注。当相邻阵元之间的间距大于半波长时，互耦的影响在当前的天线设计中通常可以忽略。然而，在全息MIMO通信中，强互耦对天线特性的影响是不可避免的，导致辐射方向图失真和低辐射效率。本文从解析相关模型和效率模型出发，从自由度和天线效率两个方面研究了互耦对空间受限MIMO系统容量的影响。在设计新兴的MIMO通信系统时，相关性、自由度、效率和互耦合等基本概念对于天线和无线通信工程师都至关重要。
2023-03-14 cs.IT math.IT physics.app-ph
Distributed Storage in Mobile Wireless Networks with Device-to-Device Communication
我们考虑使用分布式存储（DS），以减少在无线网络中的内容交付的通信成本。使用擦除校正码将内容存储（高速缓存）在多个移动设备中。用户使用设备到设备通信从其他设备或从基站（BS）检索内容，代价是更高的通信成本。我们解决了当存储数据的设备离开细胞时的修复问题。我们引入了一个修复调度定期进行修复，并推导出作为修复间隔的函数的内容下载和数据修复的整体通信成本的解析表达式。推导出的表达式，然后使用DS使用几个纠删码所带来的通信成本进行评估。我们的研究结果表明，DS可以降低通信成本的情况下，内容只从BS下载，只要维修进行得足够频繁。如果存储内容的设备到达小区，则使用DS的通信成本进一步降低，并且对于足够大的到达速率，它总是有益的。有趣的是，我们表明，MDS码，这并不表现良好的经典DS，可以产生一个低的整体通信成本在无线DS。
2016-09-27 cs.IT math.IT
Optimizing MDS Coded Caching in Wireless Networks with Device-to-Device Communication
我们认为在密集的无线网络中的移动设备中的内容缓存使用最大距离可分离（MDS）码。我们专注于一个区域，由一个基站（BS），移动设备根据随机移动模型移动。请求特定文件的用户使用设备到设备通信从通信范围内的缓存设备下载编码分组。如果需要额外的分组来解码文件，则从BS下载这些分组。我们分析了设备的移动性，并得出一个很好的近似的分布范围内的移动设备的通信在任何给定的时间缓存设备。然后，我们优化的MDS代码，以最大限度地减少网络负载下的缓存大小的限制，并表明，使用优化的MDS代码的结果在显着降低网络负载时，缓存最流行的文件。我们进一步用数字表明，在所有移动设备上缓存每个文件的编码数据包，即，最大的扩展是最优的。
2018-10-30 cs.IT math.IT
An Analytical Framework for Device-to-Device Communication in Cellular Networks
本文提出了一个框架，使分析表征的频谱效率可实现的D2D（设备到设备）通信集成了蜂窝网络。该框架基于随机几何公式，其具有干扰建模的新方法，并且具有并入排除区域以保护蜂窝接收器免受来自活动D2D发射器的过度干扰的附加可能性。为了说明该框架的潜力，提供了一些例子。这些示例证实了D2D通信在强业务局部性的情况下的潜力以及适当大小的排除区域的有效性。
2015-06-29 cs.IT math.IT
Exploiting Spatial Degrees of Freedom for High Data Rate Ultrasound Communication with Implantable Devices
我们提出并演示了一种使用空间自由度的超声波通信链路，以提高深度植入式医疗设备的数据速率。低衰减和毫米波长使超声波成为小型化低功率植入物的理想通信介质。虽然小的频谱带宽极大地限制了常规超声植入物中可实现的数据速率，但是可以通过在多输入/多输出系统中使用多个换能器来利用大的空间带宽，以提供空间复用增益，而无需额外的功率、更大的带宽或复杂的封装。我们通过实验验证了矿物油中的通信链路，发射器和接收器相距5厘米，每个外壳都有两个定制设计的毫米大小的压电换能器，以相同的频率工作。在两个信道上同时发送和接收用125 kbps的正交相移键控调制的两个数据流，有效地将数据速率加倍到250 kbps，测量的误码率低于1 e-4。我们还评估了信道分离网络的性能和鲁棒性，通过测试引入位置偏移后的通信链路。这些结果表明，空间复用的潜力，使更复杂的植入应用需要更高的数据速率。
2017-02-16 cs.IT math.IT physics.med-ph
Survey on the State-of-the-Art in Device-to-Device Communication: A Resource Allocation Perspective
设备到设备（D2 D）通信利用通信设备之间的邻近性，以便实现高效的资源利用、提高的吞吐量和能量效率、同时的可服务性和减少的延迟。D2 D通信的主要特征之一是频率资源的重用，以提高系统的频谱效率。然而，频率重用引入了显著高的干扰水平，因此需要有效的资源分配算法，其可以通过有效的信道和/或功率分配来实现同时的通信会话。该综述论文提出了对蜂窝网络下的D2 D通信中的最先进的资源分配算法的全面调查。基于构成D2 D范例中的资源分配算法的基本特征的异构参数来评估所调查的算法。此外，为了使读者熟悉所调查的资源分配算法的基本设计，给出了每个算法的操作模式的简要描述。所调查的算法根据其技术原则分为四类，即，基于常规优化、基于非正交多址（NOMA）、基于博弈论和基于机器学习的技术。最后，指出了D2 D通信中资源分配的未来研究方向。
2022-05-19 cs.IT math.IT
Carnot machine-based massive MIMO communication capacity modeling and performance analysis
与传统热机中的能量流动过程类似，信息在通信系统中也是以能量和熵的形式流动的。结合热力学卡诺机和经典香农信息论，建立了一个广义热力学MIMO（multiple input multiple outputs）通信系统，分析了采用前向纠错码的信道容量。基于通信系统中的自由度和熵的概念，在热力学理论下提出了广义信道容量。此外，推导并仿真了所提出的信道容量与噪声自由度和编码开销之间的关系。仿真结果验证了所提出的信道容量与经典的信道容量是一致的。
2022-03-18 cs.IT math.IT
Combination of Visible Light and Radio Frequency Bands for Device-to-Device Communication
未来的移动网络应该服务于用户所需的高数据率。为了适应高数据率，可以利用附近移动终端（MT）之间的直接通信，称为设备到设备（D2 D）通信。此外，高频带中的通信（例如可见光通信（VLC））也被预见为高数据率的使能器。在传统的D2 D通信中，成对的MT应该重用相同的频率以保持系统的高频谱效率。然而，这意味着D2 D对之间的干扰或复杂且高级的资源分配算法的利用。在本文中，我们提出了一个新的概念D2 D通信相结合的VLC和RF技术，以最大限度地提高系统的容量。本文提供了所提出的概念的操作限制的分析，并研究了由RF和VLC频带的组合使用引入的容量增益用于D2 D。此外，我们还讨论了与所提出的RF-VLC D2 D概念相关的几个实际问题。进行的分析表明，与独立RF D2 D和VLC D2 D相比，RF-VLC D2 D能够分别将室内场景中的容量提高4.1和1.5倍。
2017-06-14 cs.IT math.IT
Cooperative Device-to-Device Communications With Caching
设备到设备（D2 D）通信可以显著增加蜂窝网络的吞吐量，其中D2 D链路之间的干扰应当被适当地管理。在本文中，我们提出了一种机会合作D2 D传输策略，利用缓存能力在用户处理D2 D链路之间的干扰。为了增加合作机会和提高空间复用增益，我们将D2 D用户划分为集群，并在集群内的用户缓存不同的流行文件，然后找到最佳的集群大小。为了最大化网络吞吐量，我们分配不同的频段合作和非合作D2 D链路和优化的带宽划分。仿真结果表明，所提出的策略可以提供500%-600%的吞吐量增益超过现有的缓存启用D2 D通信时，流行度分布是偏斜的，并可以提供40%-80%的增益，即使当流行度分布是均匀的。
2016-03-15 cs.IT math.IT
Beyond One-Way Communication: Degrees of Freedom of Multi-Way Relay MIMO Interference Networks
我们描述了多路中继MIMO干扰网络的自由度。特别是，我们考虑一个无线网络由4个用户节点，每个用户节点有M个天线，和一个N天线中继节点。在该网络中，每个用户节点向每个其他用户节点发送一个独立的消息，并且在任何两个用户节点之间没有直接链路，即，所有通信必须通过中继节点。对于这个网络，我们证明了每个消息的对称DoF值由通过空间维度归一化的max（min（M/3，N/7），min（2 M/7，N/6））给出，即，分段线性地取决于M和N交替。虽然为每个M和N建立了信息理论DoF上界，但通常在空间归一化意义上建立了依赖于线性信号子空间对齐的可扩展性。此外，通过停用4个消息来形成双向中继MIMO X信道，我们也给出了类似分段线性类型的DoF结果。从这项工作中出现的中心新见解是用户间信号子空间对齐的概念，结合网络编码的思想，这是实现多路中继干扰网络的最佳DoF的关键。此外，这项工作还解决了线性干扰对齐的可行性，将可行性框架从单向中继干扰网络扩展到多路中继干扰网络。
2014-01-22 cs.IT math.IT
Device-to-Device Communications in the Millimeter Wave Band: A Novel Distributed Mechanism
尽管具有潜在的优势，但设备到设备（D2 D）通信的大规模实现尚未实现，这主要是由于严重的干扰和微波（$μ$ W）频带中缺乏足够的带宽。最近，利用毫米波（mmW）频带用于D2 D通信作为这些挑战的潜在解决方案已经吸引了相当多的关注。然而，其对阻塞的严重敏感性以及其方向性使得mmW频带的利用成为具有挑战性的任务，因为其需要视线（LOS）链路检测和D2 D收发器之间的仔细波束对准。在本文中，我们提出了一种新的分布式机制，使D2 D设备发现畅通的LOS链路的毫米波波段通信。此外，由于这种LOS链路并不总是可用的，因此所提出的机制允许D2 D设备在必要时切换到$μ$ W频带。此外，所提出的机制检测LOS链路的方向来执行波束对准。我们已经使用随机几何工具来评估所提出的机制的信号干扰噪声比（SINR）的覆盖概率方面的性能。然后将所提出的算法的性能与单个频带的性能（即，$μ$ W/mmW）通信。仿真结果表明，该机制大大优于单频通信。
2018-02-09 cs.IT math.IT
Leveraging Social Communities for Optimizing Cellular Device-to-Device Communications
最近已经提出了通过许可无线频谱的设备到设备（D2D）通信作为满足下一代蜂窝网络的容量紧缩的有前景的技术。然而，由于蜂窝设备的高移动性，建立和确保D2D传输的成功成为主要挑战。为此，在本文中，提出了一种新的框架，使设备形成多跳D2D连接，努力保持可持续的通信中存在的设备移动性。为了解决设备移动性所带来的问题，与现有的作品，主要集中在物理域的信息，持久的社区为基础的方法引入到上下文中的社会接触。结果表明，所提出的方案可以得到时间敏感的内容传输的最佳解决方案，同时也最小化的成本，基站支付，以激励用户参与D2D。仿真结果表明，所提出的社会社区意识的方法产生显着的性能增益，从蜂窝网络的流量卸载到D2D层，相比于经典的社会不知道的方法。
2016-11-05 cs.IT math.IT
Energy Efficiency and Sum Rate when Massive MIMO meets Device-to-Device Communication
本文考虑被称为设备到设备（D2D）通信的短距离通信的场景，其中D2D用户重用蜂窝网络的下行链路资源以直接向其对应的接收器进行发送。此外，在基站（BS）处使用多个天线以便使用多用户或大规模MIMO同时支持多个蜂窝用户。网络模型考虑固定数量的蜂窝用户，并且D2D用户根据齐次泊松点过程（PPP）分布。研究了两个度量，即平均和率（ASR）和能源效率（EE）。我们推导出易于处理的表达式，并研究了ASR和EE之间的权衡作为BS天线的数量和D2D用户的密度的函数对于一个给定的覆盖区域。
2015-05-07 cs.IT math.IT
High Throughput Opportunistic Cooperative Device-to-Device Communications With Caching
为了实现通过设备到设备（D2 D）通信为蜂窝网络提供高吞吐量的潜力，应该仔细管理D2 D链路之间的干扰。在本文中，我们提出了一种机会合作的D2 D传输策略，利用缓存能力在用户控制D2 D链路之间的干扰。我们考虑覆盖带内D2 D，将D2 D用户划分为簇，并将不同的频带分配给协作和非协作D2 D链路。为了提供合作传输的高机会，我们引入了缓存策略。为了最大化网络吞吐量，我们联合优化簇的大小和带宽分配，其中带宽分配因子的封闭形式的表达式获得。仿真结果表明，在内容流行度分布不均匀的情况下，与传统D2 D通信相比，该策略可以获得400%-500%的吞吐量增益，在内容流行度分布均匀的情况下，该策略可以获得60%-80%的吞吐量增益。
2016-06-09 cs.IT math.IT
Limited Feedback Scheme for Device to Device Communications in 5G Cellular Networks with Reliability and Cellular Secrecy Outage Constraints
在本文中，我们提出了一个设备到设备（D2D）通信场景下的蜂窝网络，其中D2D和蜂窝用户（CU）是离散的功率速率系统与有限的反馈从接收机。假设存在想要窃听从基站（BS）到CU的信息传输的对手。由于D2D通信与蜂窝网络共享相同的频谱，因此必须考虑交叉干扰。然而，当考虑保密容量时，由D2D通信引起的干扰可以通过混淆窃听者来帮助改进保密通信。由于两个系统共享相同的频谱，因此必须考虑交叉干扰。我们将所提出的资源分配公式化为优化问题，其目标是在平均传输功率约束下，在存在蜂窝通信的情况下最大化D2D对的平均传输速率。对于蜂窝网络，我们要求在没有D2 D通信的情况下有最小平均可实现保密率，以及在有D2 D通信的情况下有最大保密中断概率，这是应该满足的。由于高复杂度的凸优化方法，以解决所提出的优化问题，我们采用粒子群优化（PSO），这是一种进化的方法。此外，我们的模型和研究的反馈信道的误差和信道分布信息（CDI）的不确定性，使用参数和非参数的方法。最后，通过仿真研究了不同系统参数对该方案性能的影响。所提出的计划的性能进行评估，使用不同的情况下的数值结果。
2017-08-26 cs.IT math.IT
Secrecy-Optimized Resource Allocation for Device-to-Device Communication Underlaying Heterogeneous Networks
设备到设备（D2 D）通信最近由于其潜在的提高现有异构网络（HetNet）下的频谱效率的能力而吸引了很多关注。由于没有复杂的控制，D2 D用户设备（DUE）本身不能抵抗窃听或安全攻击。迫切需要最大化蜂窝用户和DUE的安全容量。针对由高功率节点和低功率节点组成的D2 D通信底层HetNet，提出了无线资源分配问题，以最大化DUE的安全容量。首先将传输速率和功率约束下的非凸且难以直接推导的优化目标函数转化为矩阵形式。然后根据Perron-Frobenius理论导出了优化问题的等价凸形式。通过计算拉格朗日函数的邻近算子，提出了一种基于邻近理论的启发式迭代算法来求解该等价凸问题。数值结果表明，所提出的无线资源分配解决方案显着提高了安全容量与快速收敛速度。
2017-09-15 cs.IT math.IT
Multi-cell Device-to-Device Communications: A Spectrum Sharing and Densification Study
最重要的5G技术推动因素之一将是设备到设备（D2 D）通信。D2 D通信构成了改善频谱、能量和延迟性能、利用通信设备的物理邻近性并提高资源利用率的有前景的方式。此外，网络基础设施致密化已被认为是提高系统性能的最重要方法之一，利用基站邻近性和系统资源的空间重用。然而，我们能否通过在多小区环境中同时利用这两种5G技术来提高系统性能？频谱共享如何影响性能增强？本文研究了D2 D性能增益中的干扰、致密化和频谱共享的含义。在多小区系统中考虑带内D2 D方法，其中传统用户与潜在D2 D对共存。采用覆盖和重叠频谱共享方法，以便潜在的D2 D对访问频谱。考虑到D2 D概念中的两个最关键的问题是模式选择和用户调度，我们共同解决它们，旨在最大化总系统上行链路吞吐量。因此，我们提出了一种用于在多小区系统中启用的小区内和跨小区覆盖/CD 2D通信的无线电资源管理机制。执行系统级仿真以评估系统性能并检查针对不同频谱共享方法和各种致密化场景的D2 D通信增益的趋势。最后，执行真实世界的基于SDR的实验，以测试和评估用于重叠和重叠频谱共享的D2 D通信。
2017-11-09 cs.IT math.IT
The Degrees-of-Freedom in Monostatic ISAC Channels: NLoS Exploitation vs. Reduction
分析了单基地综合传感与通信系统（ISAC）中的自由度。具体而言，单基地传感的目的是从发射机和目标之间的视线（LoS）信道中提取目标方位信息，因为非LoS（NLoS）路径只包含杂波或干扰。相比之下，在无线通信中，通常，LoS和NLoS路径都被用于实现分集或复用增益。因此，我们揭示了在单基地ISAC场景中的NLoS利用与减少权衡。特别是，我们优化每个信号路径的发射功率，以最大限度地提高通信速率，同时保证目标的感知性能。非凸问题的制定首先解决了封闭形式的单NLoS链路的情况下，然后我们利用流行的逐次凸逼近（SCA）方法一般多NLoS链路的情况下。我们的仿真结果表征了传感和通信之间的基本性能权衡，表明ISAC信道中的可用DoF应该以与仅通信场景明显不同的方式有效利用。
2022-05-09 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Transmission Design for Virtual Antenna Array-aided Device-to-device Multicast Communications
针对多窃听者威胁下的VAA辅助D2DM系统，提出联合VAA与基站的安全波束成形方案，并通过SCA及两级优化处理协作窃听情形，提升了物理层安全性能。
2022-08-15 cs.IT math.IT
Degrees-of-Freedom of the MIMO Three-Way Channel with Node-Intermittency
多对多通信系统的基本性能界限的表征是通信理论中的主要挑战之一。为了解决这个问题，我们引入了多输入多输出（MIMO）三路信道（3WC）与间歇节点，并研究其自由度（DoF）区域和总和DoF。我们设计了一个非自适应编码方案的基础上迫零，干扰对齐和擦除编码，并显示其自由度区域（从而总和自由度）的非间歇性3WC和（节点）间歇性3WC的总和自由度最优性的最优性。然而，我们通过例子表明，在一般情况下，一些自由度元组在间歇3WC只能实现自适应方案，如解码转发中继。这表明，非自适应编码对于非间歇性3WC和间歇性3WC的总和DoF是足够的，但是自适应编码对于间歇性3WC的DoF区域是必要的。我们的工作有助于更好地了解多路通信系统的基本限制与不稳定性和适应的影响。
2019-05-31 cs.IT math.IT
Dynamic Power Control for Delay-Aware Device-to-Device Communications
在本文中，我们考虑了延迟感知D2D通信的动态功率控制。随机优化问题被表述为一个无限水平平均费用马尔可夫决策过程。为了处理维数灾难，我们利用CSMA类MAC协议的干扰过滤属性，并推导出一个封闭形式的近似优先级函数和相关的误差界，使用扰动分析。基于封闭形式的近似优先函数，我们提出了一种低复杂度的功率控制算法，解决了每级优化问题。所提出的解决方案被进一步证明是渐近最优的一个足够大的载波检测距离。最后，通过仿真将所提出的功率控制方案与各种基线进行了比较，结果表明，所提出的功率控制方案可以获得显著的性能增益。
2015-04-08 cs.IT math.IT
Analysis of Wireless-Powered Device-to-Device Communications with Ambient Backscattering
基于先进能量收集技术的自我可持续通信正在迅速发展，这有助于自主运行和节能传输。最近，已经发明了利用空气中现有RF信号资源的环境反向散射，以在低功率设备之间实现数据通信。在本文中，我们介绍了混合设备到设备（D2D）通信集成环境后向散射和无线供电的通信。混合D2D通信是自我可持续的，因为不需要专用的外部电源。然而，由于用于能量收集和反向散射的无线电信号来自外部RF源，因此需要有效地优化混合D2D通信的性能。因此，我们为混合D2D发射机设计了两种模式选择协议，允许更灵活地适应环境。然后，我们引入分析模型来描述所考虑的环境因素的影响，例如，环境发射机的分布、空间密度和传输负载对混合D2D通信性能的影响。大量的仿真结果表明，环境发射机之间的排斥因子对通信性能有着重要的影响。此外，我们揭示了不同的模式选择协议如何影响性能指标。
2017-09-21 cs.IT cs.NI math.IT
Load Balancing for 5G Ultra-Dense Networks using Device-to-Device Communications
负载均衡是解决蜂窝网络中移动数据流量时空波动问题的有效方法。专注于从相邻小区借用信道的现有方案不能直接应用于未来的5G无线网络，因为相邻小区将在5G系统中重用相同的频谱带。本文研究了一种正交频分多址接入（OFDMA）超密集小小区网络，该网络采用设备到设备（D2 D）通信，在不增加额外频谱的情况下实现负载均衡。具体地，数据业务可以通过D2 D通信从拥塞的小小区有效地卸载到其他未充分利用的小小区。该问题自然地被公式化为最大化系统总速率的联合资源分配和D2 D路由问题。为了有效地解决该问题，我们将该问题解耦为资源分配子问题和D2 D路由子问题。这两个子问题分别作为单调优化问题和互补几何规划问题迭代求解。仿真结果表明，通过将拥塞小小区中的数据业务分流到相邻的小小区基站，相邻小小区中的数据和速率平均提高了20%.
2018-03-29 cs.IT math.IT
Energy efficient D2D communications in dynamic TDD systems
网络辅助的设备到设备通信是用于改善基于邻近的服务的性能的有前景的技术。本文展示了设备到设备通信和动态时分双工的集成如何提高未来蜂窝网络的能源效率，从而实现更环保的系统操作并延长移动设备的电池寿命。我们共同优化的模式选择，传输周期和功率分配，以最大限度地减少能源消耗（从系统和设备的角度来看），同时满足一定的速率要求。将无线资源管理问题转化为混合整数非线性规划问题。虽然他们被称为是NP-困难的一般情况下，我们利用问题的结构来设计高效的算法，最佳地解决几个问题的情况下。对于其余的情况下，一个启发式算法，计算接近最优的解决方案，同时尊重实际约束的执行时间和信令开销。仿真结果表明，设备到设备和灵活的时分双工技术的结合，可以显着提高下一代蜂窝系统的频谱和能量效率。
2015-06-01 cs.IT math.IT
Resource Allocation in Cloud Radio Access Networks with Device-to-Device Communications
为了减轻前传的负担并减少传输延迟，在云无线电接入网络（C-RAN）中提出了设备到设备（D2 D）通信。考虑到动态业务到达和时变信道条件，具有D2 D的C-RAN中的资源分配被公式化为随机优化问题，其旨在最大化受到网络稳定性、干扰和前传容量约束的总吞吐量。利用李雅普诺夫优化技术，将随机优化问题转化为时延感知优化问题，时延感知优化问题是一个混合整数非线性规划问题，可以分解为模式选择、上行波束形成设计和功率控制三个子问题。一个优化解决方案，包括一个修改的分支定界法以及加权最小均方误差的方法已被开发，以获得接近最优的解决方案。仿真结果表明，D2 D可以提高吞吐量，降低延迟，并减轻负担的限制前传的C-RAN。此外，平均吞吐量延迟权衡可以实现所提出的解决方案。
2017-09-14 cs.IT math.IT
Device-to-Device Millimeter Wave Communications: Interference, Coverage, Rate, and Finite Topologies
涉及可穿戴电子设备之间的设备到设备通信的新兴应用需要Gbps吞吐量，这可以通过利用毫米波（mmWave）频带来实现。当许多这样的通信设备在室内非常接近时，如在训练车厢或飞机机舱中，干扰可能是严重的损害。本文采用随机几何方法分析了有限网络区域内有限数目中继器的毫米波网络的性能。先前的工作考虑了具有不同天线和信道假设的较低载波频率，或者具有无限空间范围的网络。在本文中，人类用户不仅携带潜在的干扰设备，而且还采取行动来阻止干扰信号。使用一系列的简化假设，准确的覆盖率和速率的表达式开发，捕获的关键天线特性，如方向性和增益的影响，是有限的面积和用户数量的函数。通过分析和模拟相结合的假设进行验证。主要结论是，毫米波频率可以提供Gbps的吞吐量，即使与全向收发器天线，更大，更定向的天线阵列提供更好的系统性能。
2016-06-09 cs.IT math.IT
Combined shared/dedicated resource allocation for Device-to-Device Communication
设备到设备（D2 D）通信是增强当代蜂窝网络的频谱效率和网络吞吐量的有效技术。通常，利用D2 D的用户重用与通过基站通信的普通蜂窝用户（CUE）相同的无线电资源。这种模式称为共享模式。另一个选项是在所谓的专用模式中专门为D2 D用户专用特定量的资源。在本文中，我们提出了新的组合共享/专用资源分配方案，使D2 D用户同时利用两种模式下的无线电资源。为此，我们提出了一个基于图论的有效的资源分配的框架。在该框架内，导出蜂窝用户与D2 D用户之间以及各个D2 D用户之间的邻域关系以形成图。然后，将图分解为子图以识别可以被其他用户重用的资源，使得D2 D用户的容量最大化。结果表明，当与仅在共享或专用模式之间选择的方案相比时，总和D2 D容量从1.67倍增加到2.5倍（取决于D2 D用户的密度）。
2017-11-06 cs.IT math.IT
On Fundamental Trade-offs of Device-to-Device Communications in Large Wireless Networks
本文研究的收益，在服务的请求，可通过带外设备到设备（D2D）的视频交换在大型蜂窝网络。一个随机的框架，在其中用户被聚集到交换视频，介绍，考虑这个问题的几个方面：视频缓存策略，用户匹配的交流，调度和传输方面。一个家庭的\emph{admissible protocols}介绍：在每个协议中的用户聚集的硬核点过程的手段，并在集群内，视频交换发生。定义了量化通过D2D服务的视频请求的“本地”和“全局”部分的两个度量，并且标识了涉及这些度量的相关权衡区域以及服务质量约束。提出并分析了一种简单的通信策略，以获得折衷区域的内界，并得出通过D2D可达到的性能的结论。为此，分析的时变干扰的节点的经验，并严格近似其拉普拉斯变换。
2015-05-04 cs.IT math.IT
Energy Efficiency and Sum Rate Tradeoffs for Massive MIMO Systems with Underlaid Device-to-Device Communications
在本文中，我们研究了为第五代（5G）蜂窝网络提出的两种技术的共存，即网络辅助设备到设备（D2D）通信和大规模MIMO（多输入多输出）。这两种技术的潜在好处是众所周知的，但它们共存所产生的权衡尚未得到充分解决。为此，我们假设D2D用户以并行方式重用蜂窝网络的下行链路资源。此外，在BS处使用多个天线以便获得预编码增益并且使用多用户或大规模MIMO技术同时支持多个蜂窝用户。考虑两个指标，即平均和率（ASR）和能源效率（EE）。我们推导出易于处理和直接可计算的表达式，并研究ASR和EE之间的权衡作为BS天线的数量，蜂窝用户的数量和D2D用户的密度在给定的覆盖区域内的函数。我们的研究结果表明，ASR和EE表现不同的情况下，低密度和高密度的D2D用户，和共存的D2D通信和大规模MIMO主要是有益的D2D用户的低密度。
2015-06-01 cs.IT math.IT
Delay Reduction in Multi-Hop Device-to-Device Communication using Network Coding
本文考虑了使用基于即时可解码网络编码（IDNC）的设备到设备（D2 D）通信来减少无线网络的广播解码延迟的问题。在D2 D配置中，网络中的设备可以通过发送网络编码的分组来帮助加速恢复在其传输范围内的其他设备的丢失分组。与以前的作品，假设完全连接的网络，本文提出了一个部分连接的配置，其中的决定不仅要对数据包的组合，但也对一组发送设备。首先，识别在每个设备处发生的不同事件，以便导出解码延迟的概率分布的表达式。然后，制定了一组发送设备和每个设备的分组组合的联合优化问题。联合优化问题的最优解是使用图论的方法，通过引入合作图和重新制定的问题作为一个最大重量团的问题，其中每个顶点的重量是由顶点确定的设备的贡献。通过大量的仿真，比较了点到多点（PMP）配置、完全连接的D2 D（FC-D2 D）配置和更实际的部分连接的D2 D（PC-D2 D）配置中的所有设备所经历的解码延迟。数值结果表明，PC-D2 D优于FC-D2 D，并提供了可观的增益，特别是对于连接不良的网络。
2015-05-21 cs.IT math.IT
A Stochastic Geometric Analysis of Device-to-Device Communications Operating over Generalized Fading Channels
设备到设备（D2 D）通信现在被认为是未来5G网络的组成部分，其将使得用户设备（UE）之间能够直接通信，而无需经由网络基础设施进行不必要的路由。这种架构将导致比传统蜂窝网络更高的吞吐量，但是具有由随机定位的蜂窝和D2 D UE引起的共信道干扰的增加的可能性。可以预期构成D2 D通信的物理信道在本质上是复杂的，经历跨越紧密定位的D2 D对的视线（LOS）和非LOS（NLOS）条件两者。此外，给定不同范围的操作环境，它们也可能受到分散的多径贡献的聚集，即，这与传统的Rayeligh衰落环境非常不同。为了解决这些挑战，我们考虑两个最近提出的广义衰落模型，即$κ-μ$和$η-μ$，以表征D2 D通信中的衰落行为。总之，这些模型包括许多在文献中最广泛遇到和使用的衰落模型，例如Rayleigh、Rice（Nakagami- $n$）、Nakagami- $m$、Hoyt（Nakagami- $q$）和单侧高斯。使用随机几何，我们评估广义衰落条件下的D2 D网络的速率和误比特概率。分析结果的基础上，我们提出了新的见解之间的权衡的可靠性，速率和模式选择在现实的操作条件下。我们的研究结果表明，D2 D模式在蜂窝链路上实现更高的速率，代价是更高的比特错误概率。通过数值评估，我们还研究了D2 D网络的性能增益，并证明了其优于传统蜂窝网络。
2016-05-10 cs.IT math.IT
Device-to-Device Communication Underlaying a Finite Cellular Network Region
底层带内设备到设备（D2D）通信可以提高蜂窝网络的频谱效率。然而，D2D和蜂窝用户的共存导致小区间和小区间干扰。前者可以通过小区间干扰协调来有效地管理，因此在本工作中不考虑。相反，我们专注于小区内干扰，并提出了一种D2D模式选择方案，以管理它在有限的蜂窝网络区域内。潜在D2D用户由基站（BS）基于对BS产生的平均干扰来控制以在D2D模式中操作。使用随机几何，我们研究了在BS和D2D接收器处经历的中断概率，以及频谱重用率，其量化了成功发送D2D用户的平均分数。该分析表明，D2D接收机处的中断概率对于不同的位置而变化。另外，在不损害BS处的性能的情况下，如果蜂窝链路上的路径损耗指数略低于D2D链路上的路径损耗指数，则频谱重用率可以具有可忽略的降低，而D2D用户的成功传输的平均数量随着D2D节点密度的增加而增加。这表明D2D通信的增加水平在未来网络中可能是有益的。
2016-10-27 cs.IT math.IT
Quantum Game Theory for Beam Alignment in Millimeter Wave Device-to-Device Communications
研究了毫米波频段可穿戴设备到设备（D2D）通信中的波束优化对准问题。特别地，在参与D2D通信的可穿戴通信对之间制定非合作博弈。在这个游戏中，充当发射器的可穿戴设备自主地选择其波束的方向，以便最大化到其接收器的数据率。为了解决这个问题，提出了一种基于最佳响应动态的算法，该算法允许发射机以分布式方式达到纳什均衡。为了进一步提高mmW D2D通信的性能，制定了一种新的量子博弈模型，以使可穿戴设备能够在其波束对准期间利用新的量子方向，从而进一步提高其数据率。仿真结果表明，所提出的博弈论的方法提高了性能，在数据率，约75%的均匀波束对准相比。结果还表明，量子博弈模型可以进一步产生高达20%的改善数据率，相对于经典的游戏方法。
2016-10-06 cs.GT cs.IT math.IT
RIS-Aided Wireless Communications: Extra Degrees of Freedom via Rotation and Location Optimization
我们认为额外的自由度提供的旋转的可重构智能表面（RIS）平面和研究其潜力，在提高性能的RIS辅助无线通信系统。通过考虑辐射模式建模在所有涉及的节点，我们首先推导出的复合信道增益，并提出了一个封闭形式的上界的系统遍历容量级联莱斯衰落信道。然后，我们重建的复合信道增益，考虑在RIS平面，发射天线和接收天线的旋转，并提取最佳的旋转角度后，调查他们的容量的影响。此外，我们提出了一个位置依赖的遍历容量的表达式，并研究了RIS部署策略，即联合旋转调整和位置选择。仿真结果验证了理论分析和部署策略的正确性。虽然RIS位置对性能有很大的影响，但我们的结果表明RIS旋转起着更重要的作用。换句话说，我们可以通过适当地旋转RIS而不是在大范围内移动它来获得相当大的改善。例如，通过将RIS旋转42.14 $^{\circ}$，我们可以获得超过200%的性能改进，而通过将RIS移动400米，可以获得150%的性能改进。
2022-02-11 cs.IT eess.SP math.IT
Network-Assisted Device-to-Device (D2D) Direct Proximity Discovery with Underlay Communication
通过增加频谱资源的空间重用并实现较低延迟的通信链路，预期设备到设备通信将在当前和未来的蜂窝世代中发挥重要作用。该范例具有两个基本构建块：（i）邻近发现和（ii）邻近设备之间的直接通信。虽然（ii）在最近的文献中被广泛对待，但（i）受到的关注相对较少。在本文中，我们分析了网络辅助的D2D邻近发现协议，其中蜂窝设备可以扮演以下角色：广播器（其宣布其在建立D2D连接中的兴趣）或监视器（其监听来自广播器的传输）。传统上，通告器在专用信道资源上发送它们的消息。相比之下，受最近的进展与多用户解码能力的接收器，我们考虑的情况下，播音员在下行链路传输中的消息，是针对监控设备。我们提出了一个功率控制方案应用于下行链路传输，它应付通过额外的功率支出的GPRS传输，同时保证可靠的下行链路传输和GPRS邻近发现。
2015-08-13 cs.IT cs.NI math.IT
Scalable Device-to-Device Communications For Frequency Reuse >> 1
基于邻近的应用正在成为快速增长的市场，这表明设备到设备（D2D）通信正在成为未来移动数据网的重要部分。我们提出了可扩展的准入和D2D通信蜂窝网络的功率控制方法，以增加频率资源的重用，从而提高网络容量，同时保持所有用户的QoS。所提出的方法的目的是在QoS约束下最大化D2D链路的数量，因此最大化网络频率重用，同时考虑多小区环境中不同级别的复杂度和可用信道状态信息（CSI）。仿真结果表明，采用D2D和所提出的多小区干扰协调和低功率传输方法，网络频谱效率可以提高10倍，同时可以保证较低的中断概率，为所有用户提供QoS。
2016-10-18 cs.IT cs.NI math.IT
A Survey on Device-to-Device Communication in Cellular Networks
设备到设备（D2 D）通信最初在蜂窝网络中被提出作为增强网络性能的新范例。诸如内容分发和位置感知广告的新应用的出现为蜂窝网络中的D2 D通信引入了新的用例。最初的研究表明，D2 D通信具有诸如提高频谱效率和降低通信延迟的优点。然而，这种通信模式在干扰控制开销和协议方面引入了复杂性，这些仍然是开放的研究问题。学术界、工业界和标准化机构正在研究LTE-A中的D2 D通信的可行性。迄今为止，有超过100篇关于蜂窝网络中的D2 D通信的论文，并且没有关于该领域的调查。在这篇文章中，我们提供了一个分类的基础上D2 D通信频谱，并审查了现有的文献广泛建议的分类。此外，我们提供了新的见解，过度探索和探索不足的领域，这导致我们确定开放的研究问题的D2 D通信在蜂窝网络。
2014-04-29 cs.GT cs.IT cs.NI
Power Distribution of Device-to-Device Communications in Underlaid Cellular Networks
设备到设备（D2D）通信最近已经作为无线蜂窝网络中的新型传输范例出现。D2D传输与通常的蜂窝连接同时发生，因此，控制给宏蜂窝用户设备（UE）带来的干扰至关重要。在本文中，我们考虑了一层D2D用户的上行链路传输，其作为传统蜂窝网络的中继来操作。利用基于随机几何的网络模型，推导出D2D发射功率的均衡累积分布函数（CDF）。考虑干扰受限和相对损耗环境的情况下，推导了功率CDF的闭合形式方程。最后，推导出功率分布的上界，并通过仿真验证了分析结果。
2015-11-15 cs.IT cs.NI math.IT
Energy Efficiency and Spectral Efficiency Tradeoff in Device-to-Device (D2D) Communications
在这封信中，我们调查的能量效率（EE）和频谱效率（SE）的设备到设备（D2D）通信与上行链路信道重用蜂窝网络的基础之间的权衡。将资源分配问题建模为一个非合作博弈，每个用户设备（UE）都是自利的，都希望最大化自己的EE.在给定SE要求和最大发射功率约束的情况下，利用非线性分式规划的性质，提出了一种分布式节能资源分配算法.通过计算机模拟分析和验证了该算法的EE和SE折衷与系统参数的关系。
2014-07-06 cs.GT cs.IT math.IT
Utility-maximization Resource Allocation for Device-to-Device Communication Underlaying Cellular Networks
设备到设备（D2 D）底层通信以复杂的收发器设计为代价从覆盖范围和频谱效率的改善给蜂窝网络带来了巨大益处。在频谱共享模式下，D2 D用户在下行链路或上行链路中对现有蜂窝网络产生干扰。因此，应该适当地设计用于D2 D对的资源分配，以便减少可能的干扰，特别是对于上行链路。在本文中，我们介绍了一种新的带宽分配方案，以最大限度地提高D2 D用户和蜂窝用户的效用。由于分配问题是强NP-困难的，我们应用松弛的关联指标。我们提出了一个低复杂度的分布式算法，并证明了在静态环境下的收敛性。仿真结果表明，所提出的方案可以显著提高D2 D通信的性能，D2 D通信的性能取决于D2 D用户的位置、D2 D用户的数量和QoS（服务质量）参数。
2013-07-01 cs.IT cs.NI math.IT
Electromagnetic Effective Degree of Freedom of a MIMO System in Free Space
多输入多输出（MIMO）系统的有效自由度（EDOF）代表其等效的独立单输入单输出（SISO）系统的个数，直接表征了MIMO系统的通信性能。传统的EDOF只考虑单偏振，在远场近似下，全偏振分量退化为两个独立的横向分量。然而，传统的模型不适用于复杂的场景，特别是近场区域。基于并矢格林函数建立的电磁（EM）信道模型，我们首先计算EM EDOF来估计自由空间中具有全极化的任意MIMO系统的性能。然后，我们澄清EDOF的限制和最佳的源/接收器的数量之间的关系。最后，近场MIMO通信的潜在好处与EM EDOF，其中的纵向极化源的贡献被考虑在内。这项工作建立了一个基本的EM框架MIMO无线通信。
2022-01-01 cs.IT eess.SP math.IT
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
Spatially Correlated Content Caching for Device-to-Device Communications
我们研究了设备到设备（D2 D）网络中，每个文件的流行程度遵循Zipf分布的最佳地理内容放置。D2 D用户（缓存）的位置由泊松点过程（PPP）建模，并且具有有限的通信范围和有限的存储。受Matérn硬核（II型）点过程的启发，捕获节点之间的成对交互，我们设计了一种新的空间相关的缓存策略，称为{ \em硬核放置}（HCP），使得缓存相同文件的D2 D节点彼此之间的距离永远不会比{ \em排除半径}更近。排除半径起到了替代缓存概率的作用。我们导出并优化排除半径以最大化{ \em命中概率}，其是给定D2 D节点可以在其通信范围内的另一节点的高速缓存处找到期望文件的概率。对比它与独立的内容放置，这是在大多数以前的工作中使用的，我们的HCP策略往往会产生一个显着更高的缓存命中概率。我们进一步证明了HCP策略对于小的高速缓存大小和小的通信半径是有效的，这是D2 D的可能条件。
2017-10-03 cs.IT cs.NI math.IT
Optimizing The Spatial Content Caching Distribution for Device-to-Device Communications
我们研究了设备到设备（D2D）网络中的内容流行度遵循Zipf定律的最优地理内容放置问题。我们考虑D2D缓存模型，其中D2D用户（缓存）的位置由泊松点过程（PPP）建模，并且具有有限的通信范围和有限的存储。与大多数相关的工作，假设独立放置的内容，并没有捕捉到的用户的位置，我们模型的空间属性的网络，包括空间相关性的缓存内容。我们提出了两个新的空间相关性模型，可交换的内容模型和Matérn（MHC）的内容放置模型，并分析和优化的\emph{hit probability}，这是一个给定的D2D节点在其通信范围内的另一个节点找到所需的文件的概率。我们将这些结果与独立配售模型进行了对比，发现可交换配售的表现更差。另一方面，MHC放置产生更高的缓存命中概率比独立放置小的缓存大小。
2016-08-28 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Full-Duplex Device-to-Device Communication
本文考虑在存在多个窃听者的下行链路MISO蜂窝系统中的全双工（FD）设备到设备（D2D）通信。D2D对共享分配给蜂窝用户（CU）的相同频带进行通信。由于D2D用户共享与CU相同的频率，因此基站（BS）和D2D传输彼此干扰。此外，由于有限的处理能力，D2D用户容易受到外部攻击。我们的目标是设计最佳的波束成形和功率控制机制，以保证安全的通信，同时提供所需的服务质量（QoS）的D2D链路。为了提高安全性，BS发送人工噪声（AN）。我们设计了强大的波束成形安全的消息，以及AN在最坏情况下的意义上，最大限度地减少总发射功率与不完美的信道状态信息（CSI）的所有链路在BS。这个问题是严格非凸的，有无穷多个约束。通过发现问题的隐凸性，我们得到了幂最小化问题的秩一最优解。
2017-09-07 cs.CR cs.IT math.IT
Radio Resource Allocation for Device-to-Device Underlay Communication Using Hypergraph Theory
设备到设备（D2D）通信已经被认为是为演进节点B（eNB）卸载业务的有前景的技术。然而，D2D传输作为一种干扰对蜂窝和其他D2D链路都造成严重干扰，这对无线电资源分配提出了很大的技术挑战。传统的基于图的资源分配方法通常考虑两个用户设备（UE）之间的干扰，但是它们不能对来自多个UE的干扰进行建模以完全表征干扰。在本文中，我们研究使用超图理论来协调D2D对和蜂窝UE之间的干扰的信道分配，其中允许任意数量的D2D对与蜂窝UE共享上行链路信道。超图着色用于对来自多个D2D对的累积干扰进行建模，从而消除相互干扰。仿真结果表明，与传统的基于图的方法相比，所提出的超图方法显著提高了系统容量。
2016-04-12 cs.IT cs.NI math.IT
Channel Eigenvalues and Effective Degrees of Freedom of Reconfigurable Intelligent Surfaces
可重构智能表面（RIS）作为下一代无线通信的候选技术，近年来引起了学术界和工业界的广泛研究兴趣。然而，只有有限的知识，已获得的信道本征值特性和自由度（DoF）的系统包含RIS。在本文中，我们专注于无线通信系统的发射机和接收机都分别配备了RIS。特征值，如他们的总和和个人的行为，研究了RIS的相关矩阵和复合信道矩阵，包括两个RIS和无线信道。此外，有效自由度（EDoF）的概念，即，对于具有RIS能力的系统，重新考虑了积极地有助于传送信息的子信道的数量。分析和数值结果表明，EDOF取决于各种因素，包括工作信噪比，RISs的物理参数，和传播环境。
2021-10-15 cs.ET cs.IT math.IT
Low-Rate Machine-Type Communication via Wireless Device-to-Device (D2D) Links
无线蜂窝网络以两种新兴技术趋势为特征。第一种是直接设备到设备（D2D）通信，其实现了重新利用蜂窝频谱和无线电接口的无线设备之间的直接链路。第二种是机器类型通信（MTC），其中目标是将大量低速率低功率设备（称为机器类型设备（MTD））附接到蜂窝网络。MTD对蜂窝网络提出了新的挑战，其中之一是低传输功率可能导致小区边缘设备的中断问题。另一个对MTC迫在眉睫的问题是可能导致无线电接口过载的\emph{massive access}。在本文中，我们探索了D2D链路为支持MTD而打开的机会，因为可能期望不通过到基站的直接链路而是通过附近的中继来承载MTC业务。MTC被建模为具有中断要求的固定速率流量。我们提出了两个网络辅助的D2D方案，使MTD和标准蜂窝设备之间的合作，从而满足MTC中断的要求，同时最大限度地提高其他设备的宽带服务的速率。所提出的方案应用了认知干扰消除的原理和认知无线电的基础。我们通过分析和数值结果表明，所提出的计划的收益。
2013-05-29 cs.IT cs.NI math.IT
Resource theories of communication
最近的一系列工作表明，将通信信道置于备选配置的相干叠加中可以提高它们传输信息的能力。这一现象的另一个优点是在替代因果顺序的叠加中使用通信设备所产生的优点，以及沿着替代轨迹的叠加传输信息所产生的优点。这些优势之间的关系一直是最近辩论的主题，一些作者声称，叠加的优势可以复制，甚至超越，其他形式的叠加。为了阐明这一争论，我们开发了一个一般框架的资源理论的沟通。在这个框架中，资源是通信设备，并且允许的操作是（a）通信方之间的通信设备的放置，以及（b）通信设备与各方实验室中的本地设备的连接。允许的操作需要满足最小条件，即它们不允许独立于表示初始资源的设备的通信。资源理论的分析表明，上述对因果序叠加的批评是基于不同类型的量子叠加之间的不平衡比较，表现出不同的操作特征。
2020-04-22 cs.IT math.IT quant-ph
A Novel Content Caching and Delivery Scheme for Millimeter Wave Device-to-Device Communications
针对支持缓存的毫米波D2D网络，提出最大化视距D2D链路内容交付成功率的缓存放置策略及启发式交付算法，相比传统策略提升流量卸载增益与超密集网络能效。
2019-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
On the Degrees of Freedom and Eigenfunctions of Line-of-Sight Holographic MIMO Communications
该研究针对双全息表面视距通信链路，通过子全息表面划分方法推导了适用非近轴部署的有效自由度闭式表达式，证明了本征值极化等特性，还给出了最优通信基函数解析结果，推广了近轴场景的现有分析。
2025-06-14 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Interference-Aware Energy-Efficient Resource Allocation for Device-to-Device Communications Underlaying Cellular Networks
由于频谱重用和用户设备（UE）的有限电池寿命所导致的同信道干扰，设备到设备（D2D）到蜂窝网络中的引入在资源分配设计中提出了许多新的挑战。在本文中，我们提出了一个分布式的干扰感知的能量有效的资源分配算法，以最大限度地提高每个UE的能量效率（EE）受到其特定的服务质量（QoS）和最大传输功率的限制。我们将资源分配问题建模为一个非合作博弈，其中每个参与者都是自私的，希望最大化自己的EE。公式化的EE最大化问题是一个非凸问题，并利用非线性分数规划的性质将其转化为凸优化问题。提出了一种迭代优化算法，并通过计算机模拟进行了验证。
2014-07-22 cs.IT cs.NI math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface Assisted Device-to-Device Communications
随着5G、6G及以后的演进，设备到设备（D2D）通信已被开发为节能和频谱高效的解决方案。在蜂窝网络中，D2D链路需要与蜂窝链路共享相同的频谱资源。可重构智能表面（RIS）可以重新配置元件的相移，并创建有利的波束转向，这可以减轻D2D链路造成的严重干扰。在本文中，我们研究了一个RIS辅助的单小区上行链路通信网络的情况下，蜂窝链路和多个D2D链路利用直接传播和反射一跳传播。通过联合优化所有链路的传输功率和所有元件的离散相移来最大化系统总速率。该问题是一个NP难的混合整数非凸非线性问题。为了获得实际的解决方案，我们利用交替最大化和问题被分解成两个子问题。对于功率分配问题，该问题是一个凹函数差分（DC）问题，采用梯度下降方法求解。对于相移，采用了一种复杂度较低的局部搜索算法。仿真结果表明，部署RIS和优化相移对减轻D2D网络干扰有显著效果。
2020-07-02 cs.IT cs.NI math.IT
On Anomalous Diffusion of Devices in Molecular Communication Network
考虑了一维（1-D）非均匀扩散分子通信信道，其中设备（发射器（TX）和接收器（RX））可以沿着轴在任一方向上移动。为了模拟信息携带分子（ICM）以及TX和RX的异常扩散，时间标度布朗运动的概念进行了探讨。在这种情况下，一个新的封闭形式的第一击中时间密度（FHTD）的表达式。此外，推导出的FHTD验证通过基于粒子的模拟。对于二进制信息的传输，利用定时调制。此外，信道被假定为二进制擦除信道（BEC）和分析方面的可达信息速率（AIR）。
2022-03-28 cs.IT eess.SP math.IT
