Full-Duplex Device-to-Device Collaboration for Low-Latency Wireless Video Distribution
对视频服务不断增长的需求是无线蜂窝数据网中不断增长的业务的主要驱动力。最近已经提出了无线视频分发方案以经由设备到设备（D2 D）通信来卸载数据。这些卸载方案增加了蜂窝网络的容量并减少了端到端延迟，有助于满足对高质量视频的急剧增长的需求。在本文中，我们提出了一种新的方案，通过利用全双工（FD）D2 D通信在两种情况下，在蜂窝网络上的视频分发;场景一：两个节点交换所需的视频文件同时与对方，和场景二：每个节点可以同时发送和接收来自两个不同的节点。在后一种情况下，中间收发器可以服务于一个或多个用户的文件请求，同时从附近的另一个设备捕获其期望的文件。分析和仿真结果被用来比较所提出的方案与其半双工（HD）对应在相同的发射机建立标准，以显示可实现的增益的FD-D2 D方案在视频内容交付，在总吞吐量和延迟。
2017-04-18 cs.NI
State Aware Traffic Generation for Real-Time Network Digital Twins
提出一种结合隐马尔可夫模型与混合密度网络的紧凑流量生成器，可快速训练并实时微调，为网络数字孪生生成高保真数据包迹，避免了真实数据传输的网络开销。
2025-09-16 cs.NI
Prototyping Real-Time Full Duplex Radios
在本文中，我们提出了一种用于5G无线网络的实时的【形】全双工无线电系统。全双工无线电能够在无线电资源有限的高业务需求的情况下开辟新的可能性。然而，在实际无线环境中实现全双工无线电的一个关键问题是能够消除自干扰。为了克服自干扰的挑战，我们在软件定义无线电（SDR）平台上对我们的设计进行了原型设计。该设计结合了基于双极化天线的模拟部分和实时的【形】数字自干扰消除器。原型测试结果证实，所提出的全双工系统实现约1.9倍的吞吐量比半双工系统。本文最后讨论了研究人员寻求全双工通信最可行解决方案的实施挑战。
2016-12-19 cs.IT cs.NI math.IT
CoMPflex: CoMP for In-Band Wireless Full Duplex
在这封信中，我们考虑使用两个空间分离和协调的半双工（HD）BS的全双工（FD）蜂窝基站（BS）的仿真。所提出的系统被称为CoMPflex（用于带内无线全双工的CoMP），并且在给定时刻，它服务于两个HD移动站（MS），一个在上行链路中，一个在下行链路中。我们评估我们的计划的性能，通过使用一维Wyner模型的几何扩展，它考虑到设备之间的距离。结果表明，CoMPflex导致收益的总和率和能源效率相对于普通FD，以及相对于一个基线计划的基础上单向交通。
2015-10-30 cs.IT cs.NI math.IT
User Selection and Power Allocation in Full Duplex Multi-Cell Networks
全双工（FD）通信具有在链路级使半双工（HD）系统的容量加倍的潜力。然而，在蜂窝网络中，FD操作不是半双工操作的直接扩展。由于在FD操作和实时业务条件下的大量同时传输而增加的干扰限制了容量的提高。实现FD的潜力需要在小区之间以及小区内仔细协调资源分配。在本文中，我们提出了一种分布式资源分配，即，用于FD多小区系统的联合用户选择和功率分配，假设FD基站（BS）和HD用户设备（UE）。由于寻找全局最优解的复杂性，提出了一种用于UE选择的次优解和一种新的基于几何规划的功率分配解。所提出的分布式方法收敛速度快，性能几乎与集中式解决方案一样好，但信令开销要低得多。它提供了一种混合调度策略，该策略允许FD操作，只要它是有利的，但否则默认为HD操作。我们专注于小小区系统，因为它们更适合FD操作，给出实际的自干扰消除limits.With实际的自干扰消除，它表明，所提出的混合FD系统实现了近2倍的吞吐量提高室内多小区的情况下，约65%的改善室外多小区的情况下相比，HD系统。
2016-06-11 cs.NI
Resource Scheduling for Mixed Traffic Types with Scalable TTI in Dynamic TDD Systems
本文分析了以用户为中心的调度方法的性能优势，利用动态时分双工（TDD）和可变传输时间间隔（TTI），其中下行链路与上行链路的比率和TTI持续时间可以适应业务负载的灵活性。联合优化问题的制定考虑了每个用户在可持续延迟和期望吞吐量方面的个人要求，从而实现了真正的以用户为中心的调度方法。此外，开发的解决方案进行评估的情况下，混合业务类型，移动宽带（MBB）和关键任务通信（MCC），显示出显着的性能增强所提出的方案在基线动态TDD方案与固定的TTI方面的MBB用户的可实现的吞吐量和MCC用户的保证延迟。
2017-09-11 cs.NI
Virtual Full-Duplex Wireless Communication via Rapid On-Off-Division Duplex
本文介绍了一种新的范式设计的物理层和介质访问控制（MAC）层的移动自组织或对等网络形成的半双工无线电。配备有这种无线电的节点不能以相同的频率同时发送和接收有用的信号。与传统设计不同，在传统设计中，节点的传输帧被调度为远离其接收，每个节点在每个帧间隔上通过随机生成的开-关双工掩码（或签名）来发送其信号，并通过其自己的每个关时隙来接收信号。这被称为快速开关分双工（RODD）。在单个帧的时段上，每个节点可以向其对等体中的一些或全部对等体发送消息，并且可以同时从每个对等体接收消息。因此，RODD使用半双工无线电实现虚拟全双工通信，并且可以显著简化网络协议栈的更高层的设计。RODD的吞吐量进行了评估，在一些一般的设置，这是显着大于ALOHA。RODD是特别有效的情况下，占主导地位的业务是同时广播从节点到他们的一跳对等，如在自发的无线社交网络，紧急情况下或在战场上。重要的设计问题的对等发现，分布的开关签名，同步和错误控制编码也得到了解决。
2010-10-13 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Communications for the Two-user Broadcast Channel with Random Traffic
在这项工作中，我们研究了两个用户的广播信道（BC）的稳定区域与突发数据到达和安全约束。我们考虑的情况下，其中一个接收器有一个保密约束，它的数据包需要保密的其他接收器。这是通过在具有保密约束的接收机处采用全干扰来实现的，使得它发送干扰信号以阻止另一接收机的接收。在此上下文中，双用户BC的稳定区域的特征在于一般解码情况。然后，假设两种不同的解码方案，各自的稳定区域推导。由于全双工操作的稳定区域的自干扰的效果也进行了研究。作为本文结果的一个特例，可以得到具有保密约束的BC的稳定区域，其中接收机不具有全双工能力。此外，本文考虑的问题，最大化的饱和吞吐量的队列，其数据包不需要保持秘密的最低服务保证的其他队列。结果提供了新的见解的保密约束的效果上的稳定区域的BC。特别地，它表明，在某些情况下，具有保密约束的稳定区域是敏感的自干扰消除系数。
2017-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
Relay-assisted Multiple Access with Full-duplex Multi-Packet Reception
研究了随机接入多用户网络中全双工协作中继的效果。首先，我们模型的自干扰，由于全双工操作，假设多个数据包接收能力的中继和目的地节点。在源节点处的业务被认为是饱和的，并且没有其自己的分组的协作中继在到目的地的传输失败时将其成功接收的源分组存储在其队列中。我们得到的中继，如到达率和服务率，稳定性条件，平均队列长度的关键性能指标的解析表达式，作为传输概率的函数，自干扰系数，和链路的中断概率。此外，我们研究了中继节点和自干扰系数对每个用户和聚合吞吐量，以及每个数据包的平均延迟的影响。我们发现，完美的自干扰消除起着至关重要的作用时，SINR阈值很小，因为它可能会导致更差的性能相比，半双工的情况下，吞吐量和延迟。这是因为在某些条件下，完美的自干扰消除会导致中继处的不稳定队列。
2015-02-26 cs.IT cs.NI math.IT
Scheduling and Power Allocation in Self-Backhauled Full Duplex Small Cells
全双工（FD）通信通过在相同频带上同时发送和接收来提高频谱效率，是满足下一代无线网络需求的有前景的技术。在本文中，我们考虑应用这种FD通信自回程的小小区。我们考虑具有FD能力的小小区基站（BS）被具有FD能力的宏小区BS无线地回传。FD通信使得能够在小型小区BS处同时进行回程和接入传输，这减少了对在接入和回程之间正交化所分配的频谱的需要。然而，在这样的同时操作中，所有链路经历较高的干扰，这显著抑制了FD操作的增益。我们提出了一种干扰感知调度方法，以最大限度地提高在上行链路和下行链路方向上的多个UE的FD增益，同时保持所有UE之间的公平性水平。它联合调度适当的链路和业务的背压算法的基础上，并分配适当的传输功率调度的链路使用几何规划。我们的仿真结果表明，所提出的调度器的小型小区的吞吐量几乎翻了一番相比，传统的半双工自回程。
2017-02-03 cs.IT cs.NI math.IT
Empirical Analysis of 5G TDD Patterns Configurations for Industrial Automation Traffic
本文针对工业自动化网络中5G系统数据包传输延迟影响确定性端到端时延的问题，通过商业5G系统实证评估不同TDD配置在多种条件下的表现，为专网提供商提出了降低延迟的实用配置建议。
2025-04-01 cs.NI
Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered Self-Interference Cancellation for 6G Full-Duplex MIMO Communication Systems
针对6G全双工MIMO系统的自干扰问题，提出RIS赋能的RFIC方案，通过推导RIS相移闭式解最小化干扰并保障QoS，和速率较基准提升超50%。
2023-03-29 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis of Multi-Hop Outdoor 60 GHz Wireless Networks with Full-Duplex Buffered Relays
60 GHz频带中丰富的未授权频谱使其成为未来无线通信系统的有吸引力的替代方案。期望这种系统提供每秒数吉比特数量级的数据传输速率，以便满足对高速率数据通信的不断增长的需求。不幸的是，60 GHz无线电受到严重的路径损耗，这限制了其用于长距离户外通信的可用性。在这项工作中，我们提出了一个多跳60 GHz的无线网络，用于室外通信，多个全双工缓冲继电器用于扩展通信范围，同时提供端到端的性能保证，以穿越网络的流量。我们提供了一个累积的服务过程表征的60 GHz的室外传播信道的自干扰的矩生成函数（MGF）的信道容量。然后，我们使用此特征来计算整体网络性能的概率上限，即，总积压和端到端延迟。此外，我们研究了自干扰对网络性能的影响，并提出了一种最优的功率分配方案，以减轻其影响，以提高网络性能。最后，我们研究了中继密度和网络性能之间的关系下的总功率预算约束。我们发现，增加中继密度可能会对网络性能产生不利影响，除非自干扰可以保持足够小。
2016-08-02 cs.IT cs.NI math.IT
Scheduling and Dynamic Pilot Allocation For Massive MIMO with Varying Traffic
在本文中，我们考虑的问题，联合用户调度和动态导频分配的时分双工（TDD）的大规模MIMO网络在不同的业务条件下。大规模MIMO系统的主要问题之一是可用的正交导频信号的数量是有限的，并且迫切需要将这些信号动态分配到不同用户以利用这些系统的全部益处。此外，导频信号在实践中是无线电资源控制（RRC）配置的，因此频繁的重新配置导致高信令开销并且是昂贵的。利用李雅普诺夫优化框架，提出了一种基于队列大小、用户信道条件和重构代价的大时间尺度下的导频动态分配算法。然后，它在小的时间尺度上调度用户。数值结果表明，我们的算法的有效性，并表明，导频不需要配置频繁的队列延迟增加的代价。
2020-05-06 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Algorithms for Spectrum Allocation, Power Control, Routing, and Congestion Control in Wireless Networks
我们开发了分布式算法来分配资源，在多跳无线网络的总成本最小化的目的。为了观察的基本约束，共定位的发射机和接收机不能同时工作在同一频带上，我们首先设计了一个频谱分配方案，将整个频谱划分为多个子带，并激活每个子带上的无冲突链路。我们证明了所需的子带的最小数目与网络连通图的色数以对数速率渐近增长。一个简单的分布式和异步算法开发可行地激活可用的子带上的链路。给定一个可行的频谱分配，然后，我们设计基于节点的分布式算法，用于优化控制每个子带的活动链路上的传输功率，联合业务路由和用户输入速率，以响应信道状态和业务需求。我们表明，在特定的条件下，该算法渐近收敛到最佳的工作点。
2007-04-27 cs.NI
Modeling QoE of Video Streaming in Wireless Networks with Large-Scale Measurement of User Behavior
在带宽共享的无线网络中，解析视频流的体验质量（QoE）是非常具有挑战性的。目前还不清楚饥饿概率和缓冲时间等QoE指标如何与流传输流量负载的动态相互作用。在本文中，我们收集了中国最大的流媒体提供商之一在两周内的观看记录，并对流量到达和观看时间进行了深入的测量研究，从而揭示了真实的流量模式。我们最重要的观察是，流媒体用户的观看时间非常符合超指数分布。这意味着所有的视图可以分为两类，具有分离的时间尺度的短视图和长视图。然后，我们将测得的流量模式映射到带宽共享的蜂窝网络，并提出了一个分析框架来计算闭合形式的饥饿概率的基础上的常微分方程（ODE）。我们的框架可以自然地扩展到调查实际问题，包括渐进式下载和有限的视频持续时间。广泛的轨迹驱动模拟验证了我们模型的准确性。我们的研究表明，饥饿度量的短视图和长视图具有不同的敏感性调度优先级在基站。因此，短视图和长视图之间的更好的QoE折衷具有通过向它们提供不同的调度权重来利用的潜力。流区分涉及巨大的技术和非技术挑战，因为视频内容由内容提供方而不是网络运营商拥有，并且每个会话的观看时间事先是未知的。为了克服这些困难，我们提出了一个在线贝叶斯方法来推断观看时间的每个传入流的“最少”的信息从内容提供方。
2016-04-06 cs.NI
Resource Allocation in Dynamic TDD Heterogeneous Networks under Mixed Traffic
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；State University of New York, Buffalo（纽约州立大学布法罗分校）
本文研究动态TDD异构网络中混合交通的资源分配问题，提出两阶段策略，通过网络容量最大化和网络效用最大化提升网络吞吐量和用户体验。
2016-08-24 cs.NI cs.SY eess.SY
Beamforming in Wireless Coded-Caching Systems
Ericsson AB（爱立信公司）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Ericsson Research（爱立信研究院）
本文研究集成波束赋形与编码缓存的无线传输网络架构，提出基于遗传算法的波束优化方案，有效提升多播机会、抑制干扰并显著降低峰值回程流量。
2023-09-11 cs.IT cs.LG cs.NI
Dynamic Buffer Management for Multimedia QoS in Beyond 3G Wireless Networks
研究了一种用于超3G无线系统中多媒体业务QoS控制的动态缓存管理方案。该方案是在最先进的3.5G系统，即高速下行链路分组接入（HSDPA），它增强了3G UMTS支持高速分组交换服务的背景下进行研究。与较早的系统不同，来自HSDPA和更高版本的UMTS演进系统在基站中结合了诸如分组调度和HARQ的机制，从而需要在空中接口处进行数据缓冲。这给端到端通信带来了潜在的瓶颈。因此，在空中接口的缓冲器管理是至关重要的端到端的QoS支持的多媒体服务与复用的并行不同的流，如视频和数据在同一终端用户会话。通过大量的HSDPA仿真，研究了实时流和非实时流聚合的HSDPA多媒体会话的动态缓冲区管理方案。该方案对端到端业务性能的影响进行了评估与示例多媒体会话，包括实时流与基于TCP的非实时流并发。实验结果表明，该方案能够保证实时流的端到端QoS，同时保护非实时流免于饥饿，从而提高了端到端吞吐量性能。
2016-08-02 cs.NI
AUGUSTE: Online-Learning dApp for Predictive URLLC Scheduling
SoftBank Corp.（软银公司）
针对URLLC中调度请求导致的高延迟问题，提出基于在线机器学习的MAC调度框架AUGUSTE，通过预测数据包到达提前分配资源，在真实5G测试平台上实现延迟与资源开销的最佳权衡。
2026-06-02 cs.AI cs.NI
Optimal User-Cell Association for Massive MIMO Wireless Networks
在每个基站站点处使用非常大量的天线（称为“大规模MIMO”）是应对预测的无线数据业务爆炸的最有前途的方法之一。结合时分双工和简单的每小区处理，它实现了每小区的大吞吐量、低延迟和有吸引力的功率效率性能。遵循移动到更高频带和更密集的小小区部署的当前无线技术趋势，即使在小小区基站中，也可以在小形状因子内实现大量天线。在由大型（宏）和小型小区BS形成的异构网络中，关键的系统优化问题包括“负载均衡“，即，将用户与BS相关联以便避免拥塞的热点和/或未充分利用的基础设施。在本文中，我们考虑了大规模MIMO异构网络的用户-BS关联问题。我们制定的问题作为一个网络效用最大化，并提供了一个集中的解决方案，在传输资源（时频隙）的分数，每个用户由一个给定的BS服务。此外，我们表明，这样的解决方案是物理上可实现的，即，存在（通过分时）实现最优分数的整数调度配置序列。虽然这种解决方案是最佳的，但它需要集中计算。然后，我们还考虑分散的以用户为中心的计划，制定为非合作游戏，每个用户只根据其本地信息做出个人自私的关联决策。我们确定了一类计划，使他们的纳什均衡是非常接近的全球集中式最优。因此，这些以用户为中心的算法是有吸引力的，不仅因为它们的简单性和完全分散的实现，而且因为它们的操作接近系统的“社会”最优。
2015-02-08 cs.GT cs.NI
