Network MIMO with Partial Cooperation between Radar and Cellular Systems
为了满足不断增长的频谱需求，未来的蜂窝系统预计将共享其他服务（如雷达）的频谱。在本文中，我们考虑了一个网络多输入多输出（MIMO）与部分合作模型，雷达站与蜂窝基站（BS）的合作，以提供信息给预期的移动用户。因此，雷达站在蜂窝系统中充当BS。然而，由于雷达站发射的高功率用于检测远目标，蜂窝接收机在接收这些高雷达功率时可能烧毁。因此，我们提出了一种新的投影方法，称为小奇异值空间投影（SSVSP），以减轻这些有害的高功率，使雷达站与蜂窝基站合作。此外，我们制定了一个MIMO干扰信道的一般约束（MIMO-IFC-GC）的问题。最后，我们提供了一个解决方案，以最大限度地减少加权和均方误差最小化问题（WSMMSE）与执行功率约束的雷达和蜂窝站。
2015-10-18 cs.IT math.IT
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
Coverage Gains from the Static Cooperation of Mutually Nearest Neighbours
蜂窝网络中的协作最近被认为是一种有前途的方案，以提高系统性能。在这项工作中，集群的基础上形成的相互最近的邻居关系，它定义了哪些站合作对，哪些不。当节点位置遵循泊松点过程（PPP）时，原始聚类模型的性能可以由另一个模型近似，所述另一个模型由配备有足够标记的两个PPP（一个用于单打，一个用于对）的叠加形成。这允许导出两个用户簇关联规则下的网络覆盖概率的精确表达式。数值计算表明，从不同的信号合作方案，可以达到15%的覆盖增益相比，标准的非合作网络覆盖。该分析是通用的，可以应用于任何类型的合作或协调对发送节点之间。
2016-04-15 cs.IT cs.NI 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
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
Coverage by Pairwise Base Station Cooperation under Adaptive Geometric Policies
我们研究了一个合作模型，其中基站的位置遵循泊松点过程分布和Voronoi细胞定义与它们相关联的平面区域。对于每个用户的服务，涉及一个或两个基站。如果是两个，则这些通过交换用户数据和减少的信道信息（信道相位、第二相邻干扰）与在某个回程链路上的会议协作。总的用户发射功率在它们之间分配，并且公共消息被编码，由站相干地发射。用户选择合作或不合作服务的决策由一组几何策略指导。所建议的策略进一步控制覆盖轮廓的形状，有利于小区边缘区域。基于随机几何推导出网络覆盖概率的解析表达式。他们的数值评估显示合作的好处，这是增强时，脏纸编码应用于消除第二个邻居的干扰。
2013-11-21 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
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
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
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
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
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
On a User-Centric Base Station Cooperation Scheme for Reliable Communications
在本文中，我们描述了CoMP2flex，一个以用户为中心的基站（BS）的合作计划，提供了改进的无线蜂窝网络的上行链路（UL）和下行链路（DL）通信的可靠性。CoMP2flex不仅支持具有相同业务方向的两个BS的协作，而且支持服务于双向业务的两个BS的协作。通过数值模拟和解析表达式，给出了CoMP2flex的可靠性性能。我们量化和数值验证的贪婪BS配对算法的性能，通过比较最大权重匹配方法，实现为加权图的埃德蒙兹匹配算法。
2017-03-02 cs.IT cs.NI math.IT
Interference Mitigation Methods for Unmanned Aerial Vehicles Served by Cellular Networks
通过现有蜂窝网络向低空无人机（UAV）提供连接的主要挑战是由于网络中的干扰增加而出现的。增加的高度和有利的传播条件导致UAV对相邻小区产生更多干扰，并且同时经历来自相邻基站的下行链路传输的更多干扰。上行链路干扰问题可能导致地面UE具有降级的性能，而下行链路干扰问题可能使UAV维持与网络的连接具有挑战性。在本文中，我们提出了几个上行链路和下行链路干扰缓解技术来解决这些问题。结果表明，在所有基站全功率发射的最坏情况下，所提出的解决方案能够降低地面UE的上行吞吐量下降，并确保无人机保持在LTE覆盖范围内。
2018-02-01 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
Interference Alignment Through User Cooperation for Two-cell MIMO Interfering Broadcast Channels
研究了两小区多输入多输出（MIMO）高斯干扰广播信道（MIMO-IFBC），其中$K$协作用户位于每个基站的小区边界上。它对应于具有两个基站（BS）和配备有Wi-Fi接口的$K$用户的蜂窝网络的下行链路场景，该Wi-Fi接口使得能够在对等基础上在用户之间进行协作。在这种情况下，我们提出了一种新的干扰对齐（IA）技术，利用用户的合作。当每个基站和用户分别具有$M=K+1$发射天线和$N=K$接收天线时，我们所提出的算法获得了2K的可实现自由度（DoF）。此外，该算法只需要少量的信道反馈信息的用户协作信道的帮助。仿真结果表明，不仅是分析结果的有效性，但我们提出的算法的可实现的自由度也优于传统的技术。
2010-11-17 cs.IT math.IT
Energy-Aware Optimization and Mechanism Design for Cellular Device-to-Device Local Area Networks
在设备到设备（D2D）局域网（LAN）中，移动用户（MU）必须协作以从无线蜂窝网络下载公共实时内容。然而，在蜂窝网络上维持这样的D2D LAN需要引入将激励MU合作的机制。本文研究了蜂窝网络上的能量感知D2D LAN形成问题。使用博弈论框架来制定该问题，其中每个MU寻求在积极参与D2D LAN的同时使其能量消耗最小化。针对MU的自私行为，提出了一种惩罚和激励机制，以保证MU之间的协作。在该机制中，提出了一种估计算法来模拟D2D局域网的形成过程，然后调整机制参数来维持协作。仿真结果表明，该框架可以提高能源效率高达36%，相对于传统的组播场景。
2016-01-25 cs.GT cs.IT cs.NI
Distributed Resource Allocation in Device-to-Device Enhanced Cellular Networks
蜂窝网络性能可以显著受益于直接设备到设备（D2D）通信，但是来自同信道D2D通信的干扰限制了性能增益。在由D2D和蜂窝链路组成的混合网络中，找到最佳干扰管理是具有挑战性的。特别是，我们表明，最大限度地提高网络吞吐量，同时保证预定义的服务水平，蜂窝用户的问题是非凸的，因此棘手。相反，我们采用了一种分布式的方法，计算效率极高，需要最小的协调，通信和节点之间的合作。关键算法思想是一种信令机制，可以被视为虚构的定价机制，基站优化并传输给D2 D用户，然后D2 D用户做出最佳响应（即，自私地）到这个信号。数值结果表明，我们的算法收敛速度快，开销低，并实现了显着的吞吐量增益，同时保持在预定义的服务水平的蜂窝链路的质量。
2014-12-15 cs.IT math.IT
Multi-cell MIMO Downlink with Fairness Criteria: the Large System Limit
我们认为，蜂窝网络的下行链路与多个小区和多天线基站，包括任意小区间的合作，现实的距离相关的路径损耗和一般的“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已经提供。我们提出了一种基于大随机矩阵理论与拉格朗日优化相结合的分析方法。所提出的方法在计算上比蒙特卡洛模拟更有效，并提供了一个非常准确的近似（几乎无法区分）的实际有限维的情况下，即使是少量的用户和基站天线。数值示例包括线性2单元和平面三扇区7单元布局，没有单元间协作、扇区协作和完全协作。
2010-06-04 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Cooperation
协作被视为无线系统中干扰管理的关键要素。本文表明，合作有根本的局限性。主要的结果是，即使发射机之间的充分合作，一般也不能将干扰受限网络改变为噪声受限网络。其关键思想是存在一个与发射功率无关的频谱效率上限。首先，频谱效率的上限建立依赖于导频辅助信道估计的系统，在这个框架中，合作被证明是可能的，只有在集群的大小有限，这是受到集群外干扰的功率规模与集群内的信号。其次，上限也存在合作时，是通过非相干通信，因此，频谱效率的限制是不是一个副产品的依赖导频辅助信道估计。因此，现有的文献，通常假设高功率频谱效率的规模与日志的发射功率只提供了部分特征。本文提出的完整的表征细分的高功率政权成一个度的自由度政权，其中的缩放与发射功率的日志保持近似，和饱和政权，其中的频谱效率达到一个上限，是独立的功率。使用蜂窝系统作为一个例子，它表明，频谱效率饱和在操作相关的功率水平。
2012-03-30 cs.IT math.IT
Linear Precoding and Equalization for Network MIMO with Partial Cooperation
研究了蜂窝多输入多输出（MIMO）下行链路系统，其中每个基站（BS）向部分用户发送信号，使得每个用户从BS的子集接收其期望的信号。这种情况被称为具有部分协作的网络MIMO，因为只有BS的子集能够协调它们向任何用户的传输。本文的重点是优化的线性波束形成策略在基站和用户的网络MIMO部分合作。在BS处的各个功率约束被强制执行，以及对每个用户的流的数量的约束。首先证明了该系统等价于具有广义线性约束的MIMO干扰信道（MIMO-IFC-GC）。最大化和率（SR）和最小化加权和均方误差（WSMSE）的数据估计的问题是非凸的，和次优的解决方案与合理的复杂性需要设计。在此基础上，次优的技术，旨在最大限度地提高和率的MIMO-IFC-GC的审查，从最近的文献中，并扩展到MIMO-IFC-GC在必要时。然后提出了旨在最小化WSMSE的新设计。广泛的数值模拟提供了现实的蜂窝系统所考虑的方案的性能进行比较。
2013-02-09 cs.IT math.IT math.OC
A Tractable Model for Non-Coherent Joint-Transmission Base Station Cooperation
针对非相干联合传输基站协作问题，提出了一种简单易行的分析模型。除了蜂窝网络的具体方面，如BS密度，信道衰落，平均路径损耗和干扰，该模型还捕获相关的合作机制，包括以用户为中心的BS聚类和信道相关的合作激活。所有BS的位置由泊松点过程建模。使用随机几何工具，信号与干扰加噪声比（$\mathtt{SINR}$）分布与合作的特点是精确的一般保持形式。然后将结果应用于最近感兴趣的实际设计问题。我们发现，增加网络范围的BS密度提高了$\mathtt{SINR}$，而增益增加的路径损耗指数。对于基于导频的信道估计，对于典型值，平均频谱效率在$7$ BS左右的簇大小处饱和，而与回程质量无关。最后，它表明，簇内频率复用是有利的，在中等负载的细胞慷慨的合作激活，而簇内协调调度可能会更好地在轻负载的细胞保守的合作激活。
2014-07-16 cs.IT cs.NI math.IT
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
The Compound Multiple Access Channel with Partially Cooperating Encoders
本文的目的是提供一个严格的信息理论分析的子网络的干扰网络。我们证明了两个编码定理的复合多址信道与任意数量的信道状态。发射机处的信道状态信息使得每个发射机具有状态集合的有限分区，并且知道实际状态属于分区的哪个元素。接收机可以具有任意信道状态信息。第一个编码定理适用于两个发射机都有一个公共消息，并且每个发射机都有一个附加的公共消息的情况。第二个编码定理适用于速率受限但无噪声的发射机合作是可能的情况。这种协作可以用于交换关于信道状态信息以及要发送的消息的信息。这里使用的合作协议推广了Willems的会议。我们展示了如何在现代无线蜂窝网络中用于干扰协调和容量增强的模型基站合作。特别是，编码定理的合作情况下，显示有多少合作是必要的，以实现最大容量的网络考虑。
2011-02-01 cs.IT math.IT
Wireless Node Cooperation with Resource Availability Constraints
基站协作是提高下一代蜂窝网络性能的一种有效方法。到目前为止，研究集中在仅仅基于地理邻近的台站分组标准上。然而，要使合作有意义，参加某一组的每个台站都应有足够的可用资源与其他台站分享。在这项工作中，我们考虑一个替代的分组标准的基础上的距离，同时考虑地理位置的接近和可用资源的站。当网络由泊松点过程建模时，我们推导出合作对或单站的比例，以及每个组的预期干扰总和的解析公式。结果表明，合作收益强烈依赖于可用资源在网络上的分布。
2017-03-02 cs.IT cs.NI cs.PF
Downlink Noncoherent Cooperation without Transmitter Phase Alignment
多小区联合处理可以减轻小区间干扰，从而提高蜂窝系统的频谱效率。大多数先前的工作已经假设来自不同基站收发器站（BTS）的相位对准（相干）传输，这在实践中难以实现。在这项工作中，非相干协作传输方案的下行链路进行了研究，它不需要相位对准。重点在于联合服务共享相同资源块的相邻小区中的两个用户。两个BTS通过回程链路部分地共享它们的消息，并且每个BTS发送两个码字的叠加，每个接收机一个码字。每个接收器解码自己的消息，并将另一个接收器的信号视为背景噪声。对于窄带传输，可实现的速率区域和最大可实现的加权和速率的特征在于优化每个BTS在其两个码字之间的功率分配（以及在多个发射天线的情况下的波束成形向量）。针对宽带（多载波）系统，提出了子载波间最优功率分配问题的对偶形式，该对偶形式可以通过数值方法有效地求解。实验结果表明，在中低信噪比的情况下，该协作方案可以显著提高和速率。
2012-09-10 cs.IT math.IT
The Mean Interference-to-Signal Ratio and its Key Role in Cellular and Amorphous Networks
我们介绍了一个简单而强大的和通用的分析框架，近似的SIR分布在蜂窝系统的下行链路。它基于平均干扰信号比，并产生所讨论的SIR分布和参考SIR分布之间的水平间隙（SIR增益）。作为应用程序，我们确定的SIR增益基站沉默，合作，和网格部署的基础架构，是基于泊松部署的基站和最强的基站关联。应用表明，所提出的方法统一了最近的几个结果，并提供了一个方便的框架，分析和比较未来的网络架构和传输方案，包括无定形网络，其中用户由多个基站提供服务，因此，（硬）小区关联变得过时。
2014-06-11 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Relay Selection and Optimal Relay Location in Cooperative Cellular Networks with Asymmetric Traffic
由于用户终端的电池功率有限，能量有效的通信是移动中继网络的重要要求。本文考虑了在非对称业务的协作蜂窝系统中通过选择移动中继来实现能量有效的中继方案。电池供电终端的每信息比特的总能量消耗，即，移动台（MS）和中继站之间的关系。在联合上行链路和下行链路中继选择（JUDRS）方案，我们提出了，中继，使总的能量消耗最小化。此外，能量有效的合作区域进行了研究，并找到了最佳中继位置的合作蜂窝系统与非对称业务。结果表明，MS中继和中继基站（BS）的信道有不同的影响中继选择决策的最佳能量效率。信息论分析的分集复用权衡（DMT）表明，该方案实现了全空间分集的合作终端在该网络中的数量。最后，数值结果进一步证实了显着的能量效率增益的算法相比，以前的最佳差信道选择和最佳谐波均值选择算法。
2010-09-01 cs.IT math.IT
Power Allocation in Multi-User Cellular Networks: Deep Reinforcement Learning Approaches
基于模型的功率分配算法已经研究了几十年，但它要求数学模型是可解析的，并且通常具有较高的计算复杂性。近年来，数据驱动的无模型机器学习方法得到了快速发展，以获得接近最优的性能和可承受的计算复杂性，深度强化学习（DRL）被认为是未来智能网络的巨大潜力。在本文中，DRL方法被认为是在多用户无线通信蜂窝网络的功率控制。在考虑跨单元协作、离线/在线集中训练和分布式执行的基础上，对基于DRL的顶层设计进行了数学分析。在此基础上进一步发展了具体的DRL设计，提出了基于策略的REINFORCE、基于值的深度Q学习（DQL）、行动者-批评者深度确定性策略梯度（DDPG）算法。仿真结果表明，所提出的数据驱动的方法优于最先进的基于模型的方法的和速率性能，具有良好的泛化能力和更快的处理速度。此外，建议DDPG优于REINFORCE和DQL的总和速率性能和鲁棒性方面，并可以纳入现有的资源分配计划，由于其通用性。
2019-01-22 cs.IT math.IT
Area Spectral Efficiency and SINR Scaling Laws in Multi-Antenna Cellular Networks
研究了多天线蜂窝网络中信号干扰噪声比（SINR）和面积频谱效率（ASE）的缩放定律，其中天线数目与基站（BS）空间密度$λ$成比例。我们从具有$N_t(λ)$发射天线和单个接收天线的MISO情况开始，并证明平均SINR按$\frac{N_t(λ)}λ$缩放，平均ASE按$λ\log\left(1+\frac{N_t(λ)}λ\right)$缩放。对于单流特征波束形成和$N_r(λ) \leq N_t(λ)$接收天线的MIMO情况，我们证明了条件SINR和ASE的缩放定律与MISO情况完全相同，即不依赖于$N_r(λ)$。我们还表明，$K\leq N_t(λ)$相邻BS之间的协调波束成形不提高缩放定律，无论$K$。从系统设计的角度来看，我们的研究结果表明，部署多天线BS可以帮助保持每个用户的吞吐量和线性增加的ASE与BS密度，而在用户设备的天线数量和使用BS合作并不重要。
2020-02-10 cs.IT math.IT
Distributed Compression for the Uplink of a Backhaul-Constrained Coordinated Cellular Network
我们考虑回程受限的协调蜂窝网络。也就是说，具有$N+1$多天线基站（BS）的单频网络，所述多天线基站（BS）协作以对用户的数据进行解码，并且借助于有限容量$\mathrm{R}$的公共无损回程来链接。为了实现接收协作，我们提出分布式压缩：$N$ BS在接收到它们的信号时，使用多源有损压缩码来压缩它们。然后，它们将压缩的矢量发送到中央BS，中央BS执行用户的解码。分布式Wyner-Ziv编码建议使用，并在这项工作中进行了优化设计。本文的第一部分是致力于一个网络与一个独特的多天线用户，发送一个预定义的高斯空时码字。对于这样的场景，BS处的压缩码本被优化，考虑用户的可实现速率作为性能度量。特别地，对于$N = 1$，最佳码本分布以封闭形式导出，而对于$N>1$，设计了迭代算法。贡献的第二部分集中在多用户场景上。对于它，可达到的速率区域是通过最佳的压缩码本的和速率和加权和速率，分别获得。
2008-02-06 cs.IT math.IT
Min-max fair coordinated beamforming in cellular systems via large systems analysis
本文考虑基站（BS）协作的协调波束形成的形式，专注于最小-最大公平的功率使用目标SINR约束。我们表明，最佳波束形成策略有一个有趣的嵌套迫零结构。在渐近制度中，在每个基站的天线数量和每个小区的用户数量都增长大，其比例趋于一个有限的常数，优化的维数大大降低，只有统计知识是必需的解决它。最佳的解决方案的特点是一般的，并提出了一种算法，收敛到最佳的发射参数，为可行的SINR目标。对于两个细胞的情况下，一个简单的单参数表征。这些渐近结果提供了洞察的平均性能，以及简单而有效的波束形成策略的有限系统的情况下。特别地，来自大系统分析的最优波束形成策略仅要求基站具有本地瞬时信道状态信息;波束形成器的剩余参数可以使用可以容易地在基站之间共享的信道统计来计算。
2012-02-03 cs.IT math.IT
Network Coding for Cooperative Mobile Devices with Multiple Interfaces
移动设备之间的协作以及同时利用诸如蜂窝和局域链路之类的多个接口有望满足蜂窝链路上不断增加的吞吐量需求。具体地，当移动设备彼此非常接近并且对相同的内容感兴趣时，除了蜂窝链路之外，还可以利用诸如WiFi直连的设备到设备连接来构建协作系统。然而，理解网络编码对于具有多个接口的协作移动设备的潜力是至关重要的。在本文中，我们考虑这个问题，和（i）开发网络编码方案的合作移动设备具有多个接口，和（ii）通过使用传输的数量来恢复所有数据包作为性能指标的网络编码的性能特征。
2015-05-21 cs.IT cs.NI 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
Velocity-Aware Handover Management in Two-Tier Cellular Networks
虽然网络致密化被认为是满足不断增长的容量需求的重要解决方案，但其对切换（HO）速率的影响被忽视。在密集的5G网络中，HO延迟可能会抵消甚至抵消网络密集化带来的收益。因此，用户的移动性提出了一个不平凡的挑战，收获能力增益通过网络致密化。在本文中，我们提出了一种速度感知HO管理方案，双层下行链路蜂窝网络，以减轻HO的影响，可预见的致密化吞吐量增益。所提出的HO方案通过跳过HO到沿着用户轨迹的一些BS来牺牲最佳BS连接性，以维持较长的连接持续时间并降低HO速率。此外，所提出的方案使合作BS服务和最强干扰消除，以补偿跳过最佳连接。为此，我们考虑不同的HO跳过的情况下，并开发一个速度感知的数学模型，通过随机几何，量化的覆盖概率和用户吞吐量方面的性能建议HO计划。结果突出了密集蜂窝环境中的HO速率问题，并显示了所提出的HO方案的重要性。最后，随着切换跳过的BS合作的价值被量化为不同的用户移动性配置文件。
2016-09-04 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Data Association, NLOS Mitigation, and Clutter Suppression for Networked Device-Free Sensing in 6G Cellular Network
近年来，人们对在第六代（6G）蜂窝网络中实现通感一体化（ISAC）越来越感兴趣。受这一趋势和云无线接入网络中协作通信的成功启发，本文考虑一种基于基站（BS）协作的网络化无设备感知架构，将蜂窝网络转变为一个巨大的传感器，提供无处不在的高性能感知服务。在此框架下，基站首先向移动用户发送下行通信信号，然后根据目标回波估计目标的距离信息。接下来，中央处理器经由前传链路从所有BS收集距离信息，并且基于每个目标到各个BS的距离来定位每个目标。为了在6G网络中实现上述策略，我们将执行联合数据关联、非视距（NLOS）缓解和杂波抑制，以便中央处理器能够找出从视距（LOS）路径中提取的有用距离估计，并将其与正确的目标进行匹配以进行定位。数值结果表明，我们感兴趣的网络化无设备传感方案的6G网络可以定位的目标，在具有挑战性的多径传播环境中的高精度。
2023-02-16 cs.IT eess.SP math.IT
Intelligent Base Station Association for UAV Cellular Users: A Supervised Learning Approach
第五代（5G）蜂窝网络预计将为包括无人机（UAV）在内的车辆用户提供蜂窝连接。当在空中飞行时，这些用户体验到地面上的大量基站（BS）的强的、无障碍的信道条件。这为UAV用户造成了非常强的干扰条件，同时为他们提供了大量的BS以潜在地与蜂窝服务相关联。因此，为了最大化UAV-BS无线链路的性能，UAV用户需要能够基于观察到的环境条件来选择连接到哪些BS。本文提出了一种基于监督学习的关联方案，利用该方案，无人机可以智能地关联到最合适的基站。我们训练一个神经网络（NN），根据从BS接收到的信号功率、到BS的已知距离以及潜在干扰源的已知位置，从几个候选BS中识别出最合适的BS。然后，我们比较了基于NN的关联计划对最强信号和最近邻关联计划的性能，并证明NN计划显着优于简单的启发式计划。
2020-08-28 cs.IT eess.SP math.IT
