Energy-efficient resource allocation for hybrid bursty services in multi-relay OFDM networks
针对双向多中继（TWMR）OFDM网络中具有服务质量（QoS）要求的混合突发业务，提出了映射双向注水（MTWF）方案，以最大化能量效率（EE）。首先对突发业务进行严格证明的等价齐次泊松过程分析，在此基础上将QoS需求转化为和速率约束。非凸EE最大化问题，包括子载波分配，中继选择（RS）和速率分配，是涉及组合优化的NP-难问题。为了在没有突发业务先验知识的情况下在每个子载波上进行最优RS，我们利用高数据速率需求下的一些近似关系来消除其对双向数据率的依赖，并且简化了整个优化问题。在得到仅依赖于信道条件的最优信道配置后，采用精英选择遗传算法（ESGA）进行子载波分配，并通过推导双向注水原理实现各业务的速率分配。提出了一种新的等价优化目标函数作为ESGA的简单评价指标，降低了ESGA的复杂度。最后，通过仿真验证了该方案的优越性和收敛性，以及对不同场景的适用性。
2018-01-05 cs.IT math.IT
The Impact of Unlicensed Access on Small-Cell Resource Allocation
部署在授权频谱中的小型小区和经由WiFi的非授权接入提供了将无线服务扩展到低移动性用户的不同方式。这减少了对传统宏蜂窝网络的需求，而传统宏蜂窝网络更适合广域移动覆盖。实践中看到的这些技术的组合部分取决于寻求收入最大化的无线服务提供商所做的决定，以及监管机构对许可和未许可频谱的分配。为了理解这些相互作用，我们提出了一个模型，其中服务提供商在两个单独的频段上分配可用的授权频谱，一个用于宏小区，一个用于小小区，以便为两种类型的用户提供服务：移动和固定。我们假设一个服务模型，其中提供商可以为每种类型的服务（宏小区或小小区）收取（不同的）每单位费率的价格;未经许可的访问是免费的。通过这种设置，我们研究了增加未授权频谱如何影响价格以及宏/小小区之间的带宽优化分配。我们还表征了新带宽可用时未授权频谱的最佳比例。
2016-01-21 cs.IT math.IT
GSVD-Based Precoding in MIMO Systems With Integrated Services
这封信认为，两个接收机多输入多输出（MIMO）高斯广播信道模型与综合服务。具体来说，我们结合了两种服务消息，并同时为他们服务：一个多播消息的目的是为两个接收器和一个机密消息的目的是只有一个接收器。机密信息对未经授权的接收者来说是绝对安全的。由于业务消息的耦合性，寻求满足容量要求的发送协方差矩阵是一个困难的问题。因此，我们提出了一种基于广义奇异值分解（GSVD）的次优预编码方案。GSVD在发射机和接收机之间产生几个虚拟正交子信道。在满足组播服务质量（QoMS）约束的前提下，以最大化保密率为目标，对组播消息和保密消息的子信道分配和功率分配进行联合优化。由于这个问题本身是复杂的，一个差分凹（DC）算法，连同一个穷举搜索，被利用来处理功率分配和子信道分配，分别。数值结果来说明我们所提出的策略的有效性。
2016-11-26 cs.IT math.IT
Joint Power Allocation and Passive Beamforming Design for IRS-Assisted Physical-Layer Service Integration
智能反射面（IRS）是一种通过重构无线传播环境来提高无线通信性能的解决方案。在本文中，我们提出将IRS应用于物理层服务集成（PHY-SI）系统，其中单天线接入点（AP）集成两种服务消息，即，多播消息和保密消息，通过叠加编码为多个单天线用户服务。我们的目标是优化功率分配（用于发送不同的消息）在AP和被动波束形成在IRS最大限度地提高可实现的保密率区域。为此，我们制定了这个问题作为一个双目标优化问题，这是相当于一个保密率最大化问题的组播服务质量的约束。由于这个问题的非凸性，我们提出了两个定制的算法，以获得其高质量的次优解，从而近似表征保密率区域。分析了与全局最优解的性能差距。此外，我们提供了理论分析，揭示了IRS波束形成的影响的PHY-SI的性能。数值结果表明，利用IRS在提高PHY-SI的性能的优势，也验证了我们的理论分析。
2020-11-16 cs.IT math.IT
Information Requirements for Service Allocation and Aggregate Verification
Ericsson Ireland（爱立信爱尔兰）
本文研究了基于类别的协调机制，通过将声明的服务类别映射到固定资源配置来分配资源，不观察个体需求类型。研究发现，相对福利差距Delta在聚合类内分配方差epsilon的范围内有紧致的双侧界，并证明了需求衍生的类别同时最小化福利损失和误报激励。
2026-09-15 cs.GT cs.IT math.IT
Distributed Storage Allocations for Optimal Service Rates
冗余存储在各种形式的不确定性下维持分布式系统的性能。本文考虑了节点访问和下载服务的不确定性。我们考虑两种下载服务模型下的两种访问模型。在一种访问模型中，用户可以以固定的概率访问每个节点，而在另一种访问模型中，用户可以访问随机的固定大小的节点子集。我们考虑两个下载服务模型。在第一个（小文件）模型中，与文件大小相关的随机性可以忽略不计。在第二种（大文件）模型中，随机性与文件大小和系统操作都相关。我们关注系统的服务率。对于固定的冗余级别，系统的服务速率由存储节点上的编码块的分配来确定。我们考虑准均匀分配，其中编码内容均匀分布在节点的子集之间。我们要解决的问题是这个子集（扩展）的大小应该是多少。我们表明，在小文件模型中，集中的编码内容的最小尺寸的子集是普遍最优的。对于大文件模型，最佳散布取决于系统参数。这些结论适用于两种访问模式。
2021-08-06 cs.DC cs.IT math.IT
Scheduling and Power Allocation to Optimize Service and Queue-Waiting Times in Cognitive Radio Uplinks
在这份报告中，我们研究了分组延迟作为CR系统的QoS度量。分组时延包括队列等待时间和服务时间。在这项工作中，我们研究了调度和功率分配算法对SU的延迟性能的影响。为了研究由于服务时间的延迟，我们研究了一个多通道系统中的信道被顺序感测，我们研究了吞吐量和延迟之间的权衡。该问题被表述为服务时间和吞吐量之间存在权衡的最优停止规则问题。这种折衷是由于跳过低质量信道以寻求在将来找到高质量信道的可能性，代价是由于这些将来的信道可能繁忙而被阻止传输的概率更高。另一方面，研究了多用户单信道系统的排队等待时间。具体来说，我们研究了调度和功率分配对系统中所有SU的延迟性能的影响。我们提出了一个延迟优化算法，保护PU从有害的干扰，并提供所需的延迟保证用户。如果干扰信道是异构的，则常规调度算法不提供这样的保证。这是因为它们是为传统的非CR无线系统开发的，由于信道是正交的，因此忽略了干扰。最后，我们提出了两个潜在的扩展这些研究的问题。
2016-01-04 cs.IT math.IT
User Scheduling and Power Allocation for Precoded Multi-Beam High Throughput Satellite Systems with Individual Quality of Service Constraints
对于广泛的覆盖区域，多波束高吞吐量卫星（MB-HTS）通信是一种有前途的技术，其在向具有不同服务质量（QoS）要求的许多用户提供宽带服务方面起着至关重要的作用。本文重点研究了MB-HTS系统，其中所有波束重用相同的频谱。特别是，我们提出了一种新的用户调度和功率分配的设计，能够提供保证，在个人的QoS要求，同时最大限度地提高系统的吞吐量在有限的功率预算。在前向链路中采用预编码以减轻在不同相干时间间隔上的多址接入场景中的用户处的相互干扰。来自用户调度的组合优化结构需要极高的成本来获得全局最优，即使当减少数量的用户适合于时隙时也是如此。因此，我们提出了一种启发式算法，性能和计算复杂性之间取得了很好的折衷，适用于静止（GEO）卫星网络的静态操作框架。虽然功率分配优化是符号规划，在标准形式上是非凸的，但解可以由具有隐藏凸结构的几何规划的全局最优值下界。因此，通过连续优化方法获得联合用户调度和功率分配问题的局部解。数值结果表明，我们的算法在大规模系统上提供更好的QoS满意度结合出色的整体系统吞吐量的有效性。
2021-10-06 cs.IT 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
Role of Large Scale Channel Information on Predictive Resource Allocation
当未来可达速率完全已知时，预测性资源分配可以为业务提供优于传统资源分配的高性能增益，而没有严格的延迟要求。然而，在无线信道中很难获得未来的信道信息，尤其是小规模衰落增益。在本文中，我们分析表明，未来的大规模信道信息可以捕获几乎所有的性能增益知道未来的信道作为一个例子，节能资源分配。这个结果对于实际系统是重要的，因为大规模的信道增益可以很容易地从移动用户的预测轨迹和无线电地图估计。仿真结果验证了我们的分析，并说明了大规模信道增益的估计误差对节能的影响。
2016-01-22 cs.IT math.IT
Subcarrier Pairing as Channel Gain Tailoring: Joint Resource Allocation for Relay-Assisted Secure OFDMA with Untrusted Users
研究了具有非信任用户的协作安全正交频分多址（OFDMA）通信系统中的联合资源分配问题，包括子载波分配、子载波配对（SCP）和功率分配的优化.放大和转发（AF）和解码和转发（DF）的操作模式被认为是与源和中继的单独的功率预算约束。在找到AF中继系统的最优子载波分配问题后，证明了联合功率分配问题是一个广义凸问题，并给出了最优解。与传统的信道增益匹配观点相比，最优SCP被强调为信道增益剪裁的一个新概念。我们证明了最优SCP对子载波，使得有效信道增益之间的方差最小化。对于DF中继系统，我们表明，取决于源和中继的功率预算，SCP可以是在一个从属的角色，它提高了能量效率，或在一个主要的角色，它提高了系统的频谱效率。在AF中继系统中，我们证实了SCP的关键作用，并提高了系统的频谱效率。仿真结果验证了SCP的信道增益剪裁特性以及SCP在提高协作通信系统频谱和能量效率方面的各种作用。
2019-01-11 cs.IT math.IT
Power Allocation Schemes for Multicell Massive MIMO Systems
本文研究了多小区大规模多输入多输出系统中功率分配策略所带来的和速率增益。对于上行链路和下行链路，我们分别推导出采用迫零接收机和预编码器的可达速率的易于处理的表达式。为了避免高复杂度的联合优化整个网络，我们提出了一种调度机制的功率分配，在一个单一的时隙中，只有细胞，不相互干扰，调整自己的发射功率。在此基础上，推导出相应的发射功率分配策略，目标是最大化每个小区的总速率。这些方案被示出为对于实际天线配置（例如，多达几百个）。然而，对于固定的用户数（N），这些增益随着M变为无穷大而减小，并且等功率分配变得最优。对于M和N一起变大的情况得出不同的结论，在这种情况下：（i）随着M以固定的M/N比增长，实现了改进的速率，以及（ii）随着M/N增长，相等功率分配上的相对增益减小。此外，我们还提供了一个可接受的功率分配增益阈值下的M/N的适用值，它可以用来确定何时提出的功率分配方案产生可观的增益，当他们不。从网络的角度来看，所提出的调度方法可以实现几乎相同的性能，联合功率分配后，一轮调度，大大降低了复杂度。
2015-06-10 cs.IT math.IT
Bandwidth Allocation and Service Differentiation in D2D Wireless Networks
受5G NR中称为带宽部分（BWP）的新功能的启发，本文提出了一种带宽分配（BA）模型，该模型允许根据用户的数据率需求调整分配给用户的带宽。具体地，在自适应BA中，宽带宽被划分为较小带宽的块，并且分配给用户的带宽块的数量取决于其需求或类型。虽然5G NR中的BWP要求分配一组连续带宽块，但我们的BA模型还允许对块分配的其他假设，例如分配任何一组带宽块，例如，LTE资源分配，其中块被均匀地随机选择。这里研究的BA模型是概率的，因为假设用户位置形成泊松点过程的实现，并且每个用户独立地以一定的概率决定属于某个类型。该模型允许在此上下文中量化频谱共享和服务差异化，即预测用户根据其类型以及整体性能获得的性能。这是基于每个用户类型的关键性能指标的精确表示，即其成功概率，其信号干扰比的Meta分布，以及其香农吞吐量。我们发现，令人惊讶的是，更高的流量变化来自自适应BA是有益的：当比较两个网络使用自适应BA和具有相同的平均信号和相同的平均干扰功率，具有较高的流量变化的网络表现更好的所有这些性能指标。关于香农吞吐量，我们观察到，我们的BA模型是大致平均每赫兹，并导致一个线性的服务差异，总吞吐量值。
2021-08-25 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Resource Allocation in Wireless Networks with Quality-of-Service Constraints
针对多址接入网络中具有服务质量（QoS）约束的功率速率联合控制跨层问题，提出了一种博弈模型。在所提出的游戏中，每个用户试图选择其发射功率和速率在一个分布式的方式，以最大限度地提高自己的效用，同时满足其QoS要求。用户的QoS约束指定的平均源速率和上界的平均延迟，其中延迟包括传输和排队延迟。这里考虑的效用函数测量能量效率，特别适合于具有能量约束的无线网络。推导了所提出的非合作博弈的纳什均衡解，并得到了均衡时效用的封闭表达式。它示出了用户的QoS要求转化为用户的“大小”，这是由用户消耗的网络资源的量的指示。使用这种竞争的多用户框架，吞吐量，延迟，网络容量和能量效率之间的权衡进行了研究。给出了用户时延分布的解析表达式，并量化了用户在纳什均衡时的时延性能。
2007-04-30 cs.IT math.IT
Optimum Power and Rate Allocation for Coded V-BLAST: Average Optimization
提出了一种用于编码V-BLAST性能分析和优化的分析框架。平均功率和/或速率分配，以最大限度地减少中断概率，以及他们的鲁棒性和对偶问题进行了研究。紧凑，封闭形式的最佳分配和相应的系统性能的表达式。均匀的功率分配被证明是接近最佳的低中断制度与最佳速率分配相结合。平均速率分配提供了最大的性能改进（额外的分集增益），并且平均功率分配提供了受发射天线的数量限制的适度SNR增益，但不增加分集增益。对偶问题具有与原问题相同的解。所有这些分配策略被证明是强大的。报告的结果也适用于编码的多用户检测和信道均衡系统依赖于连续干扰消除。
2010-10-13 cs.IT math.IT
Joint Spectrum Partitioning and Power Allocation for Energy Efficient Semi-Integrated Sensing and Communications
针对频谱拥挤下支持多服务的半集成感知与通信系统，提出两种联合频谱划分与功率分配方案以最大化总性能与能效，并通过凸优化与分数规划求解，验证了服务优先级与QoS对网络性能的影响。
2024-04-28 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Bandwidth Allocation for Multicast-Cache-Aided on-Demand Streaming in Wireless Networks
我们认为一个混合的流媒体内容传输方案，结合缓存启用的正交多点组播（OMPMC）和按需单点单播（SPUC）传输异构网络。OMPMC服务通过整个网络向感兴趣的用户发送缓存的文件，并且将该服务不满意的用户分配给SPUC服务以单独地服务。SPUC从核心网络获取所请求的文件，并使用蜂窝波束成形传输将它们单播到UE。我们优化的交付方案，以最大限度地减少网络中的平均资源消耗。我们制定了一个约束优化问题的缓存放置和资源分配的OMPMC组件，以及多用户波束形成方案的SPUC组件。我们应用路径跟踪方法来找到最佳的流量卸载解决方案。该解决方案描绘了消耗的资源总量和服务中断概率之间的对比。仿真结果表明，该混合方案提供了一个更好的权衡网络范围内消耗的资源量和服务中断概率，从文献中的计划相比。
2022-05-18 cs.IT eess.SP math.IT
Radio Resource Allocation for Reliable Out-of-coverage V2V Communications
我们探索一种新的方法，无线电资源分配的车辆到车辆（V2V）通信的情况下，由网络基础设施界定的覆盖范围。通过收集和预测车辆速度、密度和消息流量等信息，网络基础设施可确保V2V服务的可靠性。我们建议为不能预先调度的服务保留所需的资源量（例如，紧急制动、碰撞通知等），以及调度那些可以被预先调度的服务（例如，排）。我们分析了资源预留作为目标的可靠性在不同的车辆密度和大小的覆盖范围外的区域的函数。对于预先安排的服务，我们探讨了车辆速度和预测的变化如何影响成功的传输。结果表明，所需的可靠性的增加并不惩罚系统禁止。另一方面，速度预测误差大大降低了传输成功率，因此需要更灵活的调度器设计。
2019-04-29 cs.IT cs.NI math.IT
Resource Allocation Frameworks for Network-coded Layered Multimedia Multicast Services
移动内容的爆炸式增长，如视频流到移动设备，推动了对多媒体广播和组播方案的研究。已经提出了多速率传输策略作为向经历不同下行链路信道条件的用户递送分层服务的手段。在本文中，我们考虑点到多点分层服务交付在一个通用的蜂窝系统，并通过应用不同的随机线性网络编码的方法来改善它。我们推导出数据包错误概率的表达式，并使用它们作为性能指标的制定资源分配框架。这些框架的目的是传输方案的优化和每个下行链路信道上的广播分组的数量的最小化，同时向预定比例的用户提供服务保证。作为一个案例的研究，我们提出的框架，然后适应LTE-A标准和eMBMS技术。我们专注于提供基于H.264/SVC标准的视频服务，并展示了分层网络编码在多速率传输中的优势。此外，我们建立的网络编码技术和资源分配方法的选择起着至关重要的作用，对网络的足迹，每个接收到的视频层的质量。
2014-11-20 cs.IT cs.MM cs.NI
Competitive Resource Allocation in HetNets: the Impact of Small-cell Spectrum Constraints and Investment Costs
在授权和未授权频谱带中具有小小区部署的异构无线网络是用于扩展无线连接和服务的有前景的方法。因此，无线服务提供商（SP）正在添加小小区以增强其现有的宏小区部署。这种增加的灵活性使网络管理复杂化，特别是在宏小区和小小区之间的服务定价和频谱分配。此外，这些决定还取决于SP之间的竞争程度。监管机构对共享频谱接入的限制，例如导致小型小区部署的低功率限制，以及将小型小区添加到现有网络所需的投资成本，也会影响战略决策和市场效率。如果小型基站产生的收入不足以支付投资成本，那么即使它增加了社会福利，也不会有部署。我们研究的影响，这样的频谱限制和投资成本的资源分配和定价决策的竞争SP，以及相关的社会福利。我们的研究结果表明，虽然考虑到约束和投资的最优资源分配可以被唯一地确定，但将这些特征与战略SP一起添加可以对均衡市场结构产生实质性影响。
2017-08-06 cs.IT cs.NI math.IT
Resource Allocation for Delay Differentiated Traffic in Multiuser OFDM Systems
在多用户正交频分复用（OFDM）系统中，现有的自适应子载波和功率分配的工作主要集中在均匀的业务，仅包括延迟约束的数据（保证服务）或非延迟约束的数据（尽力而为服务）。在本文中，我们研究的资源分配问题在异构多用户OFDM系统中的延迟约束（DC）和非延迟约束（NDC）业务。目标是在总发射功率约束下，最大化具有NDC业务的所有用户的和速率，同时保持具有DC业务的用户的保证速率。通过我们的分析，我们表明，在子载波上的最优功率分配遵循多级注水原则，而且，有效的候选人竞争每个子载波只包括一个NDC用户，但所有的DC用户。通过将这一具有指数复杂度的组合问题转化为凸问题或证明其可在对偶域中求解，提出了求解最优解的有效迭代算法。为了进一步降低计算成本，一个低复杂度的次优算法也被开发。数值研究进行评估的服务中断概率，可实现的传输速率对DC和NDC流量，和多用户分集方面的性能所提出的算法。
2007-10-17 cs.IT cs.NI math.IT
Optimized Network-coded Scalable Video Multicasting over eMBMS Networks
通过诸如3GPP高级长期演进（LTE-A）的第四代（4G）网络的多播视频服务的递送正在获得动力。在本文中，我们解决的问题，有效地多播分层视频服务定义一种新的资源分配框架，旨在最大限度地提高服务覆盖率，同时保持低的无线电资源足迹。在所提出的系统模式中的一个关键点是，通过网络编码（UEP-NC）方案的不等错误保护实现来确保多播视频服务的可靠性。此外，通信参数和UEP-NC方案联合优化所提出的资源分配框架。数值结果表明，建议的分配框架，可以显着增加服务覆盖率相比，传统的多速率传输（MrT）策略。
2015-01-20 cs.IT cs.MM cs.NI
Sleep Period Optimization Model For Layered Video Service Delivery Over eMBMS Networks
高级长期演进（LTE-A）和演进的多媒体广播多播系统（eMBMS）是用于高带宽需求应用的递送的最有前途的技术。在本文中，我们提出了一个绿色的资源分配策略，分层视频流的交付给用户不同的传播条件。该模型的目标是最小化用户的能量消耗。该目标通过经由有效的功率传输分配模型最小化每个用户接收广播数据所需的时间来实现。在我们的系统模型中的一个关键点是，分层视频通信的可靠性是通过随机线性网络编码（RLNC）的方法来确保。分析结果表明，所提出的资源分配模型在保证期望的服务质量约束的同时，显著降低了用户的能量占用。
2015-01-14 cs.IT cs.MM cs.NI
