Green Holographic MIMO Communications With A Few Transmit Radio Frequency Chains
本文研究在少量发射射频链条件下实现绿色全息MIMO通信，提出非均匀全息图案调制（NUHPM）方案，在不增加射频链数量的情况下通过增大天线孔径利用额外空间自由度，从而在高信噪比区域达到容量极限并显著提升性能。
2023-09-22 cs.IT eess.SP math.IT
Grant-free Radio Access IoT Networks: Scalability Analysis in Coexistence Scenarios
具有免授权无线电接入的物联网网络，如SigFox和LoRa，可在未经许可的频段上提供低成本的持久通信。这些网络正变得越来越受欢迎，因为对电池寿命方面的超耐用物联网网络的需求不断增加。大多数研究评估系统性能假设单一的无线接入技术部署。在本文中，我们研究了共存的竞争无线接入技术对系统性能的影响。考虑到$\mathpzc K$技术，定义的时间和频率的活动因素，带宽和功率，共享一组无线电资源，我们推导出封闭形式的表达式成功传输的概率，预期的电池寿命，并经历了延迟作为到服务接入点的距离的函数。我们的分析模型，这是通过仿真结果验证，提供了一个工具来评估共存的情况下，并分析如何引入一个新的共存技术可能会降低系统的成功概率和电池寿命方面的性能。我们进一步研究了可以补偿这种破坏性影响的解决方案，例如，通过在一定程度上使网络致密化并利用联合接收。
2017-11-02 cs.IT math.IT
Grant-Free Radio Access for Short-Packet Communications over 5G Networks
无线电接入管理在连接设备的延迟和能耗方面起着至关重要的作用。现有蜂窝网络中的无线电接入由于其信令开销而不能有效地支持大规模连接。在本文中，我们研究了一种异步免授权窄带数据传输协议，旨在提供低能耗和延迟，通过放宽同步/预留要求的成本发送几个数据包副本在发送端和更复杂的信号处理在接收端。具体地，定时和频率偏移以及相同分组的多个副本的发送在接收器侧被利用为干扰的形式以触发连续干扰消除。所提出的方案进行了研究，推导出封闭形式的表达式的关键性能指标，包括可靠性和电池寿命。性能评估表明，该方案可以调整，以实现低复杂度设备的长电池寿命的无线接入。所得到的结果表明存在的流量负载区域，同步访问优于异步访问，反之亦然。
2017-09-07 cs.IT math.IT
User Access Mode Selection in Fog Computing Based Radio Access Networks
基于雾计算的无线接入网是第五代无线通信系统提供高频谱和能量效率的一个很有前途的范例。新设计的基于雾计算的接入点（F-AP）可以通过自适应技术实现以用户为中心的目标，并减轻前传的负载和基带单元池的负担。在本文中，我们推导出覆盖概率和遍历率的F-AP用户和设备到设备用户考虑到不同的节点位置，缓存大小以及用户访问模式。特别地，随机几何工具用于导出上述性能度量的表达式。仿真结果验证了我们的分析的准确性，我们得到有趣的权衡，取决于缓存大小的影响，用户节点密度，和服务质量约束的不同性能指标。
2016-02-02 cs.IT math.IT
Green Sensing and Access: Energy-Throughput Tradeoffs in Cognitive Networking
有限的频谱资源和高数据率应用的急剧增长促使了利用有前途的认知网络概念的机会性频谱接入。虽然这一概念的出现主要是为了提高频谱利用率并允许异构网络技术的共存，但能耗的重要性带来了额外的挑战，因为能耗和通信性能可能不一致。本文研究了认知网络中能量有效的频谱感知和频谱切换方法。的权衡之间的能量消耗和吞吐量，根据本地以及根据合作感测的特点，和什么进一步的方面需要进行调查，以实现能源效率的认知操作下的各种应用需求进行了讨论。
2015-08-03 cs.IT cs.NI math.IT
Ergodic Capacity Analysis of Remote Radio Head Associations in Cloud Radio Access Networks
描述云无线接入网中用户到远程无线头端的关联策略对于性能优化至关重要。在这封信中，单最近和N-最近的RRH关联策略，并分析了相应的影响遍历能力的C-RAN，RRH分布根据一个平稳点过程。的遍历能力的建议RRH关联策略的封闭形式的表达式。仿真结果表明，推导出的上行链路闭式容量表达式是准确的。此外，分析和仿真结果表明，遍历容量增益不是线性的RRH密度或每个RRH的天线数。RRH密度的遍历容量增益大于每个RRH的天线数量的遍历容量增益，这表明RRH的关联数不应大于4，以平衡性能增益和实现成本。
2014-10-22 cs.IT math.IT
Joint User Association and Downlink Beamforming for Green Cloud-RANs with Limited Fronthaul
随着智能设备和移动数据流量的爆炸式增长，有限的前传容量已经成为绿色通信接入网络（例如云无线接入网络（C-RAN））的显著瓶颈。在本文中，我们提出了一个联合的用户关联和下行链路波束成形方案的绿色C-RAN，以最大限度地减少网络功耗与有限的前传链路。首先将设计问题转化为一个混合整数非线性规划（MINLP）问题，然后将MINLP问题转化为一个混合整数二阶锥规划（MI-SOCP）问题。通过将整数变量松弛为连续变量，提出了一种可在多项式时间内完成的膨胀算法。仿真结果验证了该算法的有效性，与LTE-A采用的方案相比。
2016-06-23 cs.IT math.IT
Sliding Window Spectrum Sensing for Full-Duplex Cognitive Radios with Low Access-Latency
在认知无线电系统中，次用户（SU）收发器未能及时腾出信道可能会为主用户或高优先级用户（PU）引入显著的接入延迟。在传统的认知无线电系统中，回退延迟由于仅允许以周期性间隔进行感测的帧结构而加剧。已经建议使用自干扰抑制的并发传输和感测来提高认知无线电系统的性能，从而允许在帧内的多个点处进行决策。在本文中，我们提出了一个滑动窗口全双工模型，允许决定采取一个样本一个样本的基础上扩展这种方法。我们还推导出现有的和建议的计划的访问延迟。我们的结果表明，与现有的时隙全双工方案相比，滑动方案的接入延迟降低了2.6倍，与半双工认知无线电系统相比，降低了约16倍。此外，所提出的方案是显着更有弹性的残余自干扰的破坏性影响相比，以前的方法。
2016-09-05 cs.IT math.IT
STORNS: Stochastic Radio Access Network Slicing
最近发布的5G网络赋予了新颖的网络切片概念。网络切片引入了新的商业模式，例如允许电信提供商将其基础设施的虚拟化切片出租给租户，例如汽车，电子健康，工厂等行业垂直领域。如何在满足基础设施租户要求的各种服务水平协议（SLA）的同时实现收入最大化？在本文中，我们提出了一个新的分析框架，基于随机几何理论，模拟现实的RAN，利用网络切片提供的商业机会。我们在数学上证明了切片无线电接入网络相比，非切片基础设施的好处。在此基础上，我们设计了一个新的准入控制功能块，STORNS，它考虑每片SLA保证的平均经验吞吐量的决定。引入无线电资源分配策略以最优地分配发射功率和带宽（即，无线电接入资源的片段）分配给每个基础设施租户的用户。数值结果表明，验证我们提出的解决方案的潜在频谱效率，并将其与非切片基准。
2019-01-16 cs.IT math.IT
Integer-Forcing Architectures for Uplink Cloud Radio Access Networks
考虑上行链路云无线电接入网络，其中用户由多个基站同时观察，每个基站具有到中央处理器的速率受限链路，中央处理器希望解码所有发送的消息。最近的努力已经证明了基于压缩的策略的优点，该策略将量化的信道观测发送到中央处理器，而不是尝试本地解码。我们研究的设置中，信道状态信息是不可用的发射机，但已知的全部或部分在基站。我们提出了一个端到端的基于压缩的上行链路云无线电接入的整数强制框架，并表明，如果信道状态信息在基站完全可用，它在一个恒定的间隙内从最佳中断概率。我们通过模拟证明，我们的框架是具有竞争力的国家的最先进的Wyner-Ziv为基础的战略。
2020-01-06 cs.IT math.IT
5G Radio Access above 6 GHz
在6-100 GHz频率范围内设计和开发基于毫米波（mmWave）的移动无线电接入技术（RAT）是3GPP最近启动的新5G无线电接口标准化的基本组成部分。这样的组件，在本文中称为新的毫米波RAT，将不仅实现极端移动宽带（eMBB）服务，而且还支持UHD/3D流，提供沉浸式应用和超响应云服务，以向移动用户提供出色的体验质量（QoE）。本文的主要目标是开发网络架构元素和功能，使mmWave技术能够紧密集成到整个5G无线电接入网络（RAN）中。一个广泛的主题，解决移动架构和网络功能将涵盖从网络切片，多连接和细胞集群的架构方面，以初始接入，移动性，无线电资源管理（RRM）和自回程更多的功能元素。这里提出的概念的目的是为未来的研究奠定基础，以实现6 GHz以上的毫米波RAT的首次商业实施。
2017-06-06 cs.IT math.IT
Non-Orthogonal eMBB-URLLC Radio Access for Cloud Radio Access Networks with Analog Fronthauling
本文考虑了基于模拟前传链路上的无线电信号中继的云无线接入网（C-RAN）架构的上行链路中超可靠低延迟通信（URLLC）和增强型移动宽带（eMBB）服务的共存。虽然对无线电资源的正交多址接入（OMA）实现了不同5G服务的隔离和单独设计，但非正交多址接入（NOMA）可以通过共享无线和前传资源来增强系统性能。本文提供了一个信息理论的角度在OMA和NOMA下的URLLC和eMBB流量的性能。分析集中在具有加性高斯噪声链路和有限小区间干扰跨度的标准蜂窝模型上，并且它考虑了不同的解码策略，例如打孔、将干扰视为噪声（TIN）和连续干扰消除（SIC）。数值结果表明，对于所考虑的模拟前传C-RAN架构，NOMA相对于OMA实现了更高的eMBB速率，同时保证了具有最小接入延迟的可靠的低速率URLLC通信。此外，SIC下的NOMA被认为是实现最佳性能，而与数字容量受限的前传链路的情况不同，TIN总是优于打孔。
2019-12-22 cs.IT eess.SP math.IT
Wake-Up Radio based Access in 5G under Delay Constraints: Modeling and Optimization
最近，基于唤醒无线电的接入的概念已经被认为是用于5G移动设备的有效功率节省机制。在这篇文章中，唤醒无线电使能的移动终端的平均功耗进行了分析和建模，使用半马尔可夫过程。在此基础上，延迟约束优化问题，然后制定，以最大限度地提高设备的能源效率在给定的延迟要求，允许唤醒方案的最佳参数，以获得封闭的形式。所提供的数值结果表明，对于一个给定的延迟要求，所提出的解决方案是能够减少高达40%的功耗相比，优化的非连续接收（DRX）为基础的参考方案。
2019-11-11 cs.IT math.IT
Group Sparse Beamforming for Green Cloud-RAN
云无线接入网络（Cloud-RAN）是一种网络架构，有望满足移动数据流量的爆炸性增长。在这种架构中，所有基带信号处理都转移到单个基带单元（BBU）池，这实现了高效的资源分配和干扰管理。与此同时，传统的强大基站可以被低成本低功率的远程无线电头（RRH）取代，从而产生绿色和低成本的基础设施。然而，由于所有RRH都需要通过光传输链路连接到BBU池，因此传输网络功耗变得很大。在本文中，我们提出了一个新的框架来设计一个绿色的Cloud-RAN，这是制定为一个联合RRH选择和功率最小化波束成形问题。为了有效地解决这个问题，我们首先提出了一个贪婪的选择算法，它被证明提供了接近最优的性能。为了进一步降低算法复杂度，提出了一种新的分组稀疏波束形成方法，该方法通过加权$\ell_1/\ell_2$范数最小化来诱导波束形成器的分组稀疏性，其中分组稀疏模式指示可以关闭的RRH。仿真结果表明，所提出的算法显着降低了网络功耗，并证明了考虑传输链路功耗的重要性。
2013-10-01 cs.IT math.IT
Cognitive Radio-Inspired Rate-Splitting Multiple Access for Semi-Grant-Free Transmissions
在本文中，我们提出了一种认知无线电启发的速率分裂多址（CR-RSMA）方案，以协助半免授权（SGF）传输，其中一个基于授权的用户（GBU）和多个免授权用户（GFU）通过共享相同的资源块接入基站（BS）。利用认知无线电原理，GBU和接纳的GFU分别被视为主用户和次用户，并且在接纳的GFU处应用速率分裂以实现SGF传输。与正交多址接入相比，在BS处被接纳的GFU的发射功率分配、目标速率分配和连续干扰消除解码顺序被联合优化，以获得被接纳的GFU的最大可实现速率，而不会恶化GBU的中断性能。由于扩展的非中断区，CR-RSMA-assisted SGF（CR-RSMA-SGF）传输实现比认知无线电启发的非正交多址接入辅助的SGF传输更低的中断概率。推导了接纳GFU中断概率的精确表达式和渐近分析，以评估CR-RSMA-SGF传输的系统性能。分析和仿真结果验证了CR-RSMA-SGF传输的优越中断性能和全多用户分集增益。
2022-08-15 cs.IT math.IT
Storage-Latency Trade-off in Cache-Aided Fog Radio Access Networks
研究了雾无线接入网（F-RAN），其中$K_T$边缘节点（EN）通过正交前传链路连接到云服务器，通过无线高斯干扰信道为$K_R$用户提供服务。EN和用户都具有有限容量的高速缓存存储器，在用户需求被揭示之前，这些高速缓存存储器被填满。虽然集中式布局阶段用于模拟静态基站的EN，但是分散式布局用于移动用户。提出了一种可实现的传输方案，该方案在传输阶段采用干扰对齐、迫零和干扰消除技术的组合，并分析了捕获最坏情况延迟的\textit{normalized delivery time}（NDT）。
2018-02-06 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Resource Assignment and Power Allocation in Heterogeneous Cloud Radio Access Networks
充分利用异构网络（HetNet）和云接入无线电接入网络（CRAN）两者的优点，提出了异构云无线电接入网络（H-CRAN）以提高频谱和能量效率两者，其中远程无线电头端（RRH）主要用于为具有高服务质量（QoS）要求的用户提供高数据率，而高功率节点（HPN）用于保证无缝覆盖和服务于低QoS要求的用户。为了抑制H-CRAN中的层间干扰，提高系统的EE性能，本文考虑了利用RRH/HPN来表征用户关联，并对传统的软分数频率复用（S-FFR）进行了改进。基于RRH/HPN关联约束和增强的S-FFR，将基于正交频分多址（OFDMA）的H-CRAN的资源分配和功率分配的能量有效优化问题表示为非凸目标函数。为了处理非凸性问题，重新构造了一个等价的凸可行性问题，并利用拉格朗日对偶分解方法推导出联合分配资源块和发射功率的能量有效资源分配解的闭式表达式.仿真结果表明，H-CRAN架构和相应的资源分配方案可以显著提高能量效率。
2014-12-11 cs.IT math.IT
Delay-Aware Uplink Fronthaul Allocation in Cloud Radio Access Networks
在云无线接入网络（C-RAN）中，基站的基带单元和无线单元是分离的，这需要连接两部分的高容量前传链路。在本文中，我们考虑延迟感知前传分配问题的C-RAN。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。为了解决维度灾难问题，我们使用扰动分析推导出封闭形式的近似优先函数和相关的误差界。基于封闭形式的近似优先权函数，我们提出了一个低复杂度的延迟感知前传分配算法，解决每级优化问题。所提出的解决方案进一步被证明是渐近最优的足够小的交叉链路路径增益。最后，通过仿真将所提出的前传分配算法与各种基线进行了比较，结果表明，该算法可以获得显著的性能增益。
2015-02-27 cs.IT math.IT
Cloud Radio Access Network: Virtualizing Wireless Access for Dense Heterogeneous Systems
云无线电接入网络（C-RAN）指的是借助于云计算的基站功能的虚拟化。这导致了一种新颖的蜂窝架构，其中被称为无线电单元（RU）或远程无线电头端（RRH）的低成本无线接入点由可重新配置的集中式“云”或中央单元（CU）集中管理。C-RAN允许运营商减少部署和维护密集异构网络所需的资本和运营费用。这一关键优势，加上频谱效率、统计复用和负载均衡增益，使C-RAN成为5G系统开发的关键技术之一。本文简要介绍了C-RAN的研究现状，重点介绍了前传压缩、基带处理、媒体接入控制、资源分配、系统级考虑和标准化工作。
2015-12-24 cs.IT cs.NI math.IT
Training Design and Channel Estimation in Uplink Cloud Radio Access Networks
为了减少上行云无线接入网（C-RAN）的训练开销，提高信道估计精度，提出了一种分段叠加训练方案。该提议的核心思想是每个移动站在数据信号上叠加周期性训练序列，并且每个远程无线电头端在将接收到的信号转发到集中式基带单元池之前将单独的导频预先添加到接收到的信号。在此基础上，提出了一种基于复指数基扩展模型的后验概率最大化信道估计算法，该算法首先获得接入链路的基扩展模型系数和无线回程链路的信道衰落，然后根据最大化平均有效信噪比（AESNR）恢复接入链路的时域信道样本.仿真结果表明，所提出的信道估计算法能够有效地降低信道估计的均方误差，提高C-RAN中的AESNR，性能明显优于现有的信道估计算法。
2014-11-06 cs.IT math.IT
Joint Hybrid Backhaul and Access Links Design in Cloud-Radio Access Networks
云无线接入网（CRAN）有望成为下一代移动无线系统的核心网络架构。在本文中，我们考虑的CRAN形成的一个中央处理器（云）和几个基站（BS），其中每个BS连接到云通过无线或容量有限的有线回程链路的下行链路。该论文解决了混合回程链路的联合设计（即，设计从云到BS的有线和无线回程连接）和接入链路（即，确定从BS到用户的稀疏波束成形解决方案）。本文通过最小化网络总功耗，阐述了混合回程和接入链路的设计问题。本文采用两阶段启发式算法求解该问题。在一个阶段，稀疏波束成形解决方案是使用加权混合“1=”2范数最小化方法来找到的;有线回程链路的量化噪声的相关矩阵是使用经典的率失真理论来计算的。在第二阶段，通过利用在第一阶段中找到的速率，基于速率守恒的原理，通过求解受制于服务质量约束的功率最小化问题来找到无线回程链路的发射功率。仿真结果表明，该算法的性能接近全局最优解，特别是在高信号干扰噪声比（SINR）。
2016-01-27 cs.IT math.IT
Channel Diagonalization for Cloud Radio Access
通过奇异值分解（SVD）将传统的多输入多输出（MIMO）信道对角化为并行且独立的子信道是允许使用标量信道码来实现MIMO信道容量的基本策略。这封信为云无线电接入网络（C-RAN）的上行链路和下行链路建立了类似的信道对角化结果，其中中央处理器（CP）经由承载压缩基带信号的速率限制数字前传连接到服务单个用户的远程无线电头端（RRH）。具体而言，我们表明，通过SVD和随后的独立和并行量化的标量信号和信道编码在每个子信道的RRH和用户之间的MIMO信道的对角化是最佳的。这封信使用优势理论确立了这一事实。此外，针对该单用户情况识别多天线C-RAN的上行链路-下行链路二元性。
2018-02-25 cs.IT math.IT
Backhaul Traffic Balancing and Dynamic Content-Centric Clustering for the Downlink of Fog Radio Access Network
最近，已经提出了云无线电接入网络（C-RAN）的演进，称为雾无线电接入网络（F-RAN）。与C-RAN相比，F-CAN中的无线电单元（RU）配备了本地缓存，可以存储一些经常请求的文件。在下行链路中，请求相同文件的用户形成多播组，并且由RU的集群协作地服务。请求的文件可以在此群集的缓存中本地获得，也可以通过回程从中央处理器（CP）获取。因此，缓存一些频繁请求的文件可以大大减少回程链路的负担。集群中是否应涉及特定RU以服务多播组取决于其回程容量、请求的文件、缓存的文件和信道。因此，它需要优化。在本文中，我们研究的联合设计多播波束成形，动态分簇和回程流量平衡。波束成形和集群联合优化，以最大限度地减少功耗，同时要满足每个用户的QoS和每个回程链路上的流量是根据其容量平衡。
2016-02-22 cs.IT math.IT
Fog Radio Access Networks: Mobility Management, Interference Mitigation and Resource Optimization
为了使互联网连接在我们的日常生活中无处不在和自治，最大限度地利用无线电资源和社会信息是未来移动通信技术的主要研究课题之一。雾无线接入网（FRAN）被认为是第五代（5G）移动网络的一个有前途的范例。FRAN将雾计算与RAN相结合，充分利用了网络的边缘。与传统的无线电接入网络（RAN）和新兴的云RAN相比，FRAN在联网、计算、存储和控制方面将有所不同。在这篇文章中，我们提供了一个FRAN架构的描述，并讨论如何FRAN的独特特性，使它能够有效地减轻负担的前传，回程和骨干网络，以及减少内容交付延迟。我们将重点讨论FRAN中的移动性管理、干扰抑制和资源优化。我们的模拟结果表明，所提出的FRAN架构和相关的移动性和资源管理机制，可以减少信令成本和增加RAN的净效用。
2017-07-20 cs.IT math.IT
Coded Caching via Federated Deep Reinforcement Learning in Fog Radio Access Networks
研究了光纤陀螺无线接入网中编码缓存的放置策略设计。通过考虑时变内容流行度，利用联合深度强化学习来学习我们编码缓存方案的放置策略。最初，放置问题被建模为马尔可夫决策过程（MDP），以捕捉流行度的变化，并尽量减少长期的内容访问延迟。通过决斗双深度Q学习（决斗DDQL）来解决重新表达的顺序决策问题。然后，采用联邦学习对相对低维的局部决策模型进行学习，并对全局决策模型进行聚合，避免了对带宽资源的过度消耗，避免了直接学习高维状态空间的复杂编码缓存决策模型。仿真结果表明，我们提出的方案优于基准在减少内容访问延迟，保持性能稳定，并在本地缓存增益和全局组播增益之间的权衡。
2022-06-23 cs.IT math.IT
Fronthaul-Constrained Cloud Radio Access Networks: Insights and Challenges
作为用于第五代（5G）无线通信系统的有前景的范例，云无线电接入网络（C-RAN）已经被示出为减少资本和运营支出两者，以及提供高频谱效率（SE）和能量效率（EE）。这种网络中的前传（被定义为基带单元（BBU）和远程无线电头端（RRH）之间的传输链路）需要高容量，但通常受到约束。本文综述了近几年来基于前传约束的C-RAN的研究进展，包括系统结构和关键技术。特别是，关键技术，以减轻限制前传SE/EE和用户的服务质量的影响，包括压缩和量化，大规模的协调处理和聚类，和资源分配优化，进行了讨论。还确定了软件定义网络、网络功能虚拟化和部分集中化方面的未决问题。
2015-03-04 cs.IT math.IT
Multiband Spectrum Access: Great Promises for Future Cognitive Radio Networks
认知无线电被广泛认为是解决频谱稀缺的主要解决方案之一。虽然大多数现有的研究都集中在单频段认知无线电，多频段认知无线电代表了巨大的承诺，实现高效的认知网络相比，单基网络。多频带认知无线电网络（MB-CRN）有望通过减少切换频率来显著提高网络的吞吐量并提供更好的信道维护。然而，宽带前端和多频带频谱接入带来了许多尚待克服的挑战。本文深入分析了多频段频谱感知技术的最新进展、局限性以及未来可能的改进方向。我们研究合作通信的MB-CRN解决多样性和采样的基本限制。我们还调查了MB-CRN的各种设计参数的几个限制和权衡。此外，我们探讨的关键MB-CRN的性能指标，不同于传统的指标用于基于单波段的网络。
2014-09-20 cs.IT math.IT
RF Wireless Power Transfer: Regreening Future Networks
绿色无线电通信是一个新出现的主题，因为信息和通信技术服务的总体足迹预计在2007年至2020年期间将增加两倍。鉴于这一研究路线，能量收集（EH）和无线功率传输（WPT）网络可以被评估为有前途的方法。在本文中，最近的趋势，为未来的绿色网络的EH和WPT平台上提供了一个概述。通过对射频WPT应用的反思，提出了绿色射频WTP的概念。因此，开放的挑战和有前途的组合，目前的技术，如小蜂窝，毫米（mm）波，物联网（IoT）网络，详细讨论，寻求解决方案的问题，如何重新绿色的未来网络？
2018-03-08 cs.IT eess.SP math.IT
Queue-Aware Energy-Efficient Joint Remote Radio Head Activation and Beamforming in Cloud Radio Access Networks
在本文中，我们研究了云无线接入网络（C-RAN）的随机优化联合远程无线头端（RRH）激活和波束成形在下行链路中。与大多数以前的作品，只考虑一个静态的优化框架与完整的流量缓冲区，我们制定了一个动态优化问题，明确考虑随机流量到达和随时间变化的信道衰落的影响。随机公式可以量化功耗和排队延迟之间的权衡。利用李雅普诺夫优化技术，随机优化问题可以转化为每时隙惩罚加权和速率最大化问题，这是不确定的多项式时间困难。基于惩罚加权和速率最大化问题与惩罚加权最小均方误差（WMMSE）问题的等价性，提出了基于组稀疏波束形成优化的WMMSE算法和基于松弛整数规划的WMMSE算法，有效地获得了RRH激活与波束形成联合策略。这两种算法都可以收敛到低复杂度的稳态解，并且可以并行实现，因此它们对于大规模C-RAN具有高度的可扩展性。此外，这两个算法提供了一个灵活和有效的手段来调整的功率延迟权衡的需求。
2016-03-05 cs.IT math.IT
Ultra-dense Radio Access Networks for Smart Cities: Cloud-RAN, Fog-RAN and "cell-free" Massive MIMO
本文针对智慧城市超密集网络中的干扰问题，提出融合无小区大规模 MIMO 与 F-RAN 的 Fog Massive MIMO 新范式，并分析了不同协调范围下接入点间增强协调的潜在收益。
2023-07-05 cs.IT eess.SP math.IT
Fog Computing based Radio Access Networks: Issues and Challenges
本文提出了一种基于雾计算的无线电接入网络（F-RAN），作为第五代（5G）无线通信系统的有前途的范例，以提供高频谱和能量效率。其核心思想是充分利用边缘设备的本地无线信号处理、协作无线资源管理和分布式存储能力，减轻前传的沉重负担，避免集中式基带单元池的大规模无线信号处理。本文全面介绍了F-RAN的系统结构和关键技术。重点讨论了传输模式选择和干扰抑制等关键技术及其解决方案。边缘缓存，软件定义网络，和网络功能虚拟化方面的开放问题，也被确定。
2015-06-13 cs.IT cs.NI math.IT
Trends and Challenges in Wireless Channel Modeling for an Evolving Radio Access
随着5G的出现，标准化和研究目前正在定义下一代无线电接入。考虑到未来标准所带来的高度限制，正在提出诸如Massive MIMO和mmWave之类的颠覆性技术。这一过程的核心是无线信道模型，现在需要涵盖设计参数的大量增加、各种频带和异构部署。本教程介绍了信道模型如何解决这一新的复杂程度，以及社区准备哪些工具来有效而准确地捕捉无线电接入设计中即将到来的变化。我们分析了这些新建模工具背后的主要驱动因素，它们带来的挑战，并调查了当前克服这些挑战的方法。
2016-06-07 cs.IT cs.NI math.IT
An Evolutionary Game for User Access Mode Selection in Fog Radio Access Networks
雾无线接入网（F-RAN）是第五代无线通信系统的一个有前途的范例，以提供高频谱效率和能量效率。描述用户在F-RAN中的雾接入点（F-AP）和设备到设备（D2 D）之间选择合适的通信模式对于性能优化至关重要。利用演化博弈理论，我们研究了F-RAN中用户接入模式选择的动态性。具体地说，群体之间的竞争的潜在用户空间被制定为一个动态的进化博弈，进化均衡是这个游戏的解决方案。随机几何工具被用来通过考虑不同的节点位置、缓存大小以及延迟成本来推导F-AP和D2 D用户的提议的收益表达式。仿真结果表明，基于进化博弈的接入模式选择算法比基于最大速率的接入模式选择算法具有更高的收益。
2017-09-14 cs.GT cs.IT math.IT
Mixed RF-VLC Relaying System with Radio-Access Diversity
我们提出了一个混合的射频（RF）-可见光通信（VLC）中继系统，其中室外毫米波为基础的RF链路被用来提供回程连接室内VLC广播的统计分析。假设多个RF链路通过解码转发中继与VLC接入点通信。新的封闭形式的中断概率和平均比特出错率的表达式推导和利用获得的数值结果。蒙特卡罗仿真验证了数值结果，这是进一步用来检查系统和信道参数对系统性能的影响。
2022-09-22 cs.IT cs.NI math.IT
New Radio Beam-based Access to Unlicensed Spectrum: Design Challenges and Solutions
本文通过考虑基于波束的传输和全球监管要求，阐述了基于新无线电的非授权频谱接入（NR-U）的设计挑战、机遇和解决方案。NR-U打算扩展第五代新无线电接入技术的适用性，以通过遵守用于接入信道的先听后说（LBT）要求来支持在未授权频带中的操作。LBT已经被未授权频谱中的第四代长期演进（LTE）的不同变体采用，即，许可辅助接入和MulteFire，以保证不同无线接入技术之间的公平共存。在基于波束的传输的情况下，由于定向天线的使用，NR-U共存框架与未许可频谱中的LTE相比显著不同，这增强了空间重用，但也使干扰管理复杂化。特别地，在毫米波（mmWave）频带处的未授权频谱中需要基于波束的传输，由于其大量的分配频谱，毫米波频带是NR-U的有吸引力的候选。因此，需要重新审视一些主要的设计原则，以解决基于波束的NR-U的共存问题。在本文中，不同的问题和潜在的解决方案有关的信道接入过程，帧结构，初始接入过程，重传过程，和调度方案进行了讨论。还提供了针对NR-U/Wi-Fi室内毫米波共存场景的不同基于LBT的信道接入过程的仿真评估。
2019-10-23 cs.IT cs.NI math.IT
Channel Access Method Classification For Cognitive Radio Applications
基于改进的时间空洞检测和预测，我们提出了一种两阶段算法来分类主网络使用的信道接入方法。第一阶段扩展了现有的基于四阶累积量的调制分类器，以区分TDMA，OFDMA和CDMA。第二阶段提出了一种新的冲突检测器，使用相同累积量的样本方差来检测基于竞争的信道接入方法。我们提出的方法是盲目的，独立的接收信噪比。仿真结果表明，我们的分类TDMA，OFDMA和CDMA是强大的网络负载，而竞争检测优于现有的方法。
2017-09-16 cs.IT cs.NI math.IT
A Game Theory Interpretation for Multiple Access in Cognitive Radio Networks with Random Number of Secondary Users
提出了一种基于博弈论的认知无线电网络多址接入算法。我们解决的问题，多址系统的用户数量和他们的类型是未知的。为了做到这一点，该框架被建模为一个非合作的泊松游戏，其中所有的球员都不知道的设备参与（人口不确定性）的总数。我们提出了一个方案，失败的尝试传输（冲突）的惩罚。在此基础上，我们计算了混合策略下的最优惩罚。所提出的方案传达到一个纳什均衡，其中在可能的吞吐量达到最大。
2013-05-22 cs.GT cs.IT math.IT
Optimal Medium Access Protocols for Cognitive Radio Networks
本文主要研究认知无线电网络的媒体接入控制协议设计。首先考虑单个认知用户希望机会性地利用具有多个频带的无线电频谱的部分内的空频带的可用性的情况。在这种情况下，每个信道的可用性概率是未知的先验认知用户。因此，有效的介质访问策略必须在探索（学习）信道的可用性概率和利用迄今为止识别的可用性概率的知识之间取得平衡。对于这种情况下，一个最佳的媒体访问策略，并通过例子说明其底层递归结构。为了避免这种最优策略过高的计算复杂性，提出了一种低复杂度的渐近最优策略。接下来，多认知用户的情况下，被认为是低复杂度的介质访问协议，在这样的竞争环境中的探索和开发之间取得最佳平衡，开发。
2008-02-19 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Medium Access Control in Cognitive Radios: A Sequential Design Approach
媒体访问控制协议的认知用户希望机会性地利用具有多个频带的无线电频谱的部分内的频带的设计被认为是。在所考虑的情况下，每个信道的可用性概率是未知的先验的认知用户。因此，有效的媒体访问策略必须在探索可用的信道和利用迄今为止确定的机会之间取得平衡。使用顺序设计方法，最佳的媒体访问策略。为了避免这种最优策略的过高的计算复杂性，一个低复杂度的渐近最优策略也被开发。所提出的策略不需要任何先验的统计知识的流量模式上的不同渠道。
2008-01-21 cs.IT cs.NI math.IT
On Partially Overlapping Coexistence for Dynamic Spectrum Access in Cognitive Radio
本文研究了认知无线电环境中部分重叠的共存场景。我们考虑了正交频分复用（OFDM）认知系统分别与窄带（NB）和OFDM主系统共存。我们专注于寻找共存系统之间的最小频率间隔，以满足特定的目标BER。加窗和置零被用来作为简单的技术，以减少OFDM的带外辐射，从而减少分离。研究了这些技术对OFDM系统频谱效率和峰均比的影响。
2019-02-08 cs.IT eess.SP math.IT
Optimal Random Access and Random Spectrum Sensing for an Energy Harvesting Cognitive Radio
我们考虑具有能量收集能力的次级用户。我们设计的接入方案的次级用户，其中包括随机频谱感知和随机接入，并利用主自动重传请求（ARQ）反馈。获得的感测和访问概率，使得辅助吞吐量最大化的约束下，主要和次要队列是稳定的，并且主要的排队延迟保持低于一个指定的值，需要保证一定的服务质量（QoS）的主要用户。我们认为频谱感知错误，并假设多包接收（MPR）的能力。数值结果表明，我们提出的系统的随机接入系统的增强性能，并证明利用主反馈的好处。
2012-08-28 cs.IT cs.NI math.IT
Group Communication Over LTE : A Radio Access Perspective
长期演进（LTE）以商用移动通信为基础，近年来成为未来公共安全通信的重要解决方案。为了验证LTE用于公共安全的可行性，有必要研究针对一对一通信优化的LTE系统是否能够提供群组通信，这是公共安全中最重要的服务概念之一。一般来说，许多公共安全的第一响应者需要形成一个组，用于彼此通信或共享公共数据，以便在其任务中进行协作。在本文中，我们分析了当前LTE系统如何在无线接入方面支持组通信。基于组通信的需求，我们验证了每一个LTE使能的无线接入方法是否可以有效地支持组通信。此外，我们提出了一种新的多播传输方案，称为索引编码的混合自动重传请求（HARQ）。通过将索引编码概念应用于HARQ操作，我们表明LTE系统可以在无线电资源效率和可扩展性方面更好地提供组通信。最后，我们使用几种无线电接入方法来评估支持LTE的组通信的性能，并通过系统级仿真展示所提出的传输方案如何带来性能增强。
2016-01-12 cs.IT cs.NI math.IT
Rate Splitting Multiple Access Aided Mobile Edge Computing in Cognitive Radio Networks
在本文中，我们研究了速率分裂多址接入（RSMA）辅助移动边缘计算（MEC）在认知无线电网络。我们提出了一个RSMA计划，使次要用户卸载任务的MEC服务器利用动态速率分裂，而不会恶化的主要用户的卸载。推导出了最优速率分裂参数的表达式，该参数使次用户的可达速率和所提出的RSMA方案的成功计算概率最大化。通过联合优化任务卸载率和任务卸载时间来最大化成功计算概率，得到了最优解的封闭形式。仿真结果表明，所提出的RSMA方案实现了更高的成功计算概率比现有的非正交多址接入方案。
2022-04-13 cs.IT eess.SP math.IT
Power Optimal Non-contiguous Spectrum Access in Multi Front End Radio Enabled Point-to-Point Link
非连续频谱块允许无线链路灵活地访问大量带宽。多信道多无线电（MC-MR）和非连续正交频分复用（NC-OFDM）是接入非连续频谱块的两种商业上可行的策略。MC-MR通过激活多个前端来访问多个不连续的组块，这又增加了每个激活的前端的电路功耗。NC-OFDM通过将剩余子信道置零来利用单个前端访问非连续频谱块，但是增加了频谱跨度，这又增加了ADC和DAC的功耗。本文研究的是一种点对点链路，其中发送端和接收端具有多个前端，并且可以采用NC-OFDM技术。我们调查最佳的频谱碎片在每个前端从系统功率（发射功率和电路功率的总和）的角度来看。我们制定了一个混合整数非线性规划（MINLP）执行功率控制和调度，并通过提供一个贪心算法（O（M^3 I）），其中M和I分别表示信道和无线电前端的数量最小化系统功率。
2014-09-04 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Cloud Association in Downlink Multicloud Radio Access Networks
本文考虑了一个多云无线电接入网络（M-CRAN），其中每个云服务于一个集群的基站（BS），这些基站通过高容量的数字链路连接到云。该网络包括多个远程用户，其中每个用户可以连接到一个（且仅一个）云。本文研究了用户到云的分配问题，通过最大化网络范围的效用受到实际的云连接约束。本文通过使用基于拍卖的迭代算法来解决这个问题，该算法可以通过云之间的合理信息交换以分布式方式实现。本文进一步提出了一种集中式启发式算法，具有较低的计算复杂性。仿真结果表明，所提出的算法提供了显着的性能改善相比，传统的无云分配解决方案。
2015-03-01 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Spectrum Access for a Rechargeable Cognitive Radio User Based on Energy Buffer State
本文研究了一个可充电的次要用户（SU）共享频谱与一个主要用户（PU）插入到一个可靠的电源的最大吞吐量。SU维持有限的能量队列并从自然资源（例如，太阳能、风能和声学噪声。我们提出了一种概率访问策略的SU的基础上的数据包的数量在其能量队列。我们研究了衰落信道下能量到达率、每个能量包的能量数量以及能量队列的容量对SU吞吐量的影响。结果表明，所提出的接入策略可以提高SU的性能。
2014-09-03 cs.IT cs.NI math.IT
Radio Resource Allocation for Multicarrier-Low Density Spreading Multiple Access
多载波低密度扩频多址（MC-LDSMA）是一种很有前途的多址接入技术，可以实现接近最佳的多用户检测。在MC-LDSMA中，每个用户的符号在一小组子载波上扩展，并且每个子载波由多个用户共享。MC-LDSMA的独特结构使得无线电资源分配与一些公知的多址技术相比更具挑战性。本文研究了单小区MC-LDSMA系统的无线资源分配问题。首先，我们考虑单用户的情况下，推导出最佳的功率分配和子载波划分方案。然后，通过利用高斯多址信道的最优功率分配，我们提供了一个最佳的解决方案MC-LDSMA，最大化用户的加权和速率放宽限制。由于最优解的复杂性令人望而却步，因此根据最优解推断的准则提出了次优算法。通过蒙特卡罗仿真，评估了所提出的算法的性能和子载波加载和扩展的效果。仿真结果表明，MC-LDSMA算法的性能明显优于传统的静态资源分配算法，与OFDMA相比，MC-LDSMA算法在频谱效率和公平性方面都有明显的改善。
2017-05-12 cs.IT cs.NI math.IT
System Architecture and Key Technologies for 5G Heterogeneous Cloud Radio Access Networks
与第四代（4G）蜂窝系统相比，预期第五代无线通信系统（5G）提供至少10倍的频谱和能量效率增长，以及至少25倍的区域吞吐量增长。为了实现这些目标，本文提出了一种异构云无线接入网（H-CRAN）作为先进的无线接入网范例，利用云计算实现集中式大规模协同处理，以抑制同频干扰。综述了H-CRAN的系统结构和关键技术的研究现状。特别地，节点C作为新的通信实体被定义为汇聚现有的祖先基站并充当基带单元（BBU）池以管理所有接入的远程无线电头端（RRH），并且软件定义的H-CRAN系统架构被提出为与软件定义网络（SDN）兼容。综述了自适应大规模协作空间信号处理、协作无线资源管理、网络功能虚拟化和自组织等关键技术的原理、性能增益和有待解决的问题。在前传约束的资源分配优化和能量收集方面的主要挑战，可能会影响H-CRAN的推广进行了讨论。
2014-12-20 cs.IT cs.NI math.IT
MDS Codes Based Group Coded Caching in Fog Radio Access Networks
在本文中，我们研究了基于最大距离可分离（MDS）码的分组编码缓存在雾无线接入网（F-RAN）。我们的目标是最小化非均匀文件流行情况下的平均前传速率。首先，提出了一种基于MDS编码和文件分组的编码放置方案，在提供编码数据包的同时，为最流行的文件分配更多的缓存。接着，提出了一种基于雾接入点（F-AP）分组的编码传输方案，以满足来自不同组的文件请求。此外，平均前传速率的封闭形式的表达式推导。最后，对编码缓存方案的相关参数进行了优化，充分利用了MDS编码和文件分组带来的好处。仿真结果表明，我们提出的方案获得了显着的性能改善现有的几个缓存方案的前传速率降低。
2022-06-23 cs.IT math.CO math.IT
Deep Learning Methods for Joint Optimization of Beamforming and Fronthaul Quantization in Cloud Radio Access Networks
Jeonbuk National University（全北国立大学）；Pukyong National University（釜庆国立大学）；Electronics and Telecommunications Research Institute（韩国电子通信研究院）
跨接入点（AP）的协作波束形成和前传量化策略对于云无线接入网络（C-RAN）系统是必不可少的。C-RAN优化问题的非凸性源于每个AP的功率和前传容量约束，需要高计算复杂度来执行迭代算法。为了解决这个问题，我们研究了一种深度学习方法，其中优化模块被替换为训练有素的深度神经网络（DNN）。提出了一种有效的学习解决方案，该解决方案构造DNN以产生最佳波束成形和量化策略的低维表示。数值结果验证了所提出的学习解决方案的优点。
2021-07-06 cs.IT cs.LG eess.SP
