Transmission Scheduling of Millimeter Wave Communication for High-Speed Railway in Space-Air-Ground Integrated Network
针对SAGIN中高速铁路mmWave通信的传输调度挑战，提出链路选择与多链路加权流调度算法，显著提升加权已完成流总和、总传输比特数及高优先级流的调度性能。
2024-10-16 cs.IT math.IT
Optimal Link Scheduling in Millimeter Wave Multi-hop Networks with MU-MIMO radios
本文研究了多用户多输入多输出（MU-MIMO）无线电多跳毫米波微微蜂窝网络的最大吞吐量可实现的最佳调度。MU-MIMO能够同时发送到多个接收器（空分复用）和同时从多个发送器接收（空分多址）。主要贡献是扩展到MU-MIMO的网络效用最大化（NUM）调度框架的多跳网络。我们推广到MU-MIMO的经典证明，最大背压（MBP）调度是NUM最优的。MBP需要优化的解决方案，这对于MU-MIMO无线电变得更加困难。在先前的一对一传输和接收模型中，每个有效的调度都是一个图上的匹配。然而，在MU-MIMO的情况下，每个有效调度是有向二部子图（DBSG）。在一般情况下，这阻止找到有效的算法来解决调度器。我们通过假设固定的功率分配使MU-MIMO MBP调度易于处理，因此最佳调度器是最大加权DBSG。MWDBSG问题可以使用标准的Mixed Linear Programming来解决。我们模拟多跳毫米波微微蜂窝网络，并表明，一个MU-MIMO MBP调度器，使网络吞吐量增加160%，而经典的一对一的MBP调度，而公平的速率分配机制，在这两种情况下使用。
2020-02-20 cs.IT math.IT
Robust Transmission Scheduling for UAV-assisted Millimeter-Wave Train-Ground Communication System
随着移动数据的爆炸式增长，高铁旅客对宽带无线接入服务的需求迫切需要超高速场景宽带无线通信的支持。毫米波（mmWave）可以实现高数据传输速率，但它伴随着高传播损耗和易受阻塞。为了解决这个问题，定向天线和无人机（UAV）的发展增强了毫米波车地通信系统的鲁棒性。本文提出了一种UAV和MR中继辅助（UMRA）算法来有效克服链路阻塞，在满足QoS要求和信道质量的前提下，最大化传输流的数量。首先，我们制定了一个混合整数非线性规划（MINLP）问题的无人机轨迹设计和传输调度在全双工（FD）模式。然后，在UMRA中，提出了基于图论的中继判决算法和传输调度算法，在计算复杂度和系统性能之间取得了较好的折衷。大量的仿真结果表明，一个合适的无人机位置将大大提高UMRA算法的性能，使其接近最优解。与其他两种已有的基准方案相比，UMRA在信道质量要求高、阻塞面积大的情况下，能够大大提高流的完成数和系统吞吐量。
2022-07-17 cs.IT math.IT
Technical Report on Optimal Link Scheduling in Millimeter Wave Multi-hop Networks with Space Division Multiple Access and Multiplexing
在本文中，我们研究的最大吞吐量可实现的最佳调度在多跳网络中具有高度定向天线阵列能够空分复用（SDM）在发射机和空分多址（SDMA）在接收机。该网络模型与未来的毫米波（mmWave）系统相关，该系统被期望实现具有非常高的数据率的自回程蜂窝网络，依赖于10-300 GHz之间的载波频率、具有非常大带宽的信道以及大量的天线元件，甚至在移动设备中。我们适应毫米波信道传播，天线阵列和链路速率模型的经典吞吐量最优和网络效用最大化（NUM）调度框架的多跳网络。定向天线增益、同时向多个目的地传输以及同时接收来自多个源的信号都是现有NUM文献中没有的新特性。我们验证了经典的NUM收敛引理在这组新的约束条件下仍然有效，并讨论了一系列算法来实现或近似最优最大背压（MBP）解决方案的性能。最后，我们的分析作为一个潜在的改善蜂窝网络吞吐量容量的估计，由于SDM/SDMA技术和多跳的集成。
2019-01-25 cs.IT math.IT
Joint Millimeter Wave and Microwave Resources Allocation in Cellular Networks with Dual-Mode Base Stations
在本文中，提出了一种新的双模调度框架，联合执行用户应用（UA）的选择和调度在微波（$μ$ W）和毫米波（mmW）频段。所提出的调度框架利用一组上下文信息，包括信道状态信息，延迟容限和所需的负载每UA，和毫米波信道的不确定性，以最大限度地提高服务质量（QoS）每UA。调度问题被制定为最小未满足关系（最小UR）的优化问题，这是具有挑战性的解决。因此，提出了一个长期的调度框架，包括两个阶段。在此框架内，首先，调度在$μ$ W波段制定为一个匹配的游戏，并解决这个问题，提出了一种新的算法，并示出产生一个双边稳定的资源分配。其次，将mmW频段上的调度问题转化为0-1背包问题，提出了一种新的算法，并在$μ$ W和mmW频段上，在多项式时间内找到了有效的调度解.仿真结果表明，与传统的调度方案相比，所提出的方法显着增加了满意的UA的数量，提高了用户的体验质量。
2017-05-07 cs.GT cs.IT math.IT
Integrating Sub-6 GHz and Millimeter Wave to Combat Blockage: Delay-Optimal Scheduling
毫米波（mmWave）技术具有实现非常高的数据率的潜力，但是受到间歇性连接的影响。在本文中，我们提供了一个架构，以集成子6 GHz和毫米波技术，我们将子6 GHz接口作为一个后备数据传输机制，以打击阻塞和间歇性连接的毫米波通信。为此，我们研究了在毫米波和子6 GHz接口上调度数据包的问题，使得系统的平均延迟最小化。这个问题可以用马尔可夫决策过程来表示。我们首先研究折扣延迟最小化问题，并证明最优策略是阈值型的，即，只要系统中的分组数量小于阈值，数据分组就应该总是被路由到毫米波接口。然后，我们证明了折扣延迟问题的结果也适用于平均延迟问题。通过数值结果，我们证明了在繁忙的流量下，将sub-6 GHz与mmWave集成可以将平均延迟降低高达70%。此外，我们的调度策略大大减少了延迟超过著名的MaxWeight政策。
2019-01-22 cs.IT cs.NI math.IT
Triple-Band Scheduling with Millimeter Wave and Terahertz Bands for Wireless Backhaul
随着移动业务需求的爆炸式增长，密集部署的宏小区下的小小区对于5G及更高级别的无线网络具有巨大的潜力。在本文中，我们考虑的问题，支持不同的QoS要求的业务流，利用三个高频段，即，28GHz频带、E频带和太赫兹（THz）频带。三个频带的合作有助于最大化满足QoS要求的流的数量。为了解决制定的非线性整数规划问题，我们提出了一个三带调度方案，可以选择最佳的调度频带之间的三个不同的频带为每个流。所提出的方案还有效地利用资源调度流传输的时隙。大量的模拟表明，该计划的优越性能超过三个基线计划的完成流的数量和系统吞吐量。
2022-05-28 cs.IT cs.NI math.IT
Multi-User Scheduling in Hybrid Millimeter Wave Massive MIMO Systems
虽然毫米波频段为移动宽带服务提供了大带宽，但它们遭受严重的路径损耗和阴影。可以应用诸如波束成形（BF）的多天线技术来补偿信号衰减。我们考虑一种特殊情况下的混合BF称为每流混合BF（PSHBF），这是更容易实现比一般的混合BF，因为它规避了联合模拟-数字波束形成器优化的需要。在基站处采用BF使得能够在同一资源块中向若干用户传输多个数据流。在本文中，我们提供了一个离线研究的比例公平多用户调度的毫米波系统PSHBF了解各种系统参数的性能的影响。我们制定多用户调度作为一个优化问题。为了解决非凸性，我们提供了一个可行的解决方案，并通过数值例子表明，所提供的解决方案的性能是非常接近的上限。使用这个框架，我们提供了广泛的数值研究揭示了几个工程见解。
2021-09-13 cs.IT eess.SP math.IT
QoS-aware User Association and Transmission Scheduling for Millimeter-Wave Train-ground Communications
针对采用全双工移动中继的毫米波高速铁路车地通信，提出基于联盟博弈的用户关联与传输调度算法，以提升吞吐量并满足QoS需求。
2023-08-20 cs.IT cs.NI math.IT
Beam-searching and Transmission Scheduling in Millimeter Wave Communications
毫米波（mmW）无线网络能够通过使用具有窄波束的定向通信来支持多千兆位数据率。然而，现有的毫米波通信标准受到两个问题的阻碍：耳聋和单链路调度。耳聋问题，即，发射器和接收器波束之间的未对准，需要耗时的波束搜索操作，这导致带宽-吞吐量权衡。此外，现有的mmW标准在每个时隙中调度单个链路，因此没有充分利用mmW通信的潜力，其中定向通信允许多个并发传输。这两个问题在本文中，联合波束宽度选择和功率分配的问题，制定了一个优化问题，为短程毫米波网络的目标是最大限度地提高有效的网络吞吐量。该优化问题允许建立基本的吞吐量-吞吐量权衡，但是它在计算上是复杂的，并且需要网络拓扑的精确知识，这在实践中可能是不可用的。因此，两个标准兼容的近似解算法的开发，这依赖于低估和高估的干扰。第一种方法利用方向性来最大化可用频谱的重用，从而增加网络吞吐量，同时几乎不施加计算复杂性。第二种是更保守的方法，保护所有活动链路免受有害干扰，但与现有标准相比，网络吞吐量提高了100%。广泛的性能分析提供了有用的见解的方向性水平和并发传输的数量，应该追求。有趣的是，极窄的光束通常不是最佳的。
2015-01-12 cs.IT cs.PF math.IT
Millimeter Wave Power Transfer and Information Transmission
与现有的低频无线功率传输相比，毫米波功率传输利用了高维多天线和窄波束传输的优势。在本文中，我们介绍了毫米波蜂窝网络的无线功率传输。在这里，我们考虑在上行链路信息传输之前由毫米波基站充电的具有大能量存储的用户，并分析平均收获能量和平均可实现速率。数值结果证实了我们的分析，并表明，服务基站在无线功率传输中起着主导作用，来自干扰基站的干扰功率的贡献是可以忽略不计的，即使当干扰基站密集。通过检查上行链路中的平均可实现速率，当增加基站密度时，观察到从噪声受限状态到干扰受限状态的转变。
2015-12-18 cs.IT math.IT
Randomly-Directional Beamforming in Millimeter-Wave Multi-User MISO Downlink
本文研究了毫米波多用户多输入单输出下行链路系统中的随机定向波束形成。基于均匀随机视距（UR-LoS）信道模型，利用渐近方法分析了毫米波MISO中RDB的性能和MU增益。它表明，存在一个过渡点上的用户数量相对于天线元件的数量的非平凡性能的RDB计划，并且此外，在UR下可以实现任意接近于相对于天线元件的数量的线性缩放的和速率缩放。如果用户数相对于天线数线性增加，则通过适当的用户调度的机会随机波束形成的LoS信道模型元素所提供的结果产生的见解最有效的波束成形和调度选择毫米波MU-MISO在各种操作条件下。仿真结果验证了我们的分析的基础上渐近技术有限的情况下。
2015-06-09 cs.IT math.IT
Inter-Operator Base Station Coordination in Spectrum-Shared Millimeter Wave Cellular Networks
我们的频谱共享毫米波下行链路蜂窝网络的速率覆盖分布的特点。多个蜂窝运营商中的每一个都拥有单独的毫米波带宽，但是在彼此之间共享频谱，同时使用动态的运营商间基站（BS）协调来抑制所产生的跨运营商干扰。我们将每个运营商的BS位置建模为相互独立的泊松点过程，并推导出第K个最强链路功率的概率密度函数（PDF），将视线和非视线状态。利用所获得的PDF，我们推导出的速率覆盖率的表达式作为系统参数，如BS密度，发射功率，带宽和协调集大小的函数。我们验证了广泛的仿真结果的分析。一个主要的发现是运营商间BS协调在频谱共享中是有用的：（i）与密集和高功率运营商以及（ii）与相当宽的波束，例如，30或更高。
2017-09-19 cs.IT math.IT
User Scheduling for Cooperative Base Station Transmission Exploiting Channel Asymmetry
研究了多天线基站和单天线用户下行协作多点传输的低信令开销调度问题。通过利用非对称信道特征，即，针对不同基站的路径损耗差异，我们推导出一个度量来判断用户之间的正交性，只使用他们的平均信道增益，基于此，我们提出了一个半正交调度器，可以应用在一个两阶段的传输策略。仿真结果表明，该调度器的性能接近半正交调度器的全信道信息，特别是当每个基站具有更多的天线和小区区域是大的。与其他开销减少策略相比，所提出的调度器需要更少的训练开销来实现相同的单元平均数据率。
2015-05-26 cs.IT math.IT
Energy Efficient User Association and Power Allocation in Millimeter Wave Based Ultra Dense Networks with Energy Harvesting Base Stations
毫米波（mmWave）通信技术最近已经成为满足对移动数据业务的指数增长的需求的有吸引力的解决方案。此外，与毫米波技术相结合的超密集网络（UDN）有望提高能源效率和频谱效率。在本文中，在毫米波的UDN的用户关联和功率分配被认为是注意负载平衡约束，能量收集基站，用户服务质量要求，能源效率和跨层干扰限制。将联合用户关联和功率优化问题建模为混合整数规划问题，通过松弛用户关联指标将其转化为凸优化问题，并采用拉格朗日对偶分解求解。提出了一种迭代梯度用户关联和功率分配算法，并证明了该算法能快速收敛到最优点。分析了算法的复杂度，并通过仿真验证了该方案与现有方法相比的有效性。
2017-04-24 cs.IT math.IT
BDMA for Millimeter-Wave/Terahertz Massive MIMO Transmission with Per-Beam Synchronization
针对毫米波/太赫兹频段的宽带大规模多输入多输出（MIMO）传输，提出了基于波束同步的波束分多址（BDMA）技术。我们首先介绍了一个物理动机的波束域信道模型的大规模MIMO和证明，波束域信道元素的包络往往是独立的时间和频率时，在基站和用户终端（UT）的天线的数量趋于无穷大。激励所得出的波束域信道特性，然后，我们提出了PBS毫米波/太赫兹大规模MIMO。我们表明，与传统的同步方法相比，宽带大规模MIMO信道与PBS的有效延迟和多普勒频率扩展减少了UT天线的数量的一个因素。随后，我们将PBS应用于BDMA，研究波束调度以最大化上行链路和下行链路BDMA的可实现遍历速率，并开发了贪婪波束调度算法。仿真结果验证了在典型移动场景下，BDMA结合PBS在mmW/THz宽带大规模MIMO系统中的有效性。
2016-11-14 cs.IT math.IT
Multi-User Millimeter Wave Channel Estimation Using Generalized Block OMP Algorithm
在多用户毫米波通信系统中，我们考虑估计中心节点（基站）和每个用户设备（UE）之间的信道响应的问题。我们提出了三种不同的策略：1）每个UE单独估计其信道，2）基站联合估计所有UE的信道，以及3）在UE和基站两者处进行估计的两阶段过程。利用毫米波信道的低秩性质，我们提出了一个广义块正交匹配追踪（G.BOMP）的信道估计框架，在所有三种策略。仿真结果表明，在多用户毫米波系统中，G.BOMP算法的平均波束形成增益高于传统的OMP算法和现有的其他算法。
2017-03-16 cs.IT math.IT
Joint Millimeter Wave and Microwave Wave Resource Allocation Design for Dual-Mode Base Stations
在本文中，我们考虑的设计联合资源块（RB）和功率分配的双模基站工作在毫米波（mmW）波段和微波（$μ$ W）波段。资源分配设计的目的是最小化系统的能量消耗，同时考虑到信道状态信息，最大延迟，负载，和不同类型的用户应用（UA）。为了便于设计，我们首先提出了一个基于组的算法分配UA到多个组。在每个组内，低功率UA，通常出现在短距离和经历较少的障碍，倾向于在毫米波频段上服务。mmW频带上的分配问题可以通过贪心算法来解决。在$μ$ W波段上，我们提出了一种估计最优下降算法。估计所有RB处的每个UA的速率以初始化分配。然后，我们继续改变RB的所有权，直到任何改变都使权力增加。仿真结果表明，我们提出的算法提供了一个很好的折衷之间的低能耗和公平传输。
2019-02-05 cs.IT math.IT
Half-Duplex Base Station with Adaptive Scheduling of the in-Band Uplink-Receptions and Downlink-Transmissions
在本文中，我们提出了一种新的接收/发送方案的半双工基站（BS）。特别是，我们提出了一个半双工BS，采用带内上行链路接收从用户1和下行链路传输到用户2，这发生在不同的时隙。此外，我们提出了最佳的自适应调度的带内上行链路接收和下行链路传输的BS，使上行链路-下行链路的速率/吞吐量区域被最大化，上行链路和下行链路信道的中断概率被最小化。实际上，这导致根据带内上行链路接收和下行链路传输信道的质量来选择在给定时隙中BS应该从用户1接收还是向用户2发送。与利用传统全双工划分（FDD）基站实现的性能相比，可以突出两个主要增益：1）增加的上行链路-下行链路速率/吞吐量区域; 2）上行链路和下行链路信道两者的分集增益加倍。
2019-09-07 cs.IT math.IT
Time-Fractional User Association in Millimeter Wave MIMO Networks
用户关联决定用户连接到哪些基站，从而影响网络干扰量，并因此影响网络吞吐量。然而，传统的用户关联方案假设用户瞬时速率与用户关联无关。在本文中，我们介绍了一种新的负载感知的毫米波（mmWave）MIMO网络的用户关联方案，该方案考虑到网络干扰对用户关联的依赖性。这种考虑非常适合毫米波通信，其中链路是高度定向的并且容易受到小信道变化的影响。我们制定我们的用户关联问题作为一个混合整数非线性规划（MINLP）和解决它使用遗传算法。我们表明，所提出的方法可以提高网络的性能，通过移动拥塞的基站轻负载的基站，并相应地调整干扰的流量。我们的模拟证实，我们的计划的结果在一个更高的网络吞吐量相比，传统的用户关联技术。
2018-06-04 cs.IT math.IT
Relay-Assisted User Scheduling in Wireless Networks with Hybrid-ARQ
研究了中继辅助下行无线传输的用户调度问题。基站或接入点采用混合自动重传请求（HARQ），在一组固定中继的帮助下为一组移动用户服务。通过最小化基站处的队列长度和每个用户的行首分组的重传次数的成本函数，基站可以在每个时隙中调度适当的用户和适当的发射机来为其服务。索引策略对于具有根据泊松过程到达的分组的线性成本函数和对于递增凸成本函数是最优的，其中必须从基站处的队列中排出分组。
2009-05-16 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of Age-of-Information in Stationary and Non-stationary Environments
我们研究了蜂窝无线网络中的多用户调度问题，以最小化的信息年龄（AoI）在平稳和非平稳制度。我们推导出调度问题的基本下界，并设计有效的在线政策，可证明的性能保证。在固定设置中，我们考虑了一组移动用户在多个小区周围旅行的AoI优化问题。在这种情况下，我们提出了一个调度策略，并表明它是$2$最优的。接下来，我们提出了一个新的对抗信道模型，用于研究非平稳环境中的调度问题。对于$N$用户，我们表明，在此设置中的任何在线调度策略的竞争比至少是$Ω(N)$。然后，我们提出了一个在线的政策，并表明它实现了竞争比$O(N^2)$。最后，我们介绍了一个宽松的对抗模型与信道状态估计，为不久的将来。我们提出了一个启发式的模型预测控制政策，利用这一功能，并通过数值模拟比较其性能。
2020-01-15 cs.IT cs.PF math.IT
Base Station Diversity Propagation Measurements at 73 GHz Millimeter-Wave for 5G Coordinated Multipoint (CoMP) Analysis
本文介绍了宽带（1 GHz）基站分集和协调多点（CoMP）风格的大规模测量在73 GHz的城市微小区开放广场的情况下，在纽约布鲁克林市中心的纽约大学校园。测量由行人水平（1.4米）处的十个随机接收器位置和灯柱水平（4.0米）处的十个随机发射器位置组成，其提供36个单独的发射器-接收器（TX-RX）组合。对于36个无线电链路中的每一个，进行了广泛的定向测量，以深入了解毫米波（mmWave）频段的小小区基站分集。在发射机（TX）和接收机（RX）分别使用具有7度和15度半功率波束宽度（HPBW）的高增益可操纵喇叭天线。对于每个TX-RX组合，TX天线在120度扇区上扫描，RX天线在最强RX仰角平面和最强仰角两侧的两个其他仰角平面上的整个方位平面上扫描，由15度HPBW分开。推导了定向和全向路径损耗模型，并与文献结果吻合良好。从服务于单个RX位置的一到五个基站的测量导出的信号接收概率示出了在所有潜在的波束成形RX天线指向角上的显著覆盖改善。用于定向天线的最近邻和Best-N全向路径损耗和小区中断概率的CDF为将利用宏分集和CoMP的未来毫米波小小区的覆盖和干扰提供了见解。
2017-10-10 cs.IT math.IT
Efficient User Scheduling for Uplink Hybrid Satellite-Terrestrial Communication
由于全球范围内无缝连接和大规模信息交换的需求日益增长，星地一体化通信系统得到了迅速发展。为了阐明该系统的设计，我们考虑一个上行链路通信模型，包括一个单一的卫星，一个单一的地面站和多个地面用户。地面站采用解码转发（DF）技术，方便地面用户与卫星之间的通信。卫星和地面站之间的信道被假定为是一个准静态的阴影莱斯衰落信道，而地面站和地面用户之间的信道被假定为经历独立的准静态瑞利衰落。我们考虑两种情况下的信道状态信息（CSI）的可用性。当瞬时CSI可用时，我们推导出所有地面用户的瞬时可达和速率，并制定一个优化问题，以最大化和速率。当只有信道分布信息（CDI）是可用的，我们推导出一个封闭形式的中断概率的表达式，并制定另一个优化问题，以尽量减少中断概率。这两个优化问题对应于地面用户的调度算法。对于这两种情况下，我们提出了低复杂度的用户调度算法，并通过数值模拟证明了我们的调度算法的效率。
2022-10-24 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
Analysis of a Frequency-Hopping Millimeter-Wave Cellular Uplink
预计第五代（5G）蜂窝网络相对于第四代网络至少会表现出三个主要的物理层差异：毫米波传播、大规模天线阵列和基站密集化。如在第四代系统（诸如LTE）中，5G系统可能继续在上行链路上使用单载波频分多址（SC-FDMA），这是由于其有利的峰均功率比。此外，5G系统可能在上行链路上使用跳频来帮助随机化干扰并提供对抗频率选择性衰落的分集。在本文中，这些和其他物理层功能的上行链路性能的影响进行了评估，使用一种新的毫米波传播模型，具有距离相关的参数，表征的路径损耗，阴影，和衰落。分析通过首先固定移动设备的位置并找到以拓扑为条件的性能来进行。然后通过相对于移动设备的位置求平均来找到空间平均性能。分析允许使用实际的基站拓扑结构和传播模型可以利用经验毫米波测量。说明了基站密集化、高度定向扇区化、跳频、大可用带宽和高码率的好处。分数功率控制的次要意义。
2016-08-07 cs.IT math.IT
Queue-Aware Beam Scheduling for Half-Duplex mmWave Relay Networks
毫米波（mmWave）频带通过提供多Gbps数据率而被认为是下一代（5G）移动网络的强大关键使能器。然而，它们的严重路径损耗和对阻塞的敏感性在实际实施中提出了挑战。减轻这些影响并增加通信范围的一种有效方式是波束成形与中继的组合。在本文中，我们专注于两个典型的毫米波中继网络，并为每个网络，我们提出了三个波束调度方法，以接近网络的信息理论容量。提出的波束调度方法包括确定性水平连续边着色（HC-EC）调度器、自适应背压（BP）调度器和自适应低延迟新背压（newBP）调度器。借助计算机模拟，我们表明，在网络容量范围内，所提出的路由器提供了良好的网络稳定性的保证，同时实现了很低的分组端到端延迟。
2020-01-15 cs.IT math.IT
Dual Sub-6 GHz -- Millimeter Wave Beamforming and Communications to Achieve Low Latency and High Energy Efficiency in 5G Systems
我们提出了一种混合架构，它集成了RF（即，sub-6 GHz）和毫米波（mmWave）技术。特别是，毫米波频段的通信面临着巨大的挑战，由于可变信道，间歇性连接和高能耗。另一方面，数据的电子处理速度与毫米波接口的典型速率具有相同的量级，这使得使用复杂算法来跟踪信道变化并相应地调整资源是不切实际的。我们提出的架构集成了RF和毫米波接口的波束成形和数据传输，并利用接口之间的时空相关性。基于室内和室外环境中的大量实验，我们证明了集成的RF/mmWave信令和信道估计方案可以解决与mmWave波束成形相关的高能量使用和延迟问题。此外，在较高层处的两个接口之间的协作有效地解决了由高度间歇性的毫米波连接引起的高延迟。我们设计了一个调度器，充分利用毫米波带宽，而RF链路作为一个回退机制，以防止高延迟。为此，我们制定了一个最佳的调度问题，在RF和毫米波接口的目标是最大限度地提高延迟约束的吞吐量的毫米波接口。我们证明使用次加性分析，最优调度策略是基于一个单一的阈值，可以很容易地通过，尽管高链路变化。
2017-06-08 cs.IT math.IT
Joint User Scheduling and Power optimization in Full-Duplex Cells with Successive Interference Cancellation
本文考虑了一个具有全双工基站和半双工用户的蜂窝系统。基站可以在上行链路或下行链路中激活一个用户（半双工模式），或者同时在每个方向上激活两个不同的用户（全双工模式）。上行链路和下行链路中的同时传输在基站处引起自干扰，并且在下行链路用户处引起上行链路到下行链路干扰。虽然上行链路到下行链路的干扰通常被视为噪声，它表明，连续的干扰解码和消除（SIC模式）可以导致显着改善网络效用，特别是当用户分布集中在几个热点。所提出的时间公平用户调度算法和相应的功率优化利用全双工和SIC模式，以及半双工传输的基础上对网络效用的影响。仿真结果表明，该策略可以实现高达95%的平均小区吞吐量的改善，在典型的室内场景相对于传统的网络中，基站是半双工的。
2017-12-04 cs.IT math.IT
Coordinated Scheduling for the Downlink of Cloud Radio-Access Networks
本文讨论了云网络中的协调调度问题。考虑云无线电接入网络（C-RAN）的下行链路，其中云仅负责调度策略和跨连接的基站（BS）的传输帧的同步。每个BS的发送帧由若干时间/频率块组成，称为功率区（PZ），保持在固定的发送功率。本文考虑的问题，调度用户的PZs和BS在整个网络中的协调方式，通过最大化的实际约束下，每个用户不能由一个以上的基站服务，但可以由一个或多个功率区内的每个基站帧的网络范围内的效用。本文解决了这个问题，使用图论的方法，通过引入调度图，其中每个顶点代表一个关联的用户，PZs和BS。该问题被公式化为一个最大权团，其中每个顶点的权重是该顶点所代表的关联的益处。本文进一步提出了低计算复杂性的启发式算法。仿真结果表明，所提出的算法的性能，并表明，在低阴影环境下，
2014-11-15 cs.IT math.IT
Load Balancing User Association in Millimeter Wave MIMO Networks
用户关联在密集毫米波（mmWave）网络中是必要的，以确定用户连接到哪个基站，以便平衡基站负载并最大化吞吐量。考虑到毫米波连接具有高度定向性并且容易受到小信道变化的影响，用户关联会改变这些连接，因此会显著影响用户的瞬时速率以及网络干扰。在本文中，我们介绍了一种新的负载均衡用户关联方案毫米波MIMO网络，认为这种依赖于用户的传输速率和网络干扰的用户关联。我们制定的用户关联问题的混合整数非线性规划和设计一个多项式时间的算法，称为最坏的连接交换（WCS），找到一个接近最优的解决方案。仿真结果证实，所提出的用户关联方案通过将拥塞基站的业务移动到轻负载基站，并相应地调整干扰，显著提高了网络性能。此外，所提出的WCS算法优于其他通用算法的组合编程，如遗传算法在精度和速度在几个数量级更快，并为小型网络的穷举搜索是可能的，它达到最优解。
2019-01-28 cs.IT math.IT
Outage Bound for Max-Based Downlink Scheduling With Imperfect CSIT and Delay Constraint
我们考虑下行链路基于最大值的调度，其中基站和每个用户都配备有一个天线。在每个时隙中，基站获得所有用户的信道增益，并选择具有最大平方信道增益的用户。假设发射机处的信道状态信息（CSIT），即，平方信道增益可能是不准确的，我们推导出中断概率的下限，当在延迟约束下不满足所需的数据率时发生中断。的界限是紧密的瑞利衰落，并显示所需的速率和CSIT错误影响中断性能。
2016-06-13 cs.IT math.IT
RIS-assisted Scheduling for High-Speed Railway Secure Communications
随着高速铁路系统和铁路无线通信的快速发展，超宽带毫米波频段的应用是必然趋势。然而，毫米波信道具有大的传播损耗并且容易被阻塞。此外，存在诸如基站（BS）和训练之间的窃听的许多问题。可重构智能表面（RIS）是一种新兴技术，它通过控制入射电磁波在期望方向上的传播来实现被动波束形成的效果，本文提出了一种RIS辅助的调度方案，该方案在基站和多个移动中继（MR）之间部署RIS，用于调度中断的传输，提高服务质量（QoS）。通过联合优化波束形成矢量和RIS的离散相移，可以实现直接链路信号和间接链路信号之间的相长干扰，保证窃听者的信道容量在可控范围内。最后，在实际应用中实现了最大化成功调度的任务数并满足其QoS要求的目的。大量的仿真结果表明，该方案具有优越的性能，完成的任务数和系统的保密能力超过文献中的四个基线方案。
2022-11-28 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Cognitive Multiple Access Networks: Power Control, Scheduling and Multiuser Diversity
研究了分布式总功率和干扰受限（DTPIL）认知多址接入网络中的最优分布式功率分配和调度策略（DPASPs）。在DTPIL中，次用户（SU）利用其对次发射次基站（STSB）和次发射主基站（STPB）信道增益的本地知识独立地执行功率分配和调度任务。在这样的网络中，SU的传输功率受到平均总传输功率约束和SU对主基站造成的平均干扰功率约束的限制。我们首先建立了DTPIL网络的注水功率分配和基于阈值的调度策略的联合最优性。然后，我们表明，根据$\frac{1}{\e{}n_h}\log\logp{N}$，其中$n_h$是从STSB信道功率增益的分布获得的参数和$N$是SU的总数的最佳DPASP规模下的次级网络吞吐量。从实用的角度来看，我们的研究结果表明，分布式认知多址接入网络能够收获多用户分集增益，而不采用集中式的路由器和反馈链路，以及不破坏主的服务质量（QoS）
2013-04-13 cs.IT math.IT
Directional Cell Discovery in Millimeter Wave Cellular Networks
不断增长的带宽需求与可用频谱之间的严重差距已经将毫米波（mmW）频带带到了下一代蜂窝网络的候选解决方案的最前沿。高方向性传输对于这些频率中的蜂窝通信是必不可少的，以补偿高各向同性路径损耗。然而，这种对定向波束成形的依赖使初始小区搜索复杂化，因为移动台和基站必须在潜在的大角度方向空间上联合搜索以定位合适的路径来发起通信。为了解决这个问题，本文提出了一种定向小区发现过程中，基站周期性地发送同步信号，可能在随时间变化的随机方向，扫描角空间。这些信号的检测器是根据各种信号和接收机假设下的广义似然比检验（GLRT）推导出来的。然后，根据实际的设计参数和信道的基础上，在纽约市的28~GHz的实际实验测量的检测器进行了模拟。该研究揭示了两个关键发现：（i）即使当数字波束成形使用非常低的量化来补偿额外的功率要求时，数字波束成形也可以显著优于模拟波束成形;以及（ii）来自基站的同步信号的全向传输通常优于随机定向扫描。
2015-04-21 cs.IT math.IT
Beampattern-Based Tracking for Millimeter Wave Communication Systems
我们提出了一种跟踪算法，以保持在毫米波（mmWave）通信系统中的基站（BS）和移动台（MS）之间的通信链路，其中天线阵列用于波束形成在BS和MS。下行链路传输被认为是，并在MS处执行跟踪，因为它相对于BS移动。具体来说，我们考虑的情况下，MS旋转迅速，由于手的运动。该算法通过使用波束的辐射图案的变化作为到达角（AoA）的函数来估计该角度。数值结果表明，该算法实现了精确的光束对准时，MS在一个很大的角速度范围内旋转。例如，当跟踪更新每10 ms可用时，该算法可以支持高达每秒800度的角速度。
2016-12-15 cs.IT math.IT
Millimeter Wave Base Stations with Cameras: Vision Aided Beam and Blockage Prediction
本文探讨了一个新的研究方向，利用视觉来帮助克服关键的无线通信挑战。特别是，本文考虑了毫米波（mmWave）通信系统，这是5G及以后的主要组成部分。这些系统面临两个重要的挑战：（i）与选择最佳波束相关联的大的训练开销，以及（ii）由于对链路阻塞的高灵敏度而导致的可靠性挑战。有趣的是，大多数采用毫米波阵列的设备也可能使用摄像头，如5G手机、自动驾驶汽车和虚拟/增强现实耳机。因此，我们研究了在毫米波基站使用摄像头的潜在收益，并利用其视觉数据来帮助克服波束选择和阻塞预测挑战。为此，本文利用计算机视觉和深度学习工具，直接从相机RGB图像和sub-6 GHz通道预测毫米波波束和阻塞。实验结果揭示了有趣的见解，这些解决方案的有效性。例如，深度学习模型能够实现超过90%的波束预测准确度，这仅需要拍摄场景的镜头并且零开销。
2019-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
Multiuser separation and performance analysis of millimeter wave channels with linear precoding
在传统的多用户MIMO系统中，用户选择和调度已经被用作提高系统的和速率性能的有效方法。然而，大规模MIMO系统（在厘米波长频率处）的最新概念已经表明，利用天线阵列的更高空间分辨率，密集场景中的不同用户可以在空间上分离。这反过来又大大减少了多用户选择算法所需的信号处理工作。另一方面，最近在毫米波频率下的测量表明，多径分量仅从几个角方向到达，导致路径和共址用户之间的高空间相关性。本文主要研究了毫米波频段下基于全数字线性迫零发射预编码的用户空间分离问题。我们的分析结果令人信服地证明了多用户选择算法仍然是毫米波通信系统的重要。结果还表明，天线元件的数量的增加并没有给一个主要的好处，总速率的改善相比，选择正确的用户数量进行选择/调度。
2016-11-27 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Scheduling and Power Allocation in Downlink OFDMA Networks with Base Station Coordination
本文研究了蜂窝OFDMA系统下行链路能量有效的资源分配问题。系统设计考虑了能量效率的三种定义，包括辐射功率和电路功率。用户调度和功率分配在具有对最大发射功率（每个子载波或每个基站）的约束的协调基站的集群上被优化。渐近噪声限制制度作为一种特殊情况进行了讨论。%在数值实验中检查了协调基站的隔离和非隔离集群的性能。结果表明，能量效率的最大化近似等于最大发射功率的小值的频谱效率的最大化，而存在最大发射功率的宽范围的值，对于该值，数据率的适度降低在耗散能量方面提供了大量节省。此外，所考虑的资源分配策略之间的性能差距随着簇外干扰的增加而减小。
2014-05-12 cs.IT cs.NI math.IT
Low-Overhead Coordination in Sub-28 Millimeter-Wave Networks
在本文中，我们提出了一些贡献，从我们最近的调查。我们解决了28 GHz以下毫米波通信的干扰协调的公开问题，提出快速收敛的协调算法，密集的多用户多小区网络。我们建议优化的网络和率的下限，调查其紧密性。所讨论的约束导致分布式优化，需要每个基站和用户的本地信息。我们推导出最佳的解决方案的发送和接收滤波器更新，我们称之为非均匀注水，并显示其收敛到一个固定点的界限。我们还强调了一个内置的机制，以关闭具有低SINR的数据流，并分配功率给高SNR流。这种“流控制”是算法快速收敛特性的根源。我们的数值结果得出结论，低开销的协调提供了很大的收益，密集的子$28$ GHz系统。这些发现与围绕5G新无线电正在进行的讨论直接相关。
2018-02-28 cs.IT math.IT
An Optimization-Based User Scheduling Framework for mmWave Massive MU-MIMO Systems
提出了一种新的毫米波大规模多用户多输入多输出无线系统的用户设备调度框架。我们的框架确定（子）组的UE，应该同时在一个给定的时隙通过近似解决一个非凸优化问题，使用前向-后向分裂。我们的UE调度框架在以下意义上是灵活的：它（i）支持各种成本函数，包括均衡后均方误差和总和速率，以及（ii）实现对UE应该占用的最小和最大资源数量的精确控制。我们证明了我们的框架使用现实的毫米波信道向量产生的商业射线跟踪器的功效。我们表明，我们的UE调度优于一系列现有的调度方法，并密切接近性能的穷举搜索。
2022-06-23 cs.IT eess.SP math.IT
Network MIMO with Linear Zero-Forcing Beamforming: Large System Analysis, Impact of Channel Estimation and Reduced-Complexity Scheduling
我们考虑多天线基站和单天线用户终端的多小区系统的下行链路，任意基站合作集群，距离相关的传播路径损耗，和一般的“公平性”的要求。同一协作簇中的基站采用具有线性迫零波束成形的联合传输，受到总和或每个基站功率约束。集群间干扰在用户终端处被视为噪声。系统频谱效率的解析表达式中发现的大系统的限制，每个基站的用户和天线的数量趋于无穷大与给定的比率。特别是，对于每个基站的功率约束，我们发现在随机矩阵理论的新结果，产生的摩尔-彭罗斯伪逆的结构化非独立同分布的子矩阵的平方Frobenius范数。由协作簇、用户分布和路径损耗系数得到的信道矩阵。该分析扩展到通过显式下行链路信道训练和上行链路反馈获得的发射机处的非理想信道状态信息（CSIT）的情况。具体来说，我们的研究结果照亮了大量的合作天线的好处和估计高维信道向量的成本之间的权衡。此外，我们的分析导致一个新的简化的下行链路调度方案，根据从大系统的结果，根据所需的公平性标准获得的概率预先选择的用户。所提出的方案执行接近最佳（有限维）的机会用户选择，而需要显着较少的信道状态反馈，因为只有一小部分预选用户必须反馈他们的信道状态信息。
2011-09-12 cs.IT math.IT
Multiuser Millimeter Wave MIMO Channel Estimation with Hybrid Beamforming
本文主要研究毫米波频段的多用户MIMO信道估计和数据传输。所提出的方法依赖于时分双工（TDD）协议，是基于两个不同的阶段。首先，基站（BS）发送合适的探测信号，使得所有移动站（MS）可以使用子空间跟踪算法来估计它们的BS到MS传播信道的主左奇异向量。然后，每个MS使用估计的主左奇异向量作为预编码波束形成器，发送合适的导频序列，使得BS可以估计相应的右主信道奇异向量和相应的特征值。在MS处使用低复杂度的具有收缩的投影近似子空间跟踪（PASTd）算法来进行主导子空间估计，而在BS处使用导频匹配（PM）和迫零（ZF）接收。所提出的算法可以用于与模拟RF波束形成器，并表现出非常好的性能。
2017-04-22 cs.IT math.IT
Opportunistic Scheduling for Full-Duplex Uplink-Downlink Networks
我们研究了具有全双工多天线基站和大量单天线半双工用户的蜂窝网络的机会调度和总容量。在同一频带上同时进行上行链路和下行链路会导致上行链路到下行链路的干扰，从而降低性能。我们提出了一个简单的机会联合上下行链路调度算法，利用多用户分集和噪声干扰。我们表明，在同构网络中，我们的算法实现了相同的总容量，如果没有上行链路到下行链路的干扰，渐近的用户数。该算法不需要在基站或上行链路用户处的干扰CSI。它还表明，对于一个简单的类的异构网络没有足够的信道分集，它是不可能实现相应的无干扰系统容量。我们讨论了潜在的使用设备到设备的侧信道，以克服这种限制，在异构网络。
2015-04-22 cs.IT math.IT
Distributed vs. Centralized Scheduling in D2D-enabled Cellular Networks
采用信道自适应资源分配可以在设备到设备（D2D）通信的几乎任何性能度量中产生大的增强。我们观察到D2D用户能够估计其本地信道状态信息（CSI），然而基站需要一些信令交换来获取该信息。基于D2D用户对本地CSI的了解，我们提供了一个调度框架，该框架显示了分布式方法如何优于集中式方法。我们通过提出集中式调度开始，其需要在基站级了解D2D链路的CSI。该CSI报告受到可用于反馈传输的资源数量有限的影响。因此，我们受益于用户对他们的本地CSI的了解来开发用于D2D资源分配的分布式算法。在分布式方法中，不同CSI报告之间可能发生冲突，因此提出了一种减少冲突的算法。我们给出了一个集中式和分布式算法如何在实践中实现的描述。此外，数值结果证实了我们的说法，并证明了所提出的调度算法带来的蜂窝网络的增益。
2019-02-25 cs.IT math.IT
Online Ski Rental for ON/OFF Scheduling of Energy Harvesting Base Stations
小小区基站（SBS）与传统宏小区基站的共存是提高蜂窝网络容量和覆盖的一种有前途的方法。然而，通过病毒式部署SBS来增加网络密度会显著增加能耗。为了减少对不可持续能源的依赖，可以采用完全依赖能量收集的自供电SBS。由于能量到达的不确定性和能量存储系统的有限容量，自供电SBS必须智能地优化其ON和OFF调度。本文研究了在能量收集不确定性条件下，以最小化网络的能量消耗和传输时延组成的运营成本为目标的自供电基站的开/关调度问题.对于原问题，我们证明了一个算法可以解决这个问题的说明性的情况下。为了降低原问题的复杂性，提出了一个近似。为了解决近似问题，滑雪租赁框架，一个强大的在线优化工具，提出了一种新的方法。使用这种方法，每个SBS可以有效地自主决定其ON/OFF时间表，而无需任何关于未来能量到达的先验信息。通过竞争分析，提出了确定性在线算法（DOA）和随机化在线算法（ROA）。在近似问题中，ROA可以达到最优的竞争比。仿真结果表明，与基线方法相比，ROA可以产生性能增益达到15.6%，减少SBS的总能耗和高达20.6%，在每SBS网络延迟减少。结果揭示了影响SBS的ON时间的基本方面，同时表明，与基线方法相比，拟议的ROA可以降低高达69.9%的总成本。
2017-03-11 cs.IT math.IT
Cross-Layer Scheduling and Beamforming in Smart-Grid Powered Cellular Networks With Heterogeneous Energy Coordination
用户调度，波束成形和能量协调的智能电网供电的蜂窝网络（SGPCN），其中基站由智能电网和自然可再生能源供电。SGPCN考虑异构能量协调，即与智能电网的能量交易和基站之间的能量交换。一个长期的电网能量支出最小化问题的比例率约束制定SGPCN。由于用户调度与波束成形向量相耦合，因此通过标准凸优化方法处理所述问题具有挑战性。在实践中，需要根据信道变化在每个时隙上更新波束成形向量。用户调度需要在若干时隙（帧）上更新，因为用户设备的频繁调度可能导致可靠性问题。因此，李雅普诺夫优化方法被用来解耦的问题。提出了一种实用的双尺度算法，在每帧调度用户，并获得波束形成向量和交换的自然可再生能源量在每个时隙。我们证明了所提出的双尺度算法可以通过调整控制参数渐近地获得最优解。数值结果验证了所提出的双尺度算法的性能。
2020-01-29 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Power Control in Cell-Free and User-Centric Massive MIMO at Millimeter Wave
在无小区大规模多输入多输出架构中，非常大量的分布式接入点同时并联合地服务于少得多的移动站;无小区技术的变体是以用户为中心的方法，其中每个接入点仅服务于减少的移动站集合。本文介绍和分析了毫米波频率的无小区和以用户为中心的架构，考虑基于训练的信道估计阶段，以及下行链路和上行链路数据传输阶段。首先，一个多用户分簇毫米波信道模型，以考虑附近用户的信道之间的相关性，其次，上行链路的多用户信道估计方案描述随着低复杂度的混合模拟/数字波束形成架构。第三，针对下行链路全局能量效率最大化的功率分配的非凸问题。有趣的是，在所提出的方案中，在移动站处不需要信道估计，并且在移动站处使用的波束成形方案是信道无关的并且具有非常简单的结构。数值结果表明，所考虑的架构是有效的，并允许评估的损失所产生的使用的混合波束形成器和由信道估计错误的功率控制程序所授予的好处。
2019-03-27 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid MMSE Beamforming for Multiuser Millimeter Wave Communication Systems
研究了基于最小均方误差（MMSE）准则的多用户毫米波（mmWave）通信系统中的混合模拟和数字波束形成（HBF）设计。采用交替最小化方法，交替优化基站的混合预编码器和用户的混合合路器。结果表明，优化后的基站数字预编码器和用户数字合路器都具有封闭形式的表达式，其相应的模拟预编码器和合路器可以通过广义特征分解有效地得到。仿真结果表明，该算法收敛速度快，性能接近全数字波束形成。
2019-04-18 cs.IT math.IT
Capturing Capacity and Profit Gains with Base Station Sharing in mmWave Cellular Networks
由于毫米波蜂窝网络中更大的路径损耗、遮蔽和增加的阻塞效应，网络服务提供商之间的基站共享具有显著提高整体网络容量的潜力。然而，服务提供商可能会发现，尽管技术上的收益，共享实际上减少了其利润，因为它使服务提供商之间的价格竞争更加激烈。在这项工作中，加权调度算法进行了描述，它给出了更大的控制如何在一个共享小区内分配的通话时间资源。结果表明，在一定的市场条件下，存在调度权重，使基站共享是更有利可图的，而不是共享的服务提供商在双寡头市场，同时仍然实现几乎一样多的网络容量，在传统的基站共享的情况下。因此，可以同时实现基站共享的技术和经济效益。
2018-04-26 cs.IT math.IT
Beamforming and Scheduling for mmWave Downlink Sparse Virtual Channels With Non-Orthogonal and Orthogonal Multiple Access
我们考虑在毫米波（mmWave）频带中操作并且服务两组用户的5G蜂窝系统的下行链路的调度和功率分配的问题：通常在设备到设备（D2D）通信中看到的固定速率（FR）用户，以及可变速率（VR）用户，或高数据率服务。调度目标是FR和VR用户的加权和速率，约束条件确保活跃FR用户获得所需的速率。目标函数的权重提供了所服务的FR用户的数量与分配给VR用户的资源之间的权衡。对于毫米波信道，通过在发射机和接收机处应用固定离散傅里叶变换（DFT）波束形成器而获得的虚拟信道矩阵是稀疏的。这导致所得到的多址信道的稀疏性，其被利用来简化调度，首先在用户之间建立干扰图，然后根据用户的正交性对用户进行分组。原始调度问题的解决使用图着色算法的干扰图，以选择正交VR用户的子集。对于FR用户考虑两个选项：它们被选择为与VR用户正交或非正交。然后使用注水算法来向FR用户分配功率。
2017-06-27 cs.IT math.IT
Joint Optimization of Relay Selection and Transmission Scheduling for UAV-Aided mmWave Vehicular Networks
为了应对移动业务的爆炸性增长，具有丰富带宽资源的毫米波（mmWave）通信已经被应用于车辆网络。由于毫米波信号对阻塞敏感，我们引入了无人机（UAV）辅助的双向中继系统，以增强车辆连接和扩大覆盖范围。如何在这种动态场景中提高传输效率并减少延迟时间是一个具有挑战性的问题。在本文中，我们制定的中继选择和传输调度的联合优化问题，旨在减少传输时间，同时满足吞吐量的要求。为了解决这个问题，提出了两种方案。第一个是随机中继选择与并发调度（RCS），一个低复杂度的算法，在两个步骤中实现。第二个是联合中继选择与动态调度（JRDS），充分避免中继竞争，并利用潜在的并发能力，以获得进一步的性能提高RCS。通过在不同流量和车速的不同环境下进行广泛的模拟，我们证明了RCS和JRDS方案在传输时间和网络吞吐量方面显着优于现有方案。我们还分析了阈值选择对可实现性能的影响。
2023-03-06 cs.IT math.IT
Content Distribution based on Joint V2I and V2V Scheduling in mmWave Vehicular Networks
随着车载应用的爆炸式增长，基于毫米波（mmWave）频段的车载网络引起了学术界和工业界的兴趣。毫米波通信能够利用巨大的可用带宽在车辆之间提供多个Gbps的传输速率。在本文中，我们解决了毫米波车载网络中的内容分发调度问题。由于路侧单元（RSU）的通信资源有限和车辆的高移动性，使得同一网络中的所有车辆完成内容下载具有挑战性。我们提出了一个联合车辆到基础设施（V2I）和车辆到车辆（V2V）调度方案，以最小化的内容分发时隙的总数从全局优化的角度。在V2I阶段，RSU将完整性内容串行传输到车辆，车辆是根据车辆网络拓扑和传输调度方案选择的。在V2V阶段，利用全双工通信和并发传输，实现车辆之间的内容共享，提高传输效率。性能评估表明，我们提出的方案减少了时隙的数量，显着提高系统吞吐量相比，与其他计划，特别是在大尺寸的文件传输和大量的车辆。
2022-06-01 cs.IT math.IT
Joint Downlink Scheduling for File Placement and Delivery in Cache-Assisted Wireless Networks with Finite File Lifetime
在本文中，流行的文件的下行传输调度优化与无线缓存节点的协助。具体来说，每个文件的请求，这是进一步划分成若干段，建模为泊松点过程在其有限的生命周期。考虑两种下行链路传输模式：（1）基站反应性地向请求用户和所选择的缓存节点多播文件片段;（2）基站主动地向所选择的缓存节点多播一些文件片段而无需请求。具有解码的文件段的高速缓存节点可以帮助经由其他频谱卸载业务。在没有主动多播的情况下，我们将下行链路传输资源最小化表示为具有随机阶段数的动态规划问题，该问题可以通过具有固定阶段数的有限时域马尔可夫决策过程（MDP）来近似。为了解决巨大的状态空间，我们提出了一个低复杂度的调度策略，通过线性近似的价值函数的MDP，其中的近似误差的界限。此外，我们提出了一个基于学习的算法来评估近似的价值函数未知的地理分布的请求用户。最后，在上述反应式多播策略的基础上，提出了一种主动式多播策略来利用阴影效应的时间多样性。仿真结果表明，所提出的低复杂度的反应式组播策略可以显著降低基站的资源消耗，而主动式组播策略可以进一步提高性能。
2019-02-24 cs.IT math.IT
