QoS-Aware Joint Mode Selection and Channel Assignment for D2D Communications
蜂窝网络的底层设备到设备（D2D）通信被认为是提高5G网络中频谱效率的关键技术。对于这样的D2D系统，模式选择和资源分配已经被广泛用于管理干扰。然而，先前的工作允许最多一个D2D链路接入相同的信道，而模式选择和资源分配通常是分开设计的。在本文中，我们共同优化模式选择和信道分配在蜂窝网络与底层D2D通信，其中多个D2D链路可以共享相同的信道。同时，在信号与干扰加噪声比（SINR）方面，蜂窝和D2D链路两者的QoS要求得到保证。我们首先提出了一个最佳的动态规划（DP）算法，它提供了一个更低的计算复杂度相比，穷举搜索，并作为性能基准。然后提出了一种基于二分图的贪心算法，以达到多项式时间的复杂度。仿真结果将证明在密集D2D网络中允许每个信道被多个D2D链路访问的优点，以及所提出的算法的有效性。
2016-02-29 cs.IT math.IT
Statistical QoS Analysis of Reconfigurable Intelligent Surface-assisted D2D Communication
这项工作进行统计QoS分析的Rician块衰落可重构智能表面（RIS）辅助D2 D链路中的发送节点下的延迟QoS约束。首先，我们为D2 D链路执行模式选择，其中D2 D对可以通过中继来自RI的数据直接通信或者通过基站（BS）通信。接下来，我们提供用于RIS辅助的D2 D链路的有效容量（EC）的封闭形式的表达式。当发射机处的信道状态信息（CSIT）可用时，发射D2 D节点以可变速率$r_t(n)$（根据信道条件可调整）进行通信;否则，它使用固定速率$r_t$。它允许我们在两种情况下将RIS辅助的D2 D链路建模为马尔可夫系统。我们还将我们的分析扩展到叠加和叠加D2 D设置。为了在CSIT未知时提高RIS-assisted D2 D链路的吞吐量，我们使用HARQ重传方案并提供启用HARQ的RIS-assisted D2 D链路的EC分析。最后，仿真结果表明：i）EC随着RIS元素的增加而增加，ii）当在发送节点处施加严格的QoS约束时，EC减小，iii）EC随着路径损耗估计误差的方差的增加而减小，iv）EC随着ON状态的概率的增加而增加，v）当CSIT未知时，EC通过使用HARQ而增加，并且通过使用最佳重传次数，它可以达到$5\times$通常的EC（没有HARQ并且没有CSIT）。
2022-04-07 cs.IT eess.SP math.IT
Transmit Power Minimization in Small Cell Networks Under Time Average QoS Constraints
我们考虑由N个小区组成的小小区网络（SCN），其中每个小小区基站（SCBS）配备有Nt个\geq 1天线，为每个小区的K个单天线用户终端（UT）服务。在这种设置下，我们解决以下问题：给定UT的特定时间平均服务质量（QoS）目标，可以满足它们的最小发射功率支出是多少？我们考虑时间平均QoS约束的动机来自于这样一个事实，即现代无线应用程序，如文件共享，多媒体等，允许一些灵活性，在他们的延迟容忍度。与瞬时QoS约束相比，时间平均QoS约束可以节省更多的发射功率，因为它提供了在衰落信道状态下动态分配资源的灵活性。我们制定的问题作为一个随机优化问题，其解决方案是在每个时隙的下行链路波束成形向量的设计。我们解决了这个问题，使用的方法李雅普诺夫优化和所提出的算法的性能特征。以该算法为参考，我们提出了两个主要的贡献，将实际的设计考虑在SCN。首先，我们分析了SCBS之间的信息交换所产生的延迟的影响。其次，我们施加信道状态信息（CSI）反馈约束，并制定了联合CSI反馈和波束形成策略。在这两种情况下，我们提供的算法在满足QoS约束和时间平均功耗方面的性能界限。我们的仿真结果表明，解决问题的时间平均QoS约束提供了更大的节省相比，瞬时QoS约束的发射功率。
2015-07-14 cs.IT math.IT
Secure Broadcasting over Fading Channels with Statistical QoS Constraints
在本文中，衰落广播信道与机密消息的研究中存在的统计服务质量（QoS）的限制，在缓冲区长度的形式。我们采用有效容量公式来衡量的机密和共同的消息的吞吐量。我们假设信道侧信息（CSI）在发射机和接收机处都是可用的。假设在发送端的平均功率约束，我们首先定义了有效的安全吞吐量区域，并证明了吞吐量区域是凸的。然后，我们得到的最佳功率控制策略，实现有效的安全吞吐量区域的边界点。
2010-04-06 cs.IT math.IT
Transmit Designs for the MIMO Broadcast Channel with Statistical CSI
我们研究多输入多输出广播信道与统计信道状态信息可在发射机。采用线性分配操作，并在一般衰落条件下导出了最优发射设计的必要条件。在此基础上，我们引入了一个迭代算法，通过应用梯度下降方法来最大化线性分配加权和率。为了降低复杂度，我们推导出每个接收器的线性分配可达速率的上界，从该上界推导出近似最优线性分配矩阵的简化封闭形式表达式。这揭示了一个类似于脏纸编码的有趣结构。鉴于此，提供了一种低复杂度的传输方案。数值例子说明了所提出的低复杂度计划的显着性能。
2014-06-30 cs.IT math.IT
Robust Linear Precoder Design for Multi-cell Downlink Transmission
由多小区无线网络的基站进行的协调信息处理增强了网络中的通信的总体质量。用于优化任何期望的网络范围的服务质量（QoS）的这种协调需要基站获取和共享某些信道状态信息（CSI）。在充分了解信道状态的情况下，基站可以调整其传输以实现网络QoS最优。然而，在实践中，CSI只能不完美地获得。因此，由于所涉及的不确定性，网络不能保证受益于全局最优QoS。然而，如果信道估计扰动被限制在有界区域内，则QoS度量也将位于有界区域内。因此，通过利用最坏情况意义上的鲁棒性的概念，可以断言网络的一些最坏情况的QoS保证。我们采用了一个流行的模型，噪声信道估计，假设估计噪声项位于已知的超球体。我们的目标是设计线性收发器，优化最坏情况下的QoS措施在下行链路传输。特别是，我们专注于最大化网络的最坏情况下的加权和率和网络的最小最坏情况下的速率。为了获得这样的收发器的设计，我们提供了几个集中式（完全合作）和分布式（有限合作）的算法，需要不同程度的复杂性和基站之间的信息交换。
2010-09-27 cs.IT math.IT
Two-timescale Beamforming Optimization for Intelligent Reflecting Surface Aided Multiuser Communication with QoS Constraints
智能反射表面（IRS）是一种新兴技术，能够通过可调无源信号反射重新配置无线信道，从而经济高效地提高无线网络的频谱和能量效率。本文研究了一种IRS辅助的多用户多输入单输出（MISO）无线系统，与现有的基于瞬时信道状态信息（I-CSI）的方案相比，采用双时间尺度（TTS）传输来降低信号处理复杂度和信道训练开销，同时在传输调度中利用多用户信道分集。具体而言，长期被动波束形成是基于所有链路的统计CSI（S-CSI）设计的，而短期主动波束形成被设计成以优化的IRS相移来迎合所有用户的重新配置的信道的I-CSI。我们的目标是最大限度地减少在接入点（AP）的平均发射功率，受到用户的个人服务质量（QoS）的约束。由于长期和短期设计变量在QoS约束下的复杂耦合，所提出的随机优化问题是非凸的，难以求解。针对这一问题，提出了一种基于原-对偶分解的TTS联合主被动波束形成算法（PDD-TJAPB）。该算法将原问题分解为长期问题和短期问题，并利用深度展开技术提取短期问题的梯度信息，为长期问题构造凸代理问题。该算法被证明几乎必然收敛到原问题的平稳解。仿真结果表明，该算法的优点和有效性相比，基准计划。
2021-04-01 cs.IT eess.SP math.IT
On the Throughput of Hybrid-ARQ under QoS Constraints
混合自动重传请求（HARQ）是一种高性能的通信协议，导致无线信道和资源的有效使用，而仅向发射机提供关于信道状态信息（CSI）的有限反馈。在本文中，HARQ的吞吐量与增量冗余（IR）和固定的传输速率的服务质量（QoS）的限制缓冲区溢出概率的限制存在的限制进行了研究。特别是，更新过程和随机网络演算理论的工具来表征的最大到达速率，可以支持的无线信道时，HARQ-IR采用。采用有效容量作为吞吐量度量，并且针对QoS指数的小值确定HARQ-IR的有效容量的封闭形式表达式。固定的传输速率，QoS约束，和硬截止日期限制的吞吐量的影响进行了研究，并与常规ARQ操作的比较。
2013-12-03 cs.IT math.IT
Efficient, Fair and QoS-Aware Policies for Wirelessly Powered Communication Networks
无线功率传输（WPT）是用于无线供电通信网络（WPCN）的可行能量源。在本文中，我们首先考虑WPT从一个能源接入点（E-AP）到多个能源接收器（E-R），以获得最佳的政策，最大限度地提高WPT效率。为了这个目的，我们制定的问题，最大化的E-R的平均和峰值功率电平的限制的E-AP的总平均接收功率。该问题是一个非凸随机优化问题。使用一些随机优化技术，我们解决这个问题的挑战，并推导出一个封闭形式的表达式的最优解，这需要明确的知识，在网络中的信道状态信息（CSI）的分布。然后，我们提出了一个接近最优的算法，不需要任何明确的知识的CSI分布，并证明该算法达到一个接近最优的解决方案，在一个保证的差距，以最优的解决方案。接下来，我们考虑E-R之间的公平性，并提出了一个服务质量（QoS）感知的公平策略，最大化的通用网络效用函数，同时保证所需的QoS的每个E-R。最后，我们研究了一个实际的无线供电的通信场景中，E-R利用他们的能量收集通过WPT传输信息到E-AP。我们在E-AP的平均和峰值传输功率约束以及E-R的公平性约束下优化E-AP处接收的信息。数值结果表明，我们提出的解决方案相比，国家的最先进的基线显着的性能。
2019-09-17 cs.IT math.IT
Resilient Vehicular Communications under Imperfect Channel State Information
本文提出一种两阶段框架，通过估计不完美CSI的概率分布并利用风险率指标平衡吸收与适应阶段，有效优化了C-V2X网络的弹性，显著降低了V2V延迟并提升了V2I吞吐量。
2025-05-03 cs.IT eess.SP math.IT
Grid Energy Consumption and QoS Tradeoff in Hybrid Energy Supply Wireless Networks
混合能源供应（HES）无线网络最近已经成为实现绿色网络的新范例，绿色网络由电网和收获的可再生能源供电。在本文中，我们将研究两个关键的，但相互冲突的设计目标的HES网络，即，网格能耗和服务质量（QoS）。通过利用所收集的能量来最小化电网能量消耗将使网络环境友好，但是可实现的QoS可能由于能量收集的间歇性而降级。为了研究这两个方面之间的权衡，我们引入了总服务成本作为性能指标，这是电网能源成本和QoS降级成本的加权和。采用基站分配和功率控制作为最小化总服务成本的主要策略，同时考虑了非因果和因果侧信息的情况。利用非因果边信息，提出了一种低复杂度、性能接近最优的贪婪分配算法。在有因果边信息的情况下，设计问题被表述为离散马尔可夫决策问题。有趣的解决方案的结构，这将有助于开发一个有效的单调逆向归纳算法。为了进一步降低复杂度，还提出了一个前瞻策略和一个基于启发式策略。仿真结果将验证所提出的算法的有效性，并展示独特的网格能量消耗和服务质量的折衷在HES网络。
2016-01-28 cs.IT math.IT
Predictor Antenna Systems: Exploiting Channel State Information for Vehicle Communications
车辆通信是第五代无线网络（5G）中最重要的用例之一。对以诸如频谱效率、峰值数据率和中断概率的性能度量为特征的服务质量（QoS）的不断增长的需求主要受到移动车辆周围快速变化的环境的信道状态信息（CSI）的不准确预测/估计的限制。为了提高QoS，增加CSI的预测范围的一种方式是部署预测器天线（PA）。PA系统由通常安装在车辆车顶上的两组天线组成，其中位于车辆前部的PA用于预测由在PA后面对准的接收天线（RA）观察到的CSI。然而，在现实的PA系统中，实际的益处受到各种因素的影响，包括空间失配、天线利用率、散射环境的时间相关性以及CSI估计误差。本文研究了在实际条件限制下PA系统的不同资源分配方案。
2020-05-19 cs.IT eess.SP math.IT
On the Achievable Throughput Region of Multiple-Access Fading Channels with QoS Constraints
在多用户场景下，分析了在满足统计时延约束的情况下，给定服务过程所能支持的最大恒定到达速率的有效容量。特别是，我们研究了在多址衰落信道（MAC）中存在服务质量（QoS）约束的用户可达到的有效容量区域。我们假设信道边信息（CSI）是在发射机和接收机都可用，并使用叠加编码技术与连续解码。当功率是固定的发射机，我们表明，相对于信道状态的解码顺序的变化可以显着增加可实现的吞吐量区域。对于两个用户的情况下，我们得到了最佳的解码策略时，用户具有相同的QoS约束。同时，它表明，时分多址（TDMA）可以实现更好的性能比叠加编码与固定的连续解码顺序在接收端的某些QoS约束。对于功率和速率自适应，我们在接收端确定具有固定解码顺序的最优功率分配策略。数值结果证明了我们的结果。
2009-10-22 cs.IT math.IT
Intelligent Reflecting Surfaces Assisted Secure Transmission Without Eavesdropper's CSI
本文研究了智能反射面（IRS）辅助多输入单输出（MISO）通信系统的安全性问题。不同于现有文献中的理想假设，即完整的窃听者（Eve）的信道状态信息（CSI）是可用的，我们考虑了一个更实际的情况下，没有Eve的CSI。为了提高系统的安全性，在发射端总发射功率（Alice）不变的情况下，提出了一种联合波束形成和干扰的方法，首先在Alice处优化最小发射功率，以满足合法用户（Bob）处的服务质量（QoS），然后利用Alice处的剩余功率发射人工噪声（AN）干扰窃听者。两个有效的算法利用斜流形（OM）和minorizationmaximization（MM）算法，分别开发解决由此产生的非凸优化问题。仿真结果验证了算法的性能和收敛性。
2020-07-21 cs.IT math.IT
On the Effective Capacity of IRS-assisted wireless communication
我们考虑未来的，智能反射表面（IRS）辅助的基站（BS）和用户设备（UE）之间的通信两个不同的场景：一个单输入，单输出（SISO）系统，其中BS有一个单一的天线，和一个多输入，单输出（MISO）系统，其中BS有多个天线。对于所考虑的IRS辅助下行链路，我们计算的有效容量（EC），这是一个量化的衡量统计服务质量（QoS）的通信系统经历随机衰落。对于我们的分析，我们考虑关于信道状态信息（CSI）的两个广为人知的假设--即，完美的犯罪现场调查和没有犯罪现场调查此后，我们首先推导出SISO和MISO情况下的信噪比（SNR）的分布，随后推导出封闭形式的表达式，在完美的CSI和没有CSI的情况下，对于SISO和MISO情况下的EC。此外，对于没有CSI的SISO和MISO系统，事实证明，可以通过搜索最佳传输速率$r^*$来进一步最大化EC，该最佳传输速率是通过利用迭代梯度下降法来计算的。我们提供了大量的仿真结果，研究了各种系统参数的影响，例如，QoS指数、功率预算、BS处的发射天线的数量、IRS处的反射元件的数量等，系统的EC。
2021-01-21 cs.IT eess.SP math.IT
The Impact of QoS Constraints on the Energy Efficiency of Fixed-Rate Wireless Transmissions
研究了在服务质量（QoS）约束下，当接收端只有信道边信息时，无线衰落信道上的传输问题。由于不知道信道条件，假设发射机以固定速率发送信息。在这些假设下，采用两状态（ON-OFF）传输模型，其中在ON状态下以固定速率可靠地传输信息，而在OFF状态下不发生可靠的传输。QoS限制施加缓冲区违规概率的约束，和有效的容量配方是用来确定最大吞吐量的无线信道可以维持，同时满足统计QoS约束。能量效率的调查，通过获得零频谱效率和宽带斜率在宽带和低功率制度假设接收机具有完美的信道侧信息（CSI）所需的比特能量。在宽带和低功耗制度，由于QoS约束的存在而增加的能量需求进行量化。与可变速率/固定功率和可变速率/可变功率的情况下的比较。在信道不确定性的存在下，进一步分析了能量效率。在QoS约束下确定分配给训练的功率的最佳比例。它被证明，在低功率政权的最小比特能量是在一定的非零功率水平下，比特能量增加，而没有约束的消失功率。
2008-12-09 cs.IT math.IT
Compressed Sensing-based Pilot Assignment and Reuse for Mobile UEs in mmWave Cellular Systems
用于毫米波通信的技术处于工业界和学术界研究的最前沿，因为毫米波频带为已经分配给蜂窝网络的带宽提供了数量级的额外可用带宽。可以利用在毫米波频带处的小覆盖区中可以支持的更大数量的天线来收获双MIMO类型的波束成形和空间复用增益。类似于LTE系统，收获这些益处的两个先决条件是在训练阶段检测用户和获取用户信道状态信息（CSI）。然而，由于毫米波信道遇到更苛刻的传播和更快的去相关，用户检测和CSI获取的任务都是必要的，比LTE频段更具挑战性。在本文中，我们研究的问题，快速用户检测和CSI捕获的小小区毫米波网络的下行链路。我们假设TDD操作和基于信道互易性的CSI获取。为了实现致密化的好处，我们提出了导频设计和信道估计器，利用积极的导频重用与快速用户检测在基站和压缩感知信道估计的组合。正如我们的模拟所示，相对于传统的基于压缩感知的方法与传统的导频重用，可以同时由整个毫米波频带网络与所提出的方案提供服务的用户的数量大幅增加。
2016-01-14 cs.IT math.IT
Streaming 360-degree VR Video with Statistical QoS Provisioning in mmWave Networks from Delay and Rate Perspectives
针对毫米波网络中360度VR视频流传输的统计QoS保障问题，提出基于重叠视场的联合单播多播任务分配与自适应传输方案，从延迟和速率角度实现资源高效利用与灵活速率控制。
2023-05-13 cs.IT eess.IV math.IT
Robust Resource Management for SAGIN using DNN-Driven Channel Uncertainty Learning
Shaanxi Normal University（陕西师范大学）；Xidian University（西安电子科技大学）；Guangzhou Institute Technology, Xidian University（西安电子科技大学广州研究院）；University of Macau（澳门大学）
针对SAGIN中CSI不确定下的鲁棒波束成形与资源分配问题，提出DNN驱动的信道不确定性学习方法，构建非对称不确定性集并采用鲁棒对应方法，实现高能效与高可靠性的联合优化。
2026-09-29 cs.IT math.IT
On the Impact of Relay-side Channel State Information on Opportunistic Relaying
本文研究了网络拓扑感知分布式机会中继选择策略的中断性能，重点研究了中继节点上不同信道状态信息（CSI）水平对中断性能的影响。具体而言，两种情况下（a）精确的瞬时和（b）只有统计CSI进行比较，明确考虑到小规模瑞利衰落和路径损耗，由于随机节点间的距离。分析结果，密切匹配的模拟，表明，虽然类似的多样性顺序可以实现在这两种情况下，缺乏精确的CSI，以支持中继选择转化为显着增加所需的功率，以实现相同的QoS水平。此外，当仅统计CSI可用时，由于多个中继之间的系统资源的分裂，实现相同的分集阶数与低SNR下的明显性能降级相关联。
2013-06-12 cs.IT math.IT
Deep Learning-based Resource Allocation For Device-to-Device Communication
Gyeongsang National University（庆尚国立大学）；Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg（弗里德里希-亚历山大-埃尔兰根-纽伦堡大学）
本文提出了一种用于在具有设备到设备（D2D）通信的多信道蜂窝系统中优化资源分配的深度学习（DL）框架。因此，D2D用户的信道分配和离散发射功率电平（两者都是整数变量）被优化以最大化总体频谱效率，同时维持蜂窝用户的服务质量（QoS）。根据信道状态信息（CSI）的可用性，考虑两种不同的配置，即1）具有完整CSI的集中式操作和2）具有部分CSI的分布式操作，其中在后一种情况下，根据反馈信道的容量对CSI进行编码。代替解决每个信道实现的所产生的资源分配问题，提出了DL框架，其中用于任意信道条件的最优资源分配策略由深度神经网络（DNN）模型近似。此外，我们提出了一种新的训练策略，结合监督和无监督学习方法和本地CSI共享策略，以实现接近最优的性能，同时执行蜂窝用户的QoS约束，并有效地处理整数优化变量的基础上，一些地面真理标签。我们的仿真结果证实，接近最佳的性能，可以达到较低的计算时间，这强调了所提出的方案的实时能力。此外，我们的研究结果表明，不仅资源分配策略，而且CSI编码策略可以有效地确定使用DNN。此外，我们表明，建议的DL框架可以很容易地扩展到具有不同设计目标的通信系统。
2020-11-25 cs.AI cs.IT math.IT
QoS-Aware Base-Station Selections for Distributed MIMO Links in Broadband Wireless Networks
我们提出了QoS感知的BS选择方案的分布式无线MIMO链路，其目的是最大限度地减少BS的使用和减少干扰范围，同时满足不同的统计延迟QoS约束，其特征在于延迟约束违反概率和有效容量技术。具体地，基于信道状态信息（CSI）和QoS要求，动态地选择用于分布式MIMO传输的具有可变基数的BS子集，其中，所述选择由中央服务器控制。对于单用户场景，我们开发了两个优化框架，分别推导出有效的BS选择方案和相应的资源分配算法。一个框架使用增量BS选择和分时（IBS-TS）策略，另一个采用基于有序增益的BS选择和概率传输（OGBS-PT）。IBS-TS框架可以获得更好的性能，而OGBS-PT框架下开发的方案更容易实现。对于多用户场景，我们提出了应用优先BS选择，块对角化预编码和概率传输（PBS-BD-PT）技术的优化框架。我们还提出了应用优先BS选择，时分多址，概率传输（PBS-TDMA-PT）技术的优化框架。我们推导出最佳的传输方案，所有上述框架，分别。还进行了一组模拟评估，比较我们提出的方案与几个基线计划，并显示延迟QoS要求，发射功率和流量负载的影响BS选择分布式MIMO系统的性能。
2011-04-21 cs.IT math.IT
Effective Capacity Analysis of Cognitive Radio Channels for Quality of Service Provisioning
本文研究了服务质量（QoS）约束下的认知传输。在认知无线电信道模型中，假设次发射机根据主用户的活动以两个不同的平均功率电平发送数据，主用户的活动由次用户执行的信道感测来确定。一个状态转换模型，该认知传输信道的构建。对缓冲区长度的统计限制被施加以考虑QoS约束。在这些统计QoS约束下的最大吞吐量确定通过找到认知无线电信道的有效容量。这种分析进行固定功率/固定速率，固定功率/可变速率，可变功率/可变速率传输方案下的不同假设的信道侧信息（CSI）的可用性在发射机。几个系统参数，包括信道感知持续时间，检测阈值，检测和虚警概率，QoS参数，和传输速率的有效容量的影响，进行了研究。固定速率和可变速率传输方法的性能进行了比较，在存在QoS限制。结果表明，可变方案优于固定速率传输技术，如果检测概率高。通过调整功率和速率的性能增益进行了量化，结果表明，这些收益减少的QoS限制变得更加严格。
2009-06-21 cs.IT math.IT
Exploiting Large-Scale MIMO Techniques for Physical Layer Security with Imperfect Channel State Information
本文研究了大规模多输入多输出（LS-MIMO）系统的物理层安全问题。LS-MIMO系统中大量的天线阵元被用来增强传输安全性和提高系统性能，特别是当窃听者距离信息源较近且比合法用户拥有更多天线时。然而，在实际系统中，这个问题变得具有挑战性，因为窃听者的信道状态信息（CSI）通常是不可用的，没有合作和合法的CSI可能是不完美的，由于信道估计误差。在本文中，我们首先分析了物理层的安全性能没有窃听CSI和不完美的合法CSI，然后提出了一种能量有效的功率分配方案，以满足无线安全和服务质量（QoS）的要求，同时。最后，数值结果验证了所提出的方法的有效性。
2014-07-28 cs.IT math.IT
Non-linear and Linear Broadcasting with QoS Requirements: Tractable Approaches for Bounded Channel Uncertainties
我们考虑蜂窝系统的下行链路，其中基站采用多个发射天线，每个接收机有一个单一的天线，和用户指定。我们考虑通信方案中的用户有一定的服务质量（QoS）的要求。我们研究了强大的广播计划，以保证QoS要求得到满足的发射机的估计每个用户的信道周围的有界不确定区域内的所有信道的传输功率最小化的设计。每个用户的QoS要求制定为在其接收信号的均方误差（MSE）的约束，我们表明，这些MSE约束意味着对接收到的SINR的约束。使用MSE约束，我们提出了一个统一的设计方法，强大的线性和非线性收发器的QoS要求。所提出的设计克服了现有方法的局限性，提供保守的设计或仅适用于线性预编码的情况。此外，我们提供了一个相当一般的模型，包含许多自然选择的不确定性区域的通道不确定性计算效率的设计配方。我们还考虑了鲁棒对应的预编码方案，最大限度地提高最弱的用户的信号的保真度受到功率约束的问题。对于这个问题，我们提供了准凸配方，线性和非线性收发器，可以有效地解决使用一维二分法搜索。我们的数值结果表明，在CSI的不确定性的存在下，所提出的设计提供了更大范围的QoS要求比现有的方法的保证，并消耗需要更少的传输功率，在提供这些保证。
2007-12-11 cs.IT math.IT
Transmission Strategies in Multiple Access Fading Channels with Statistical QoS Constraints
在多用户场景下，分析了在满足统计时延约束的情况下，给定服务过程所能支持的最大恒定到达速率的有效容量。特别是，衰落多址信道（MAC）的有效容量区域中存在的服务质量（QoS）的约束进行了研究。假设完美信道侧信息（CSI）在发射机和接收机两者处都可用。最初假设发射机以固定功率电平发送信息，因此不采用功率控制策略。在此假设下，叠加编码与连续解码技术实现的性能进行了研究。它示出，相对于信道状态的不同的解码顺序可以显着增加可实现的吞吐量区域。在两个用户的情况下，最佳的解码策略是确定的情况下，用户具有相同的QoS约束。分析了正交传输策略的性能。结果表明，对于一定的QoS约束，时分多址（TDMA）可以实现更好的性能比叠加编码，如果在接收端使用固定的连续解码顺序。在随后的分析中，功率控制策略被纳入到传输策略。确定了在所有信道状态下任何固定解码顺序的最优功率分配策略。对于给定的可变解码顺序策略，确定了最优功率控制策略必须满足的条件，并提供了可用于计算这些最优策略的算法。
2010-09-16 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
GPU-Accelerated Robust Beamforming for OTFS Massive MIMO with CSI Uncertainty
School of Physics and Information Technology, Shaanxi Normal University（陕西师范大学物理与信息工程学院）
本文针对OTFS大规模MIMO在CSI不确定性下的鲁棒波束成形，提出基于SVC的数据驱动方法建模不确定性，并设计GPU加速ADMM算法，实现低功耗、高鲁棒与高效计算。
2026-09-29 cs.IT math.IT
Two-Stage Subspace Constrained Precoding in Massive MIMO Cellular Systems
我们提出了一个子空间约束的预编码方案，利用空间信道相关性结构在大规模MIMO蜂窝系统中，充分释放巨大的增益提供了大量的天线阵列，减少信道状态信息（CSI）信令开销。每个基站（BS）处的MIMO预编码器被划分为内部预编码器和发送（Tx）子空间控制矩阵。内部预编码器自适应于每个BS处的本地CSI以获得空间复用增益。Tx子空间控制自适应于信道统计，用于小区间干扰减轻和服务质量（QoS）优化。具体地，Tx子空间控制被公式化为涉及SINR机会约束的QoS优化问题，其中每个用户的SINR不满足服务要求的概率不得超过给定的中断概率。由于两阶段预编码结构，现有方法不能处理这种机会约束。为了解决这个问题，我们提出了一个双凸近似方法，它包括三个关键成分：随机矩阵理论，机会约束优化和半定松弛。然后，我们提出了一个有效的算法来找到所产生的双凸逼近问题的最优解。仿真结果表明，所提出的设计有显着的增益超过各种基线。
2015-01-20 cs.IT math.IT
QoS-Aware Transmission Policies for OFDM Bidirectional Decode-and-Forward Relaying
双向中继可以显著提高中继辅助双向通信中的频谱效率。然而，基于正交频分复用（OFDM）的双向解码转发（DF）中继系统的优点和灵活的结构却很少被利用。此外，大多数现有的工作没有考虑双向中继的服务质量（QoS）供应。在本文中，我们考虑基于OFDM的双向传输，其中一对用户交换信息，或没有一个DF中继的协助。每个用户可以通过三种传输模式进行通信：直接传输、单向中继和双向中继。我们共同优化的传输策略，包括功率分配，传输模式选择，和子载波分配最大化的加权和速率的两个用户与不同的服务质量（QoS）保证。我们制定的联合优化问题作为一个混合整数规划问题。通过使用对偶方法，我们有效地解决了问题的渐近最优的方式。此外，我们推导了并行信道中双向DF中继的容量域。仿真结果表明，与传统的资源分配方案相比，本文提出的资源分配方案能够显著提高系统性能。通过全面的模拟也提供了一些有趣的见解。
2013-01-25 cs.IT math.IT
An Optimal Joint Antenna and User Selection Algorithm for QoS-based CR-NOMA
非正交多址接入（NOMA）可以同时在同一频率上为多个用户提供服务，而认知无线电（CR）可以有助于消除频谱稀缺问题。在这项工作中，上行链路CR为基础的NOMA（CR-NOMA）系统，它配备了多个用户和一个多天线的基站，提出了提高频谱效率。在考虑用户服务质量（QoS）的情况下，研究了连续干扰消除（SIC）的系统性能。提出了两种不同的天线和次用户选择算法，以改善中断性能和延迟错误平层的影响。多天线CR-NOMA与基于QoS的SIC系统优于传统的基于信道状态信息（CSI）的SIC。此外，它表明，该系统的中断性能的两种算法是优于在不使用该算法的情况下。推导了在次优联合天线和用户选择算法下系统中断概率的闭式表达式。此外，当不使用所提出的算法，该系统的中断概率与单天线基站的封闭形式的表达式推导。大量的仿真结果验证了理论分析的准确性。
2023-02-27 cs.IT cs.NI math.IT
A Rate-Splitting Strategy to Enable Joint Radar Sensing and Communication with Partial CSIT
为了管理雷达和通信系统之间日益增加的干扰，近年来，联合雷达和通信（RadCom）系统引起了越来越多的关注，迄今为止的研究考虑了发射机处的完美信道状态信息（CSIT）的假设。然而，这样的假设是不切实际的，并且忽略了不可避免的CSIT误差，需要考虑这些误差以充分利用联合RadCom系统的多天线处理和干扰管理能力。在这项工作中，一个联合RadCom系统的设计，它结合了多输入多输出（MIMO）雷达的能力与速率分裂多址接入（RSMA），一个强大的下行链路通信计划的基础上线性预编码的速率分裂（RS）部分解码多用户干扰（MUI），并部分将其视为噪声。以这种方式，RadCom预编码器在部分CSIT存在的情况下被优化，以同时在QoS速率约束下最大化平均加权和速率（AWSR），并针对理想的MIMO雷达波束图最小化RadCom波束图平方误差（BSE）。仿真结果表明，与基于空分多址（SDMA）的联合RadCom系统相比，RSMA具有更好的鲁棒性、灵活性和用户速率公平性。
2021-05-03 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Resource Allocation for NOMA enabled MEC Networks with Imperfect CSI
非正交多址接入（NOMA）和移动边缘计算（MEC）的结合，可以显著提升超过第五代网络的频谱效率。在本文中，我们主要集中在能量有效的资源分配的多用户，多BS NOMA辅助MEC网络与不完善的信道状态信息（CSI），其中每个用户可以上传其任务到多个基站（BS）的远程执行。为了最小化能量消耗，我们考虑联合优化任务分配，功率分配和用户关联。作为主要的贡献，不完美CSI，任务分配和功率分配的最佳封闭形式的表达式解析推导出两个基站的情况下。具体来说，原来制定的问题是非凸的。我们首先将概率问题转化为非概率问题。随后，提出了一种双层规划方法来获得最优解。此外，通过将匹配算法与最优任务和功率分配，我们提出了一个低复杂度的算法，以有效地优化用户关联的多用户和多基站的情况下。仿真结果表明，该算法不仅比传统的OMA方案具有更好的性能，而且在基站数较少的情况下，具有更低的穷举搜索复杂度和相同的搜索结果。
2020-09-14 cs.IT eess.SP 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
On Optimal Power Allocation for Downlink Non-Orthogonal Multiple Access Systems
非正交多址接入（NOMA）通过连续干扰消除（SIC）实现功率域复用，并且已被视为用于5G通信的有前途的技术。NOMA的全部益处取决于所有用户的资源分配，包括功率分配和信道分配，然而，这导致混合整数规划。在文献中，最优功率分配仅在某些特殊情况下才能找到，而功率分配和信道分配的联合优化通常需要穷举搜索。在本文中，我们研究了下行NOMA系统中的资源分配。作为主要贡献，我们分析了在不同的性能标准下，给定的信道分配在多个信道上的最优功率分配。具体地，我们考虑了NOMA系统中的最大最小公平性、加权和速率最大化、带服务质量（QoS）约束的和速率最大化、带权值或QoS约束的能量效率最大化。我们还明确考虑到顺序约束的权力，用户在每个通道上，这是经常被忽视的现有作品，并表明他们有一个显着的影响SIC在NOMA系统。然后，我们提供了封闭或半封闭形式的考虑标准的最优功率分配。我们还提出了一个低复杂度的有效方法，联合优化的信道分配和功率分配NOMA系统中的匹配算法与最优功率分配。仿真结果表明，联合资源优化使用我们的最优功率分配产生更好的性能比现有的计划。
2017-07-20 cs.IT math.IT
A Resilience Perspective on C-V2X Communication Networks under Imperfect CSI
本文提出一种分析框架，通过补救能力与适应性能两个维度量化不完美CSI下C-V2X网络的弹性，并推导MSE上界与风险率指标揭示二者权衡，指导功率方案设计以增强系统弹性。
2024-11-17 cs.IT math.IT
On the Secrecy Unicast Throughput Performance of NOMA Assisted Multicast-Unicast Streaming With Partial Channel Information
本文考虑了下行单小区非正交多址接入（NOMA）网络与均匀部署的用户，而混合组播和单播业务的情况下考虑。在保证组播业务服务质量（QoS）的前提下，对组播中断和保密单播吞吐量性能进行了评估。特别是，两种类型的部分信道状态信息（CSI），即不完美的CSI和基于二阶统计量（SOS）的CSI，研究的分析框架。对于这两种情况，除了基于SOS的CSI中的保密单播吞吐量的近似仅涉及两个用户之外，还推导出了组播中断概率和保密单播吞吐量的封闭形式近似。仿真结果表明，在组播中断概率方面，两种情况下考虑的NOMA方案均优于传统的正交多址接入（OMA）方案，而在保密单播吞吐量方面，NOMA方案在较好的条件下优于OMA方案（高信噪比（SNR）），但是在差的条件下（低SNR）不如OMA方案。此外，这两种情况下取得了类似的性能，除了NOMA方案与不完美的CSI获得更大的秘密单播吞吐量比基于SOS在高信噪比条件下。最后，所提供的数值结果也证实了这两种情况下的组播中断概率和保密单播吞吐量的近似值匹配良好的Monte Carlo模拟。
2018-10-23 cs.IT math.IT
QoS Aware Power Allocation and User Selection in Massive MIMO Underlay Cognitive Radio Networks
研究了认知无线电网络中配备大量天线的次级基站下行链路的功率分配和次级用户选择问题。提出了一种新的优化框架，以选择最大数量的SU和计算功率分配，以满足瞬时速率或服务质量要求的SU。优化框架还旨在使用SBS处的可用不完美CSI将对主用户（PU）的干扰限制在预定义阈值以下。为了获得一个可行的解决方案的功率分配和用户选择，我们提出了一个低复杂度的算法称为DeleteSU与最大功率分配（DeleteSU）。理论分析计算了对PU的干扰和超过所需速率的SU的数量。分析和仿真结果表明，该算法在满足最小速率约束的情况下，能够服务更多的用户，并且在天线数大于用户数一个数量级的情况下接近最优解。
2019-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Range Assignment for Power Optimization in Load-Coupled Heterogeneous Networks
本文研究了在长期演进（LTE）异构网络（HetNet）中通过范围分配实现低功率节点（LPN）的传输能量优化问题。优化是受负载耦合模型，其中的细胞相互干扰。每个小区为其用户提供数据服务，以保持目标服务质量（QoS）。我们证明，无论存在的最大功率限制或其值，在满负荷运行是最佳的。我们通过选择LPN上的小区特定偏移来优化用户设备（UE）与小区之间的关联，从而执行能量最小化。此外，该优化问题被证明是NP-难的。提出了一种用于偏移量优化的禁忌搜索算法。对于每个偏移，TSO计算最优功率解决方案，使得所有小区都以满负载操作。数值结果表明，TSO优化总传输能量的显着性能改善，相比传统的解决方案，其中均匀偏移用于所有的LPN。
2017-06-21 cs.IT math.IT
Joint Long-Term Admission Control and Beamforming in Green Downlink Networks: Offline and Online Approaches
接纳控制是管理具有大用户集的无线网络的有效解决方案。它动态地拒绝用户在恶劣的条件下，从而保证高质量的服务（QoS）的其他。不幸的是，一个频繁变化的容许用户集要求显着的权力，不断重新建立传输链路。因此，我们探讨的稳定性的容许用户集，并制定一个联合的长期准入控制和波束成形问题的网络与一个多天线基站（BS）和多个单天线用户。我们考虑包含多个时间片的时间段中的下行链路传输。通过联合优化不同时间片上的可接纳用户和基站发射波束形成器，以最小化总功率开销，其中不仅包括QoS保证所需的功率，还包括用户状态切换所需的功率.由于该问题的NP-硬度，我们开发了两个（离线和在线）算法来找到一些有效的次优解。离线算法需要所有的信道状态信息（CSI），基于连续上限最小化（SUM）算法一次性求解不同时间片上的可接纳用户和波束形成器。为了支持数据的实时传输，本文进一步设计了一种基于交替方向乘法器（ADMM）的在线算法，该算法利用前一个允许用户集、当前CSI的实际值和未来CSI的分布，在不同的时间片上依次输出允许用户和波束形成器。仿真结果验证了两种算法的性能，并表明在线算法是一种有效的实用替代离线算法。
2019-09-09 cs.IT eess.SP math.IT
Secure Communications in NOMA System: Subcarrier Assignment and Power Allocation
安全通信是无线网络的一项很有前途的技术，因为它可以确保信息的安全传输。研究了存在窃听者的非正交多址接入（NOMA）放大转发双向中继无线网络中的联合子载波（SC）分配和功率分配问题。通过利用合作干扰（CJ），以提高通信链路的安全性，我们的目标是最大限度地提高可实现的保密能源效率，通过联合设计的SC分配，用户对调度和功率分配。假设中继站完全知道信道状态信息（CSI），提出了一种低复杂度的子载波分配方案（SCAS-1），该方案等价于多对多匹配博弈，然后将SCAS-2转化为保密能量效率最大化问题。将安全功率分配问题建模为一个凸几何规划问题，并采用内点法求解。仿真结果表明，所提出的SSPA算法的有效性的情况下，使用和不使用CJ，分别。
2018-01-13 cs.IT math.IT
Robust Active and Passive Beamforming for RIS-Assisted Full-Duplex Systems under Imperfect CSI
针对RIS辅助全双工系统中强自干扰与不完美CSI的挑战，提出一种结合分布鲁棒设计、CVaR与PCCP技术的鲁棒主动与被动波束成形方案，有效提升了上下行用户速率并优于现有方法。
2023-11-20 cs.IT eess.SP math.IT
A Framework for Transmission Design for Active RIS-Aided Communication with Partial CSI
主动可重构智能表面（RIS）最近被提出来补偿传统的被动RIS辅助系统的严重乘性衰落效应。有源RIS的每个反射元件由放大器辅助，使得入射信号可以被反射和放大，而不是像在无源RIS辅助系统中那样仅被反射。这项工作解决了实际的挑战，一方面，在有源RIS辅助系统中，由于在有源RIS处缺乏信号处理能力，无法获得RIS辅助信道的完美的个体CSI，但是另一方面，需要该CSI来计算收发器设计所需的预期系统数据率和RIS发射功率。为了解决这个问题，我们首先推导出封闭形式的表达式的平均可达速率和平均RIS发射功率的基础上的部分CSI的RIS辅助信道。然后，我们制定了一个平均可实现的速率最大化问题，共同优化在基站（BS）和RIS的主动波束成形。这个问题，然后解决使用优化-最小化（MM）算法框架，并且，对于每次迭代，半封闭形式的解决方案的BS和RIS波束形成的基础上的Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件。为了保证每个用户的服务质量（QoS），我们进一步提出了速率中断约束波束形成问题，并利用Bernstein型不等式（BTI）和半定松弛（SDR）技术求解该问题。数值结果表明，所提出的算法可以有效地克服主动RIS辅助无线系统中不完美CSI所带来的挑战。
2023-02-18 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Agent Deep Reinforcement Learning for Dynamic Power Allocation in Wireless Networks
这项工作展示了深度强化学习技术在无线网络中传输功率控制的潜力。现有技术通常通过解决具有挑战性的优化问题来找到接近最优的功率分配。由于这些算法的计算复杂度和瞬时跨小区信道状态信息（CSI）要求，这些算法中的大多数不能扩展到真实世界场景中的大型网络。本文提出了一种基于无模型深度强化学习的分布式执行动态功率分配方案。每个发射机从几个邻居收集CSI和服务质量（QoS）信息，并相应地调整其自己的发射功率。目标是最大化加权和速率效用函数，该函数可以被特殊化以实现最大和速率或比例公平调度。CSI中的随机变化和延迟都是使用深度Q学习来解决的。对于一个典型的网络架构，所提出的算法，以实现近最佳的功率分配实时延迟CSI测量提供给代理的基础上。该方案特别适用于系统模型不准确且CSI时延不可忽略的实际场景。
2019-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Radio Resource Allocation Algorithms for Multi-Service OFDMA Networks: The Uniform Power Loading Scenario
自适应无线电资源分配对于保证高带宽和功率利用以及满足关于下一代宽带多载波无线接入网络（如LTE和移动WiMAX）的异构服务质量请求是必不可少的。考虑下行链路OFDMA单小区场景，其中异构恒定比特率和尽力而为QoS简档共存，并且功率利用均匀功率加载（UPL）场景均匀地分布在系统带宽上。我们表达这个特定的QoS提供的情况下，在数学方面，作为一个著名的广义分配问题的变化回答在组合优化领域。基于这一概念，我们提出了两个启发式搜索算法，用于动态分配子信道的竞争QoS类和用户下执行多项式有界的成本。我们还提出了一个最佳的解决方案，并获得性能上界相同的问题，在合理的高执行时间的一个非线性规划模型。通过大量的仿真结果，我们表明，所提出的算法表现出很高的接近最优的性能，从而包括有吸引力的候选人在现代OFDMA为基础的系统中实现。
2012-11-16 cs.IT math.IT
Multi-Element VLC Networks: LED Assignment, Power Control, and Optimum Combining
可见光通信（VLC）是解决射频（RF）网络中频谱紧张问题的一种很有前途的技术。VLC网络的一个主要优点是它们可以使用室内环境中现有的照明基础设施，这些照明基础设施可能具有大量的LED用于照明。虽然用于照明的LED通常具有有限的带宽，但许多LED的存在可以用于室内VLC网络，以通过多个LED为每个用户服务，从而提高链路质量和吞吐量。在本文中，LED分组和分配给用户的基础上收到的信号强度从每个LED，不同的解决方案，提出了实现最大吞吐量，比例公平性和服务质量（QoS）。此外，LED的功率优化为一个给定的分配进行了研究，并推导出相应的优化问题的雅可比矩阵和海森矩阵。此外，对于发射端采用LED分组的多阵元接收机，提出了一种改进的最优合并方法。该方法抑制了由LED的同时数据传输引起的干扰，并将总体信号与干扰加噪声比（SINR）提高了2dB至5dB。最后，提出了一种有效的信道响应计算方法，以较低的计算复杂性模拟多径VLC信道。
2017-07-17 cs.IT math.IT
Robust Beamforming for Downlink Multi-Cell Systems: A Bilevel Optimization Perspective
本文针对多小区多用户MISO下行系统中有界CSI误差下的最坏情况WSR最大化问题，提出双层优化建模及基于割平面法的集中式与分布式波束成形算法。
2024-01-21 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Layered Transmission in Secure MISO Multiuser Unicast Cognitive Radio Systems
研究了认知无线电下行链路多用户多输入单输出（MISO）通信网络中的鲁棒资源分配算法设计。我们专注于一个二级系统，它提供单播安全的无线分层视频信息，多个单天线二级接收器。资源分配算法设计被公式化为用于最小化次级发射机处的总发射功率的非凸优化问题。所提出的框架考虑了服务质量（QoS）的要求，在二级系统中的视频通信保密性，在二级发射机的潜在窃听者（主接收机）的信道状态信息（CSI）的不完善，以及在主接收机的最大可容忍接收干扰功率的限制。因此，所提出的问题制定利用分层传输和人工噪声生成的自保护架构，以确保通信保密。半定规划（SDP）松弛推导出一个资源分配算法，找到全局最优解的制定的问题。仿真结果表明，与传统的单层传输方案相比，所提出的分层传输资源分配算法具有显著的传输功率节省和对CSI不完善的鲁棒性。
2015-11-26 cs.IT math.IT
Scheduling in Multi-hop Wireless Networks with Priorities
在本文中，我们考虑在多跳无线网络中的优先级最大调度，其中调度器选择一个最大的独立集的greetings根据一定的优先级指定的顺序。我们表明，如果正确选择的优先级的概率分布，我们可以实现最佳（最大）的稳定区域使用独立同分布随机优先级分配过程，满足大数定律的任何一组到达过程。优先级的预先计算通常是NP难的，但是存在多项式时间近似方案（PTAS）来实现最优稳定区域的任何部分。接下来，我们专注于静态优先级的简单情况下，并指定一个贪婪的优先级分配算法，它可以实现相同的分数的最佳稳定区域的最长队列优先（LQF）的最新结果。我们还表明，该算法可以很容易地适应，以满足延迟的限制，在大偏差制度，因此，支持服务质量（QoS）为每个链接。
2009-01-19 cs.IT math.IT
Cognitive Radio with Partial Channel State Information at the Transmitter
本文提出了一种发射端部分信道状态信息已知的认知无线电系统设计方法，用线性分配Gelfand-Pinsker编码（LA-GPC）代替完全信道状态信息已知的认知无线电系统中的脏纸编码（DPC），更有效地利用了有限的信道信息。基于从LA-GPC推导出的可达速率，提出了快衰落信道和慢衰落信道下的两个优化问题。我们推导出半解析解，找到中继比和预编码系数。关键的观察是，在这些问题中的复率函数是密切相关的比率的二次型。仿真结果表明，所提出的半解析解的性能接近于暴力搜索找到的最优解，并优于基于朴素DPC的系统。渐近分析还表明，当Rician信道的K因子趋于无穷大时，这些解收敛到用完全CSIT求解的最优解。此外，提出了一种新的编码方案，以实现在实践中的LA-GPC。仿真结果表明，所提出的实用编码方案可以有效地达到理论码率性能。
2009-05-19 cs.IT math.IT
Massive MIMO and Small Cells: Improving Energy Efficiency by Optimal Soft-Cell Coordination
为了提高蜂窝能量效率，在不牺牲用户的服务质量（QoS）的情况下，网络拓扑结构必须被加密以实现更高的空间重用。我们分析了两种致密化方法的组合，即“大规模”多输入多输出（MIMO）基站和小小区接入点。如果后者是运营商部署的，则可以采用空间软小区方法，其中多个发射机通过联合非相干多流波束成形来服务用户。我们最小化总功耗（包括动态发射功率和静态硬件功率），同时满足QoS约束。这个问题被证明有一个隐藏的凸性，使有效的解决方案的算法。有趣的是，最优的解决方案，促进独家分配的用户发射机。此外，我们提供了有希望的模拟结果，显示了如何通过将大规模MIMO和小小区相结合来大大提高总功耗;这对于最佳和低复杂度的波束成形都是可能的。
2013-10-08 cs.IT math.IT
Cache-Enabled Physical Layer Security for Video Streaming in Backhaul-Limited Cellular Networks
在本文中，我们提出了一种新的无线缓存方案，以提高在有限的回程容量的蜂窝网络中的视频流的物理层安全性。通过经由高速缓存和回程加载两者跨基站（BS）的子集主动地共享视频数据，可以根据高速缓存状态、信道条件和回程容量来动态地启用若干BS的安全协作联合传输。假设发射端的信道状态信息（CSI）不完全，提出了一个两阶段的非凸混合整数鲁棒优化问题，在保证视频传输的服务质量（QoS）和通信保密性的同时最小化总发射功率，其中缓存和协作传输策略分别在离线视频缓存阶段和在线视频传输阶段进行优化.虽然制定的优化问题原来是NP难的，低复杂度的多项式时间算法，其解决方案在一定条件下是全局最优的，提出了缓存训练和视频传输控制。高速缓存被证明是有益的，因为它减少了施加在容量受限的回程链路上的数据共享开销，引入了额外的安全自由度，并且实现了功率高效的通信系统设计。仿真结果表明，该缓存方案同时实现了较低的秘密中断概率和较高的功率效率。此外，由于所提出的鲁棒优化，不完善的CSI知识所造成的性能损失，可以显着降低时，高速缓存容量变得很大。
2017-11-07 cs.IT math.IT
On the Uplink Spectral Efficiency of Full-Duplex Cooperative OFDMA Systems
提出了一种适用于带内全双工蜂窝网络上行链路的资源分配算法。FD蜂窝网络被假设为基于正交频分多址（OFDMA）并且由与多个用户通信的基站组成。网络中的一些用户充当其他用户的中继，并帮助他们将数据传输到基站。这些继电器是FD并且基于放大和转发（AF）协议工作。通过合理选择中继节点，优化分配子载波和功率，使网络总速率最大化。在优化过程中，我们还对用户的服务质量（QoS）和功率施加了一些约束。提出了一种基于用户最大数据率的中继选择算法，并采用线性分配算法进行子载波分配。证明了所得到的优化问题可以转化为凸问题，因此可以用标准的数值方法求解。仿真结果验证了该方案对网络总速率和覆盖范围的影响。
2016-11-08 cs.IT math.IT
Channel Charting for Position and Orientation
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
提出一种自监督方法，利用信道状态信息同时估计用户设备位置和朝向，通过新颖的朝向三元组损失和对齐损失实现，在5G NR实测中接近监督学习精度。
2026-06-17 cs.IT eess.SP math.IT
