Licensed-Assisted Access to Unlicensed Spectrum in LTE Release 13
利用未授权频谱被3GPP认为是满足不断增长的业务增长的一种有前景的解决方案。因此，版本13中LTE的一个主要增强是经由授权辅助接入（LAA）使其能够在未授权频谱中操作。在本文中，我们概述了Release 13 LAA技术，包括动机、用例、用于实现免许可频段操作的LTE增强功能，以及3GPP参与者提供的共存评估结果。
2016-04-28 cs.IT cs.NI math.IT
Inter-Technology Coexistence in a Spectrum Commons: A Case Study of Wi-Fi and LTE in the 5 GHz Unlicensed Band
频谱共享机制需要仔细设计以实现未授权频带中的技术间共存，因为这些频带是异构技术和部署必须共存的频谱公共的实例。与许可频带不同，在许可频带中，多种技术只能在主-辅DSA模式中共存，频谱公共区提供了多种主导技术之间的竞争机会，例如Wi-Fi和最近提出的5GHz未许可频带中的LTE。在本文中，我们系统地研究了不同的频谱共享方案的性能，跨技术共存的频谱共享。我们的贡献是三方面的。首先，我们提出了一个总体框架，比较分析频谱共享机制在时间和频率，通过研究关键组成参数的影响。其次，我们提出了一种新的吞吐量和干扰模型的技术间共存，集成不同的分布式MAC共享机制在同一抽象层次。最后，我们提出了一个案例研究的IEEE 802.11n Wi-Fi和LTE在5 GHz的非授权频段，以获得可推广的洞察共存的频谱共享。我们广泛的仿真结果表明，LTE/Wi-Fi在5 GHz频段的共存可以简单地通过信道选择方案来确保，这样分时MAC机制就不重要了。我们还表明，在一般的同信道的情况下，MAC共享机制的共存性能强烈依赖于网络中的干扰耦合，由建筑屏蔽。因此，我们确定了两种制度：（ii）高干扰耦合，例如开放式室内或室外热点场景，其中LBT优于占空比机制。
2016-10-10 cs.NI
Adaptive Spectrum Sharing of LTE Co-existing with WLAN in Unlicensed Frequency Bands
随着无线通信需求的增长，用于长期演进（LTE）的授权频谱已不再足够。近年来，研究工作集中在将LTE实现到未授权频带，这不可避免地带来了LTE与同一频带上的其他现有系统共存的问题。本文提出了一种自适应共存机制，LTE和无线局域网（WLAN），使一个显着的系统性能的WLAN，而LTE不会失去太多。LTE通过根据WLAN系统的业务负载动态分配时间资源来实现共存。
2015-03-27 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless Optimisation via Convex Bandits: Unlicensed LTE/WiFi Coexistence
Bandit Convex Optimization（BCO）是一个在非平稳和部分可观测环境中进行顺序决策的强大框架。在BCO问题中，决策者顺序地选择行动，以最小化与这些决策相关的累积成本，同时接收有关环境状态的部分反馈。该公式非常适合无线网络优化问题，并且具有很大的应用潜力，因为：i）它不假设网络状态的完全可观测性，而只需要将度量作为输入进行优化，并且ii）它提供了强大的性能保证，同时仅对网络动态进行最小假设。尽管有这些优点，但尚未在无线网络优化的背景下探索BCO。在本文中，我们通过在框架中制定未授权LTE/WiFi公平共存用例，并在模拟环境中提供实验结果，来展示BCO技术的潜力。在算法方面，我们提出了一个简单自然的顺序多点BCO算法适合无线网络优化，并提供了理论分析。我们期望本文的贡献铺平了道路，进一步研究在线凸方法在强盗设置的应用。
2018-02-05 cs.NI
Ruin Theory for Dynamic Spectrum Allocation in LTE-U Networks
非授权频带中的LTE（LTE-U）是克服无线频谱的稀缺性的有前景的解决方案。然而，为了获得LTE-U的好处，必须保持其与WiFi系统的有效共存。因此，这种共存构成了LTE-U部署的主要挑战。本文研究了WiFi和LTE-U系统之间的非授权频谱共享问题。特别地，提出了基于\emph{ruin theory}的公平分时模型，以在不损害WiFi系统的性能的情况下与LTE-U共享来自未授权频带的冗余频谱资源。WiFi和LTE-U之间的公平性通过应用破产概率的概念来维持。特别地，在LTE-U中使用破产概率来执行有效的占空比分配，以便为WiFi系统提供公平性并保持一定的WiFi性能。仿真结果表明，与WiFi和LTE-U等占空比共享相比，该算法具有更好的公平性。
2018-12-11 cs.NI
Extending LTE into the Unlicensed Spectrum: Technical Analysis of the Proposed Variants
长期演进（LTE）的商业成功和由此产生的移动数据需求的增长已经促使蜂窝网络运营商努力进行新的创新。已经提出了非授权频谱中的LTE以允许蜂窝网络运营商通过接入非授权5GHz频带来卸载其数据业务中的一些。目前，针对未授权频带中的LTE操作提出了三种变型，即LTE-U、授权频谱接入（LAA）和MulteFire。本文对这些变体进行了比较分析，并解释了世界不同地区对5 GHz频段的现行规定。我们提出的三个版本的技术细节，并分析他们的操作功能和共存能力，提供一个R\&D的角度，他们的部署和共存与遗留系统。
2017-09-13 cs.IT cs.NI math.IT
Simulating LTE and Wi-Fi Coexistence in Unlicensed Spectrum with ns-3
未授权频谱用于未来LTE系统引起了对其对共址Wi-Fi网络影响的担忧。我们在此报告扩展到一个流行的网络模拟器，被称为ns-3，这样的共存模式。据我们所知，这个模拟器在两个重要方面是新颖的。首先，它是目前唯一免费提供的共存研究模拟器，作为开源软件，它为可重复的研究和协作模型开发提供了新的机会。其次，我们不知道其他类似的无线模型，允许进行全面的系统研究，如性能评估的上层协议在共存环境中的模拟器。我们通过描述针对3GPP RAN 1设计的室内场景的仿真活动来说明系统仿真器的价值，该仿真活动使用用于Release 13 LTE先听后说（LBT）技术的新ns-3模型，旨在与Wi-Fi公平共存。LBT模型已经被许多公司在3GPP RAN 1中在链路层和物理层广泛地模拟。我们首先表明，我们能够调整的情况下，重现类似的性能指标，在文献中报道的。然后，我们通过将TCP添加到文件传输来扩展模拟，并探索观察到的不同行为。我们的初步研究表明，仍然存在许多悬而未决的问题，如何实现LBT，以实现良好的共存性能，以及更广泛的实施问题，流量模型和更全面的系统模型，应进一步研究，然后得出最终结论的LBT共存性能。
2016-07-01 cs.NI
5G New Radio Unlicensed: Challenges and Evaluation
为了满足对移动数据的高需求，第三代合作伙伴计划（3GPP）建立了一组称为5G新无线电（5G NR）的标准。5G NR的架构包括灵活的无线接入网和核心网。3GPP还一直在研究一种新的无线电接入技术，称为5G NR Unlicensed（5G NR-U），旨在将5G NR扩展到免许可频段。在本文中，我们概述了最新的5G NR-U设计元素，并讨论了潜在的问题，包括与其他未授权技术（如Wi-Fi）的公平共存。我们使用模拟来研究Wi-Fi和5G NR-U系统之间的共存。我们的评估表明，NR-U通常比Wi-Fi（802.11ac）实现更高的吞吐量和更低的延迟。这两个系统经历不同的缓冲器占用率和频谱利用率统计。我们还讨论了NR-U在LTE授权辅助接入（LTE-LAA）上提供的改进。
2020-12-20 cs.NI
LTE in Unlicensed Bands is neither Friend nor Foe to Wi-Fi
在5GHz频带中部署LTE以提供额外蜂窝网络容量的支持者声称，与Wi-Fi本身相比，LTE将是未授权频带中Wi-Fi的更好邻居。在辩论的另一方，Wi-Fi社区反对LTE将对Wi-Fi网络性能非常不利。然而，缺乏透明和系统的工程证据来支持两个阵营相互矛盾的说法，这对于确定是否需要监管干预来保护Wi-Fi现任者免受新的LTE进入者的影响至关重要。为此，我们提出了一个全面的共存研究的Wi-Fi和LTE的无执照，调查共存机制的大参数空间和一系列代表性的网络密度和部署方案。我们的研究结果表明，通常情况下，Wi-Fi和LTE之间的和谐共存是由大量的5 GHz信道来确保的。对于强制共信道操作的最坏情况，LTE有时是Wi-Fi的更好邻居-当有效节点密度低时-但有时更糟-当密度高时。我们发现，分布式干扰协调是唯一必要的，以防止“公地悲剧”的干扰是非常可能的政权。我们还表明，在实践中，它并没有使现任者什么样的共存机制被添加到LTE在无执照的区别，只要一个是到位。因此，我们得出结论，LTE通常与未授权频段中的Wi-Fi既不是朋友也不是敌人。我们认为，以我们的案例研究为例的系统工程分析是支持监管机构基于证据的规则制定的最佳实践方法。
2016-09-12 cs.IT cs.NI math.IT
Throughput Optimization of Coexistent LTE-U and WiFi in Next Generation Networks
下一代网络被设想为具有无处不在的可用性和无缝接入作为主要目标。通常，多址技术的共存是实现这些目标的最有前途的方式之一，特别是同时使用WiFi和LTE（长期演进），这是未来互联网的两个主要参与者。LTE主要用于授权频谱，但研究团体也在使用未授权版本。在这项工作中，我们研究LTE-U（LTE-无执照）和WiFi共存的手持设备通过分析现有的调度机制，并提出了一种新的合作方案。详细研究了这些多宿主技术的吞吐量和公平性。此外，我们建议使用基于延迟的主动计划，以提高系统利用率。
2018-08-20 cs.NI
ORLA/OLAA: Orthogonal Coexistence of LAA and WiFi in Unlicensed Spectrum
未来的移动网络将利用未授权频谱来提高容量，并以成本效益的方式满足不断增长的用户需求。3GPP最近定义了授权辅助接入（LAA）方案以实现全球非授权LTE（U-LTE）部署，旨在（$i$）确保与现有WiFi网络的公平共存，即，对它们的性能的影响不超过另一个WiFi设备，以及（$ii$）与WiFi相比，实现更好的通话时间效率。在本文中，我们表明，标准化的LAA未能同时满足这些目标，并设计了一种替代的正交（无冲突）先说先听的共存模式，提供了一个显着的性能改善，但不对现有的WiFi网络的惩罚。我们推导出两个LAA最优传输策略，ORLA和OLAA，最大化LAA吞吐量在异步和同步（即，与许可的锚帧边界对齐）操作模式。我们提出了一个全面的性能评估，通过它，我们证明，当聚合数据包，IEEE 802.11 ac WiFi可以比3GPP LAA更有效，而我们的建议可以达到100%更高的吞吐量，而不会损害WiFi。我们进一步表明，长的U-LTE帧在使用3GPP LAA时，在WiFi上会导致高达92%的吞吐量损失，而ORLA/OLAA即使在存在非饱和WiFi和/或多速率场景的情况下，也可以免费维持$>$ 200%的增益。
2018-02-05 cs.NI
Revisiting LTE LAA: Channel Access, QoS, and Coexistence with WiFi
网络运营商正将LTE许可辅助接入（LAA）视为通过将业务卸载到未许可频带来扩展容量的手段。然而，在这些频带中的操作要求在信道接入方面遵守某些共存规则。现有文献中对这些规则的描述并不总是符合最新的标准。因此，在本文中，我们澄清LAA的操作，重点是信道接入和提供服务质量（QoS）支持的方法。在共存方面，我们评估了LAA在其各种QoS设置下对实验测试平台中Wi-Fi性能的影响。最后，考虑到最新的发展，我们描述了未授权频段中基于LTE的技术即将面临的研究挑战。
2021-03-24 cs.NI
Holistic Small Cell Traffic Balancing across Licensed and Unlicensed Bands
由于一方面移动数据业务的急剧增长和另一方面许可频谱的稀缺，移动运营商正在考虑使用未许可频带（特别是5 GHz的频带）作为补充频谱，以提供更高的系统容量和更好的用户体验。这种方法目前正在由3GPP以LTE授权辅助接入（LTE-LAA）的名称进行标准化。在本文中，我们通过联合优化授权和未授权频段的使用，采取了一种整体方法来平衡LTE-LAA小小区流量。我们提出这种流量平衡作为优化问题，该优化问题通过调整LTE-LAA小小区在授权和未授权频带中的传输概率来寻求WiFi、小小区和宏小区用户的比例公平共存。该公式化的动机是LTE-LAA小小区根据干扰/业务水平和每个频带中的活动用户的数量在授权频带和未授权频带之间切换或聚合授权频带和未授权频带。我们推导出这个优化问题的封闭形式的解决方案，并另外提出了一种传输机制，用于在两个频带上的LTE-LAA小小区的操作。通过数值和模拟结果，我们表明，我们提出的流量平衡方案，除了使更好的LTE-WiFi共存和无线电资源的有效利用相对于现有的流量平衡方案，还提供了一个更好的权衡最大化的总网络吞吐量和实现所有网络流之间的公平性相比，替代方法。
2016-09-13 cs.IT cs.NI math.IT
Small Cell Traffic Balancing Over Licensed and Unlicensed Bands
第三代合作伙伴计划（3GPP）最近开始标准化用于小型小区的“使用LTE的授权辅助接入”，在本文中称为双频带毫微微小区（DBF），其基于长期演进（LTE）载波聚合特征在授权和未授权频带两者中使用LTE空中接口。备选地，小小区论坛引入了集成毫微微WiFi（IFW）小小区，其同时接入授权频带（经由蜂窝接口）和未授权频带（经由WiFi接口）两者。本文提出了一种实用的算法，IFW和DBF自动平衡其业务在授权和非授权频段，基于实时的信道，干扰和业务条件的两个频段。该算法考虑了一些“智能”设备（sDevices）具有蜂窝无线电和WiFi无线电两者而一些仅WiFi设备（wDevices）可能仅具有WiFi无线电的事实。此外，该算法考虑了一个现实的场景，其中单个小小区用户可以通过IFW或DBF结合无线局域网（WLAN）同时使用多个sDevice和wDevice。目标是最大化小小区用户的总用户满意度/效用，同时将从小小区到宏小区的干扰保持在预定义阈值以下。该算法可以在IFW和DBF小小区基站的无线电链路控制（RLC）或网络层处实现。结果表明，所提出的流量平衡算法应用于IFW或DBF显着增加所有宏小区和小小区用户的总效用，与目前的做法相比。最后，IFW和DBF的各种实施问题得到解决。
2014-12-31 cs.NI
D2D-U: Device-to-Device Communications in Unlicensed Bands for 5G and Beyond
实现附近移动设备之间的直接通信的设备到设备（D2 D）通信是一种有吸引力的附加组件，用于通过在5G系统中重用许可蜂窝频谱来提高频谱效率和用户体验。在本文中，我们提出使能非授权频谱中的D2 D通信（D2 D-U）作为上行链路LTE网络的一部分，以进一步扩大网络容量。基于感测的协议被设计为支持LTE和D2 D用户两者的未授权信道接入。我们进一步研究子信道分配问题，以最大化LTE和D2 D用户的总速率，同时考虑到他们对现有Wi-Fi系统的干扰。具体来说，我们制定的子信道分配作为一个多对多的匹配问题与外部性，并开发一个迭代的用户子信道交换算法。分析和仿真结果表明，所提出的D2 D-U方案可以显着提高系统的和速率。
2017-03-07 cs.NI cs.PF
Optimizing Unlicensed Coexistence Network Performance Through Data Learning
Osaka University（大阪大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）；Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）
非授权LTE-WiFi共存网络正在经历一致的致密化，以满足不断增长的移动数据需求。随着共存网络复杂性的增加，研究网络特征关系（NFR）并利用它们来优化密集共存网络的性能变得非常重要。本研究通过对从真实世界实验中收集的网络数据进行监督学习，研究未授权LTE-WiFi（LTE-U和LTE-LAA）网络中的NFR。在实验中考虑了不同的802.11标准和不同的信道带宽，并精确地概述了学习模型选择策略。此后，不同的LTE-WiFi网络配置进行比较分析，通过学习模型参数，如R-sq，残差，离群值，预测器的选择等，进一步，网络特征关系为基础的优化（NeFRO）框架提出。NeFRO通过利用从网络数据中学习的特征关系方程改进了传统的优化公式。它被证明是非常适合于时间关键密集共存网络，通过两个优化目标，即，网络容量和信号强度。NeFRO是验证对网络优化的四个最近的作品。NeFRO能够成功地将优化收敛时间缩短24%，同时保持平均高达97.16%的准确率。
2021-11-15 cs.LG cs.NI
Multi-Cell LTE-U/Wi-Fi Coexistence Evaluation Using a Reinforcement Learning Framework
Federal University of Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）；Robert Bosch GmbH Corporate Research（罗伯特·博世有限公司企业研究）
本研究针对多小区LTE-U/Wi-Fi共存的高干扰场景，提出集中式协调强化学习框架，经ns-3仿真验证可提升系统及用户平均数据速率。
2026-10-14 cs.NI
A Survey of Multimedia Streaming in LTE Cellular Networks
随着长期演进（LTE）蜂窝网络的发展和视频业务需求的增加，从不同的角度考虑流媒体业务中的挑战至关重要。一个关注流媒体服务的角度，根据蜂窝网络的挑战，每层的基础上，以及跨多个层。在本教程中，我们将重点介绍蜂窝网络环境下视频流行业面临的主要挑战，重点是LTE。我们还讨论了针对这些挑战提出的解决方案，同时强调了这些解决方案的局限性以及这些解决方案提供高性能所需的条件/假设。此外，我们还展示了视频流跨层优化方面的不同工作，以及它如何为视频流提供更优化的端到端LTE网络。最后，我们建议在LTE网络上的视频传输领域的不同开放研究领域，可以显着提高最终用户的流媒体体验质量。
2018-03-14 cs.NI
Detecting LTE-U Duty Cycling Misbehavior for Fair Sharing with Wi-Fi in Shared Bands
Wi-Fi和LTE未授权（LTE-U）在共享或未授权频带中的共存已经引起学术界和工业界的越来越多的关注。一个重要的考虑因素是Wi-Fi和占空比LTE-U之间的公平性，其通常根据信道接入时间来定义，如LTE-U论坛所采用的。尽管有许多关于用于公平共享的占空比自适应设计的研究，但一个关键的事实常常被忽视：LTE-U系统单方面地控制LTE-U占空比;因此，作为自利用户，它们有行为不端的动机，例如，以超过给定限制的较大占空比进行发送，以便在信道接入时间和吞吐量中获得更大的份额。在本文中，我们提出了一种方案，该方案允许管理共享频带的频谱管理器基于来自附近Wi-Fi AP的PHY层观测来估计目标LTE-U小区的占空比，而不会中断正常的Wi-Fi操作。我们还提出了一种阈值化方案来检测占空比不当行为（即，确定占空比是否超过指定的极限），并根据检测和虚警概率来分析其性能。所提出的方案在ns 3中实现，并进行了广泛的模拟评估。我们的研究结果表明，所提出的方案提供了一个估计在+/- 1%的真实占空比，并检测占空比2.8%高于极限的检测概率至少为95%的不当行为，同时保持虚警概率小于或等于1%。
2017-10-04 cs.NI
Latency of Concatenating Unlicensed LPWAN with Cellular IoT: An Experimental QoE Study
开发高效采用、部署和维护的低功耗广域网（LPWAN）解决方案对于智慧城市至关重要。非授权LPWAN的服务质量差，以及LTE-M/NB-IoT的高服务成本是这些技术的关键缺点。将未经许可的LPWAN与许可的LPWAN相结合可以克服这些限制并利用它们的好处。然而，级联LPWAN架构将不可避免地导致可能影响用户体验质量（QoE）的过度延迟。为了评估该系统的实际可行性，我们首先提出了一个级联LPWAN架构，并通过实验测量了端到端（E2 E）延迟的统计数据。级联延迟裕度是通过用不同的LPWAN架构方案（即，用未授权IoT（独立LoRa）、蜂窝IoT（独立LTE-M）和级联IoT（与LTE-M对接的LoRa））来对LPWAN进行基准测试来确定的。通过对30，000个数据点的E2 E延迟的广泛实验测量活动，我们表明，由于LPWAN接口导致的额外延迟平均不到300毫秒。概念验证结果表明，对于人类感知和决策处于循环中的智能城市用例，将未授权LPWAN与蜂窝物联网连接的延迟可以忽略不计。
2021-05-30 cs.AR cs.IT cs.NI
Impact of LTE's Periodic Interference on Heterogeneous Wi-Fi Transmissions
Wi-Fi和LTE共存的问题在过去几年中已经引起了广泛的争论，LTE扩展的出现使得能够利用未授权频谱进行载波聚合。而不是集中在两种技术之间的资源共享的问题，在本文中，我们研究了LTE的结构化传输的Wi-Fi随机接入协议的影响。我们展示了周期性LTE传输的调度如何修改802.11的分布式协调功能（DCF）的行为，导致Wi-Fi性能的下降，无论是在信道利用效率和信道接入公平性方面。我们还讨论了持续DCF模型在分析周期性LTE干扰下的Wi-Fi性能时的适用性和局限性。
2018-12-20 cs.NI
Deployment of Microcells by integrating LTE-U with LTE
本文研究了将LTE-U与LTE集成部署微蜂窝以应对用户数据需求增长的问题，探讨了LTE-U替代或与Wi-Fi共存的可行性，并证明其能有效解决网络容量问题。
2024-02-18 cs.NI
Towards Optimal Grouping and Resource Allocation for Multicast Streaming in LTE
预计到2020年，多媒体流量将占总数据流量的82%。随着YouTube、Netflix、Amazon Prime Video等视频流媒体应用的日益普及，流行的视频内容往往需要同时交付给大量用户。组播传输可以有效地满足这些应用。公共内容可以在相同的资源上被发送给用户，从而导致相当大的资源节约。本文提出了用于LTE中的多播传输的有效分组和资源分配的各种方案。最优分组和资源分配问题被证明是NP-难的，因此，我们提出了这两个问题的启发式算法。我们还制定了一个模拟退火算法为基础的近似最佳资源分配为我们的问题。我们提出的基于LP松弛的资源分配方法使得资源分配非常接近于估计的最优值。
2018-07-30 cs.NI
A Multiarmed Bandit Approach for LTE-U/Wi-Fi Coexistence in a Multicell Scenario
Federal University of Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）；EFREI Paris（巴黎EFREI高等学院）；Vyaire Medical Inc.（Vyaire医疗公司）；Instituto de Pesquisas Eldorado（Eldorado研究所）；Bosch（博世）
本文提出一种基于多臂老虎机（MAB）理论的算法，用于解决多小区场景下LTE-U与Wi-Fi共存的占空比动态调整问题，该算法较前期Q学习方案可提升系统吞吐量6%，并显著改善低性能用户的吞吐量。
2026-10-14 cs.NI
Revisiting 802.11 for User Fairness and Efficient Channel Utilization in Presence of LTE-U
满足业界对其在未许可频谱中的操作具有LTE的最小改变的需求的有前景的解决方案是占空比LTE-U方案，其采用不连续传输以确保与802.11（Wi-Fi）WLAN的公平共存。该方案虽然保证了Wi-Fi网络的性能，但Wi-Fi用户之间的公平性仍然是《双城之战》的一个谜。在这项工作中，我们提出了一个实际的情况下，LTE-U，尽管是不连续的（通过以下的开-关周期），结果不仅在Wi-Fi用户之间的不公平的吞吐量分布，但也导致Wi-Fi AP下行链路性能的下降。这是由于在LTE-U的ON和OFF持续时间两者中利用信道的少数Wi-Fi用户（即，非受害者用户）相对于仅在OFF持续时间中获得访问的那些用户（称为受害者用户）的统治。在本文中，我们研究了受害者和非受害者Wi-Fi用户以及Wi-Fi AP在改变LTE-U ON持续时间（即，占空比）。针对无线局域网的特点，提出了一种基于802.11的点协调功能（PCF）模式的无线局域网接入方案，该方案在实现简单的同时，保证了Wi-Fi用户间的公平性，提高了Wi-Fi网络的信道利用率。开发了一个分析模型来证明有保证的改进并验证模拟结果。
2016-11-14 cs.NI
LWIP and Wi-Fi Boost Link Management
3GPP LTE Release 13技术及其标准前版本Wi-Fi Boost最近已经成为IP层的高效LTE和Wi-Fi集成，允许LTE上的上行链路和Wi-Fi上的下行链路。这解决了Wi-Fi的所有竞争问题，并允许最佳地使用未授权频带用于下行链路。在本文中，我们提出了Wi-Fi Boost的一个新功能，它的无线电链路管理，它允许以智能方式在拥塞检测时引导LTE和Wi-Fi之间的下行链路流量。这种定制的拥塞检测算法基于IP探测，可以与任何Wi-Fi接入点一起工作。在典型企业场景中的仿真结果表明，LTR 13和Wi-Fi Boost可以将网络性能分别提高到仅LTE网络的5倍和6倍，以及仅Wi-Fi网络的4倍和5倍，并且所提出的无线电链路管理可以将Wi-Fi Boost性能进一步提高到LTR 13的19%。基于有希望的结果，本文建议在未来的LTE版本中增强LRR 13用户反馈。
2016-07-27 cs.NI
Machine Learning enabled Spectrum Sharing in Dense LTE-U/Wi-Fi Coexistence Scenarios
University of Chicago（芝加哥大学）
将机器学习（ML）技术应用于复杂的工程问题已被证明是一种有吸引力和有效的解决方案。ML技术在解决非线性问题方面的前景影响了这项工作，其目的是应用已知的ML技术，并开发新的ML技术，用于Wi-Fi和LTE之间的无线频谱共享。在这项工作中，我们专注于LTE-U论坛开发的LTE-Unlicensed（LTE-U）规范，该规范使用占空比方法实现公平共存。该规范建议当同信道Wi-Fi基本服务集（BSS）的数量从一个增加到两个或更多个时减少LTE-U基站（BS）处的占空比。然而，在不解码Wi-Fi分组的情况下，实时检测在信道上操作的Wi-Fi BSS的数量是一个具有挑战性的问题。在这项工作中，我们展示了一种新的基于ML的方法，它通过使用在LTE-U OFF持续时间期间观察到的能量值来解决这个问题。与解码整个Wi-Fi分组相比，在LTE-U BS关闭时间期间仅观察能量值是相对直接的，这将需要LTE-U基站处的完整Wi-Fi接收器。我们通过实时实验实现并验证了所提出的基于ML的方法，并证明了一个和多个Wi-Fi AP传输之间的能量分布之间存在不同的模式。与现有的自相关（AC）和能量检测（ED）方法相比，所提出的基于ML的方法导致更高的准确性（在所有情况下接近99%）。
2020-03-18 cs.LG cs.NI eess.SP
Implementation of the 3GPP LTE-WLAN Interworking Protocols in NS-3
被称为第五代（5G）的下一代无线标准正在被设计为包含由具有多无线电接入技术（Multi-RAT）的单个整体网络组成的异构网络（HetNet）架构。多个连接协议和频谱将从处理以下两者的公共核心（管理系统）来管理：i）传统的宏蜂窝系统（诸如LTE），其可以提供长距离、室外覆盖，以及ii）具有高容量的低功率无线系统（诸如Wi-Fi），其可以被部署以满足室内业务需求。预计5G HetNet将实现无处不在的连接，这将保证服务质量（QoS）、体验质量（QoE）以及以低成本有效使用频谱和能量。紧密耦合的LTE-Wi-Fi网络已成为5G时代有前途的解决方案之一，可提高网络容量并改善最终用户的体验质量。LTE/Wi-Fi链路聚合（LWA）和具有IPSec隧道的LTE WLAN无线电级集成（LTEG）是由第三代合作伙伴计划（3GPP）提出的两种方法，以实现灵活、通用和可扩展的LTE-WLAN互通。这些技术实现了运营商控制的许可和未许可频谱的接入，并允许运营商的演进核心的透明接入。这些技术最重要的方面是，它们可以通过简单的软件升级来实现，并且可以利用现有的Wi-Fi网络。本文介绍并激发了LWA和LWAS协议的设计细节。我们还介绍了第一个NS-3 LWA和LWA的网络模拟器3（NS-3）的实现。特别是，这项工作的重点是适应和并发使用不同的NS-3模块和协议的不同技术，使这些互通计划的支持。
2019-01-11 cs.NI
Traffic Management for Heterogeneous Networks with Opportunistic Unlicensed Spectrum Sharing
本文研究如何最大限度地提高基于每用户的吞吐量在一个M层异构无线网络（HetNet）的最佳管理接入点（AP）之间的流量在HetNet。前M-1层中的AP可以同时使用授权频谱，而它们通过所提出的机会性载波侦听多路访问与冲突避免（CSMA/CA）协议与第M层中的AP共享未授权频谱。同时接入授权和非授权频谱的AP能够通过载波聚合技术整合其频谱资源。我们首先表征的小区负载的分布和信道接入概率的每个AP使用广义AP关联方案。对于每个层中的AP，针对信道增益和AP关联权重的一般随机模型，导出其在授权和未授权频谱中的平均频谱效率的严格下限。我们定义了每用户链路吞吐量和每用户网络吞吐量的基础上得出的平均频谱效率，并最大限度地提高他们提出的分散和集中的流量管理计划的AP在第一M-1层的约束下，每用户链路吞吐量的层M AP必须高于一些最低要求的值。最后，一个共存的LTE和WiFi网络的数值例子来验证我们的推导结果和发现。
2017-02-16 cs.IT cs.NI math.IT
A Learning-Based Coexistence Mechanism for LAA-LTE Based HetNets
许可辅助接入LTE（LAA-LTE）已经被提出来处理巨大的移动业务需求和拥挤的许可频谱之间的激烈矛盾。在本文中，我们研究了基于LAA-LTE的异构网络（HetNets）的共存机制。一个联合的资源分配和网络接入问题被认为是最大化的归一化吞吐量的未授权频带，同时保证现任WiFi用户的服务质量要求。提出了一个基于学习的两级框架，通过将问题分解为两个子问题来求解。在主节点层，提出了一种基于Q学习的LAA-LTE系统传输时间确定方法。在从机中，每个用户采用基于博弈论的学习方法来自主地执行网络访问。仿真结果验证了该方法的有效性。
2018-07-18 cs.GT cs.IT cs.NI
Seamless Handover in IP over ICN Networks: a Coding Approach
无缝连接在移动网络中实现基于QoS的交付中起着关键作用。然而，目前的切换机制阻碍了满足这一目标的能力，由于切换失败，分组丢失和服务中断的高比率。由于切换要求的变化，这些挑战在诸如高级长期演进（LTE-Advanced）和未许可频谱中的LTE（LTE-LAA）的异构蜂窝网络（HCN）中被进一步放大。虽然机制，如快速切换代理移动IPv6（PFMIPv6），试图解决这些问题，他们在一个高成本与次优的结果。这主要源于现有IP核心网的各种限制。在本文中，我们提出了一种新的切换解决方案的移动网络，利用一个革命性的IP信息为中心的网络（IP-over-ICN）架构的优势，支持灵活的服务提供通过选播和组播，结合随机线性编码技术的优势，消除了重传的需要。我们的解决方案允许编码流量在切换阶段以组播方式从源直接传播到目的地，而不需要现有解决方案中的中间锚点;从而克服了数据包丢失和切换失败，同时降低了整体交付成本。我们评估我们的方法与分析和仿真模型相比，PFMIPv6显着降低成本。
2017-02-07 cs.NI
Content-Based Interference Management for Video Transmission in D2D Communications Underlaying LTE
针对多个应用和网络共存于同一信道资源的现代通信场景，提出了一种新的干扰管理方法。所提出的方法背后的主要原理是干扰电平应当适应于由数据链路传输的内容，以最大化所传递的信息量。考虑网络设置，其中设备到设备（D2D）通信是将视频内容上传到网络基础设施的长期演进（LTE）链路。对于该场景，针对在视频数据流的峰值信噪比上的约束下D2D吞吐量的最大化来制定优化问题。所得到的最优策略将干扰集中在视频流内的特定分组上，并且与未区分的干扰策略相比，显著增加了D2D链路所实现的吞吐量。最优策略应用于一个真实世界的视频流应用程序，以进一步证明性能增益。
2016-06-06 cs.NI
Cognitive Radio Resource Scheduling using Multi agent QLearning for LTE
University of New Mexico（新墨西哥大学）
在本文中，我们提出，实现和测试两种新的下行链路LTE调度算法。这些算法的实现和测试是在Matlab中进行的，它们基于强化学习的使用，更具体地说，是用于调度两种类型用户的Qlearning技术。第一种算法称为协作调度算法，第二种算法称为竞争调度算法。第一种类型的预定用户是主用户，他们是为他们的服务付费的许可用户。第二种类型的预定用户是次要用户，他们可能是未授权的订户，不为他们的服务、设备到设备通信或传感器付费。每个用户，无论是主用户还是辅助用户，都被视为代理。在协作调度算法中，主用户代理将合作，以作出联合调度决定分配资源块给他们中的每一个，然后次级用户代理将在他们之间竞争使用剩余的资源块。在竞争调度算法中，主用户代理将在它们之间竞争可用资源，然后辅助用户代理将在它们之间竞争剩余资源。实验结果表明，两种调度算法收敛到近90%的频谱利用率，并提供了公平的频谱用户之间的份额。
2022-05-13 cs.LG cs.NI
Low latency communication over commercially available LTE and remote driving
除了自动驾驶汽车操作之外，在许多情况下，期望让人类远程驾驶车辆。为了使远程操作成为可能，具有低且可预测的延迟来传输来自汽车摄像头的视频并接收控制命令是非常关键的。在本文中，我们分析了这个问题，并提出了一个通信和视频流系统，解决了延迟的挑战，并使远程操作的真正的汽车在商用LTE网络;演示子50毫秒的往返延迟为720 p，60 FPS的视频，平均PSNR 36分贝。
2022-09-20 cs.MM cs.NI
Quality of Real-Time Streaming in Wireless Cellular Networks - Stochastic Modeling and Analysis
我们提出了一个新的随机服务模型的容量共享和中断，适合的实时的【形】流（RTS），如移动电视，在无线蜂窝网络的质量评估。该通用模型考虑了呼叫到达的多类马尔可夫过程（以捕获不同的无线电信道条件、所请求的流传输比特率和持续时间），并且允许通用资源分配策略，该策略说明由于资源约束，哪些用户被暂时拒绝所请求的固定流传输比特率（处于中断）。我们给出了几个重要的性能特征的模型，包括平均花费的时间在中断和中断事件的平均数量为一个典型的用户的给定类的表达式。这些表达式只涉及平稳概率的（免费）交通需求过程中，这是一个向量的独立泊松随机变量描述的用户数量的不同类别。为了分析3GPP长期演进（LTE）蜂窝网络中的RTS，我们指定我们的一般模型假设正交用户信道的峰值比特率接近理论香农的限制在加性高斯白噪声（AWGN）信道，这导致在多速率线性形式的资源约束。在这种情况下，我们考虑一个自然类的最小努力服务的第一资源分配政策，该模型的特点，可以进一步评估使用傅立叶分析泊松变量。在这个类中，我们确定和评估一个最佳的和公平的政策，后者建议由LTE实现。我们还提出了一些中间的政策，它允许解决不平等的用户无线电信道条件所造成的最优性/公平性权衡。我们的研究结果可用于评估RTS在LTE网络中的质量和这些网络的尺寸。
2014-03-04 cs.NI math.PR
Resource Allocation for Loss Tolerant Video Streaming in eMBMS
带宽饥渴的视频内容已成为全球数据流量的主要贡献者。蜂窝网络不断发展以满足不断增长的业务需求。在过去的几年里，无线组播作为一种有效利用资源的手段已经获得了很多关注。多播传输允许频谱资源在流式传输相同内容的用户之间共享。即使多播传输允许在相同的资源上服务多个用户，为了成功地服务所有这些用户，基站不能以大于具有最差信道条件的用户可解码的速率来传输内容。在本文中，我们提出了一种方法来克服这个瓶颈。视频流服务可以承受一定量的数据包丢失，而不会使用户体验到的质量显著下降。我们利用视频流应用的这种容错特性来提高LTE和5G中多播视频服务的性能。本文将容错多播的资源分配问题转化为系统的稳定性问题。然后，我们提出了两个吞吐量最优的最大权重（MW）的政策，成功地稳定构建的排队系统。然而，MW策略的蛮力实现大多是NP难的。为了克服这一点，我们提出了一个最大权重二分匹配的方法，结果在一个多项式时间实施所提出的政策。我们还通过广泛的模拟评估我们的政策的性能。
2019-03-19 cs.NI
Performance Evaluation of Low-Latency Live Streaming of MPEG-DASH UHD video over Commercial 5G NSA/SA Network
本文评估了基于5G SA和NSA网络的MPEG-DASH UHD视频直播性能，发现5G SA能实现高成功率的低延迟直播，而NSA依赖LTE网络存在不足。
2025-11-26 cs.MM cs.NI eess.IV
SQP: Congestion Control for Low-Latency Interactive Video Streaming
本文介绍了SQP的设计和评估，一个拥塞控制算法（CCA）的交互式视频流应用，需要流高比特率压缩视频与非常低的端到端帧延迟（如。AR流媒体、云游戏）。SQP使用帧耦合的、步调一致的分组序列来对网络带宽进行采样，并使用自适应单向延迟测量来从排队中恢复，以获得低的、有界的排队延迟。SQP快速适应链路带宽的变化，确保高利用率和低帧延迟，并且在可接受的延迟包络内与正在构建的流竞争时，还实现了有竞争力的带宽共享。SQP具有良好的公平性，并且在具有浅缓冲区的链路上工作得很好。在Google的AR流媒体平台中，SQP与Copa的实际A/B测试中，SQP在LTE和Wi-Fi的高比特率和低帧延迟下分别实现了27%和15%的会话。当与Cubic和BBR等构建流量竞争时，SQP的带宽比GoogCC（WebRTC）、Sunday和PCC-Vivace高2- 3倍，性能与Copa相当（带模式切换）。
2022-07-25 cs.MM cs.NI
Smooth and Low Latency Video Streaming for Autonomous Cars during Handover
自动驾驶汽车有望带来许多好处，其中包括提高交通效率和可靠性，减少燃料消耗，这将产生巨大的经济和环境影响。这项技术的成功在很大程度上依赖于其周围实体的全面态势感知。只有当一切都联网时，包括车辆，用户和基础设施，并在附近的物体之间交换感知数据以提高它们的感知能力，才能实现这一目标。然而，无论如何，在回路中仍然需要人为干预来处理看不见的情况或补偿不准确或不适当的车辆决定。在这种情况下，除了LIDAR等其他数据外，视频馈送被认为是为人类提供真实情况以最终做出正确决策的关键。然而，如果视频没有及时交付，它就会变得毫无用处，或者可能产生灾难性的后果。另外，流式传输的视频中的任何中断（例如，在穿越国家间边界时的切换操作期间）对用户来说是非常烦人的，并且也可能造成损害。在本文中，我们首先描述两个重要的用例，即远程驾驶和排队，其中视频的及时交付非常重要[1]。此后，我们详细介绍了我们实施的解决方案，以适应上述自动驾驶车辆的用例。通过在本地和LTE网络中的广泛实验，我们证明了我们的解决方案可以确保非常低的端到端延迟。此外，我们表明，我们的解决方案保持视频中断尽可能低的切换操作过程中。
2022-01-05 cs.NI
QoE-Oriented Resource Allocation for 360-degree Video Transmission over Heterogeneous Networks
由于多媒体和网络部署的快速增长，沉浸式媒体流传输，特别是带宽要求非常高的虚拟现实（VR）/360度视频流传输已经变得越来越流行。为了更好地探索资源的使用和实现更好的用户体验质量（QoE），本文开发了一种应用层方案，以在360度视频流中联合利用LTE和Wi-Fi网络的可用带宽。这种新提出的方案和相应的解决方案算法利用视频的显著性，预测用户的视图和用户的状态信息，以获得用户与不同的Wi-Fi接入点（AP）的最佳关联，以最大限度地提高系统的效用。此外，提出了一种新的缓冲策略，以减轻短时预测问题的影响，在时变网络中传输360度视频。在各种360度视频的仿真实验中，验证了所提出的方案和算法的良好性能和低复杂度。
2018-03-21 cs.MM cs.NI
LBP: Robust Rate Adaptation Algorithm for SVC Video Streaming
如今，视频流占移动流量的55%。在本文中，我们探讨流视频编码使用可伸缩视频编码方案（SVC）在高度可变的带宽条件下，如蜂窝网络。SVC独特的编码方案允许视频块的质量以增量方式变化，使其与其他编码方案相比更灵活，更能适应具有挑战性的网络条件。我们的贡献是三方面的。首先，我们制定的可用带宽，播放缓冲区，和块的最后期限作为一个优化问题的视频块的质量决定的约束。目标是优化一种新颖的QoE度量，该度量对最小化视频的停顿/跳过持续时间、最大化每个块的回放质量以及最小化质量切换的数量这三个目标的组合进行建模。其次，我们开发了分层装箱（LBP）自适应算法，一种新的算法，解决了所提出的优化问题。此外，我们表明，LBP实现了所提出的优化问题的最佳解决方案的线性复杂度的视频块的数量。第三，我们提出了一种在线算法（在线LBP），其中解决了几个挑战，包括处理带宽预测错误，和短的预测持续时间。广泛的模拟与真实的带宽痕迹的公共数据集揭示了我们的计划的鲁棒性，并证明其显着的性能改善相比，国家的最先进的SVC流算法。所提出的算法也实现了TCP/IP仿真测试床与真实的LTE带宽的痕迹，和仿真证实了仿真结果，并验证了该算法可以实现和部署在今天的移动设备。
2018-06-13 cs.MM cs.NI
