Traffic-Aware Dynamic Functional Split for 5G Cloud Radio Access Networks
最近在下一代移动网络中对虚拟化技术的适配使得5G基站能够被分离成无线电单元（RU）、分布式单元（DU）和中央单元（CU）以支持基于云的无线电接入网络（C-RAN）。RU和DU通过前传链路连接。相比之下，CU和DU通过中途链路连接。虽然CU的虚拟化为运营商带来了集中化的好处，但还有其他问题需要解决，例如分别部署DU和CU的边缘云和中心云的中间带宽和计算资源的优化。在本文中，我们提出了一个动态的功能分裂选择的DU在5G C-RAN通过采用业务的异质性，其中的中途带宽是有限的。我们提出了一个优化问题，通过改变DU的信道带宽，在拆分选项7上操作更多数量的DU，从而最大化C-RAN系统的集中化。对于给定的中途带宽，每个CU-DU对之间的拆分选项的动态选择给出了相对于静态功能拆分的90%集中。
2022-05-16 cs.NI
Towards Smart Fronthauling Management: Experimental Insights from a 5G Testbed
本文基于5G毫米波测试平台实验，提出动态重配置策略以增强无线前传链路可靠性，并验证了其与理论模型的一致性及稳定化方案的可行性。
2024-11-21 cs.NI
Performance Evaluation of SDN-Controlled Green Mobile Fronthaul Using a Federation of Experimental Network
当在虚拟化无线电接入网络（V-RAN）5G系统中实现演进节点B（eNB）灵活的功能划分时，必须无缝地保证虚拟化网络功能（VNF）之间的前传连接。本研究提出利用软件定义网络（SDN）来控制移动前传。特别是，本研究调查的能力，基于SDN的控制重新配置前传保持VNF连接时，细胞和光接入变成睡眠方式（关闭模式）的能源效率的目的。通过联合两个远程实验测试平台对所提出的方案进行了评估。结果表明，在细胞和光接入打开和关闭，前传重构时间被限制在几十毫秒。
2017-11-20 cs.NI
Federated Learning Assisted Deep Q-Learning for Joint Task Offloading and Fronthaul Segment Routing in Open RAN
本文针对O-RAN中任务卸载、前传路由与边缘计算的联合优化问题，提出联邦学习辅助的深度Q学习方法，以最小化时延代价。
2023-08-14 cs.NI
Latency Bounds of Packet-Based Fronthaul for Cloud-RAN with Functionality Split
第五代（5G）无线网络中新兴的Cloud-RAN架构在实现更高的灵活性和粒度方面发挥着至关重要的作用。另一方面，Cloud-RAN架构在中央云化单元和分布式无线电单元之间引入了额外的链路，即前传（FH）。因此，5G服务的预期可靠性和延迟也应该通过FH链路提供。在本文中，专注于以太网作为跳频，我们提出了一个可靠的基于分组的跳频通信，并证明了上下限的延迟，可以提供。这些界限产生了对可靠性和延迟之间的权衡的洞察，并且在不同的FH带宽和业务属性下，通过分离点的选择来实现架构设计，侧重于PDCP和RLC之间的高层分离以及MAC和PHY之间的低层分离。然后，通过数值和仿真分析了所提出的模型，其中包括两类5G服务，即超可靠低延迟（URLL）和增强型移动宽带（eMBB）。
2019-04-30 cs.NI
FSO-based Vertical Backhaul/Fronthaul Framework for 5G+ Wireless Networks
超高速率，但也具有成本效益，易于部署和可扩展的回程/前传框架的存在对于即将到来的第五代（5G）无线网络\及以后至关重要。由于对各种类型的无人驾驶飞行平台（包括无人机（UAV）、无人机、气球和高空/中高空/低空平台）的兴趣越来越大，（HAP/MAP/LAP），我们称之为网络飞行平台（NFP），用于提供通信服务和自由空间光学（FSO）的最新进展，本文研究了一种新颖的垂直回程/前传框架的可行性，其中NFP经由点对点FSO链路在接入网和核心网之间传输回程/前传业务。所提出的创新方法的性能进行了研究，在不同的天气条件和广泛的系统参数。仿真结果表明，基于FSO的垂直回程/前传框架可以提供比基线替代方案更高的数据率，因此可以被认为是5G+无线网络的新兴回程/前传要求的有前途的解决方案，特别是在存在超密集异构小小区的情况下。本文还提出了伴随着这样一个新的框架的挑战，并提供了克服这些挑战的一些关键思想。
2017-05-04 cs.NI
Reliable and Low-Latency Fronthaul for Tactile Internet Applications
随着Cloud-RAN作为下一代移动网络的主要架构解决方案之一的出现，前传（FH）段的可靠性和延迟成为触觉互联网等应用的关键性能指标。从点对点专用跳频链路到基于分组的多跳频网络的切换使确保跳频性能变得更加复杂。这种变化在很大程度上是合理的，因为基于分组的前传允许在现有的以太网基础设施上部署跳频网络。本文提出了通过对跳频网络传输的MAC帧进行多径分集和纠删编码来改善基于分组的前传的可靠性和延迟。在一个概率模型下，假设一个单一的服务，获得可靠的跳频传输和可靠性延迟的权衡所需的平均延迟进行了研究。然后，通过数值研究对分析结果进行验证和补充，该数值研究通过比较正交和非正交的FH资源共享来解释5G网络中增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低延迟（URLLC）服务的共存。
2018-09-24 cs.NI
Shaping Radio Access to Match Variable Wireless Fronthaul Quality in Next-Generation Networks
针对无线前传需超规格配置应对高频大气衰减的问题，提出适配可变前传质量的无线接入容量调整框架，通过多种策略实现平滑降级，验证了自适应管理对提升C-RAN效率的作用。
2024-06-22 cs.NI eess.SP
Control-Data Separation with Decentralized Edge Control in Fog-Assisted Uplink Communications
用于5G系统的雾辅助网络架构包括被称为远程无线电系统（RRS）的无线边缘节点，以及经由前传接入网络连接到RRS的远程云中心（RCC）处理器。RRS和RCC通过网络功能虚拟化（NFV）进行操作，从而实现灵活的网络功能拆分，以适应前传延迟和容量等网络参数。这项工作的重点是上行链路通信和调查的云边缘分配的两个重要的网络功能，即速率选择的控制功能和解码的数据平面功能。考虑了三个功能划分：（i）分布式无线电接入网络（D-RAN），其中两个功能都以分散的方式在RRS处实现，（ii）云RAN（C-RAN），其中两个功能都在RCC处集中执行，以及（iii）新的功能划分，称为雾RAN（F-RAN），具有单独的分散的边缘控制和集中的云数据处理。所研究的模型包括一个随时间变化的上行链路信道，其中RCC具有全局但延迟的信道状态信息（CSI），由于前传延迟，而RRS具有本地但更及时的CSI。使用自适应和速率作为性能标准，得出的结论是，F-RAN架构可以提供显着的增益，在用户移动性的存在。
2017-06-21 cs.IT cs.NI math.IT
Energy Efficient virtualization framework for 5G F-RAN
雾无线电接入网络（F-RAN）和虚拟化是5G网络的有前途的技术。在F-RAN中，雾和云计算被集成，其中传统的C-RAN功能被分散到无线电接入网络的边缘设备。采用F-RAN来减轻前传的负担并改善端到端（E2 E）延迟。另一方面，虚拟化和网络功能虚拟化（NFV）是旨在将功能从硬件转换为基于软件的功能的IT技术。在移动网络中使用NFV可以带来许多优点，包括高度的可靠性、灵活性和能量效率。本文介绍了一种用于F-RAN的虚拟化框架，以提高5G网络的能效。在该框架中，千兆无源光网络（GPON）被用作所提出的F-RAN架构的骨干网络，其中它经由光纤电缆连接若干演进节点B（eNodeB）。提出的F-RAN架构的能量效率进行了研究，并与传统的C-RAN架构在两种不同的情况下，使用混合整数线性规划（MILP）模型进行了比较。MILP结果表明，与C-RAN架构相比，F-RAN架构可以实现平均30%的功率节省。
2019-04-04 cs.NI
Scheduling for TWDM-EPON-Based Fronthaul Without a Dedicated Registration Wavelength
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Indian Institute of Technology Mandi（印度理工学院曼迪分校）
本文提出一种基于TWDM-EPON的前传调度方法，通过周期性注册避免专用波长通道浪费，提升无线单元支持数量71%。
2026-01-24 cs.NI
A benchmarking framework for PON-based fronthaul network design
The George Washington University（乔治华盛顿大学）；Federal University of Bahia（巴伊亚联邦大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；University of Electro-Communications（电子通信大学）；Nagoya University（名古屋大学）
针对移动网络向5G和6G过渡时无源光网络前传传输缺乏标准化评估模型的问题，提出统一基准框架，用整数线性规划制定网络设计问题，评估三种启发式策略，结果显示限时ILP性能优，RSSA+接近ILP且确保可行性。
2026-07-14 cs.NI
On the Effect of Fronthaul Latency on ARQ in C-RAN Systems
在云无线电接入网络（C-RAN）架构中，控制单元（CU）实现通过前传网络连接到它的基站（BS）集群的基带处理功能。该架构使得能够在CU处进行集中式处理，并且因此实现增强的干扰减轻策略，但是由于前传网络上的传输，它也需要增加的解码延迟。当考虑第2层及以上的协议的性能时，前传延迟可能抵消集中式处理的益处。这封信研究了前传延迟对标准自动重传请求（ARQ）协议（即停止等待、返回N和选择性重复）性能的影响。C-RAN架构的吞吐量和效率方面的性能进行比较，与传统的蜂窝系统与本地处理，以及与所提出的混合C-RAN系统，其中BS可以执行解码。该系统的动态被建模为一个多维马尔可夫过程，包括子链捕获的干扰和信道增益的时间相关性。数值结果产生洞察系统参数，如前传延迟和信号干扰比对不同的ARQ协议的影响。
2015-10-24 cs.IT cs.NI math.IT
Physical Wireless Resource Virtualization for Software-Defined Whole-Stack Slicing
无线电接入网络（RAN）虚拟化正在获得越来越多的发展，并有望重新构建下一代蜂窝网络。现有的RAN虚拟化研究和解决方案主要集中在共享通信容量上，并且往往需要跨网络切片使用相同的PHY和MAC层。这种方法没有考虑不同切片需要不同PHY和MAC层的场景，例如，对于完全不同的服务和无线生活实验室中的全栈研究，其中新的PHY和MAC层需要与相同物理基础设施上的现有层同时部署。为了实现全栈切片，其中不同的PHY和MAC层可以部署在不同的切片中，我们开发了PV-RAN，这是第一个开源虚拟RAN平台，可以在多个切片中共享相同的SDR物理资源。通过API Remoting，PV-RAN可以在不同的切片上运行OpenAirInterface（OAI）的半虚拟化实例，而无需修改OAI源代码。PV-RAN有效地利用了Xen的域间通信机制，通过共享内存传输时间敏感的I/Q样本，使得通信中的虚拟化开销几乎可以忽略不计。我们对PV-RAN进行了详细的性能基准测试，并证明了其低开销和高效率。我们还将PV-RAN与CyNet无线生活实验室集成，用于智能农业和交通。
2020-12-23 cs.NI
Higher aggregation of gNodeBs in Cloud-RAN architectures via parallel computing
在本文中，我们讨论了实时网络功能的虚拟化和集中化，特别是在云RAN（C-RAN）的框架中。我们彻底分析了所需的前传能力的部署建议的C-RAN架构。我们特别感兴趣的是基于软件的信道编码功能的性能。我们开发了一个动态的多线程方法来实现多核平台上的并行计算。来自基于OAI的测试平台的测量显示在延迟方面的重要增益;这使得无线电元件和虚拟化RAN功能之间的距离增加，从而在边缘数据中心（称为中心局（CO））中实现gNodeB的更高聚合。
2019-04-11 cs.NI cs.PF
Experimental Demonstration of RAN Functional Split over virtual PON Transport Network
云无线接入网络（Cloud-RAN）将移动网络的基站功能分为三个单元，它们之间的连接称为前传网络。本工作演示了用户数据传输块之间的分布式介质访问控制（MAC）层和本地物理（PHY）层的无线单元在无源光网络（PON）。PON网络在用于Cloud-RAN前传传输时，在经济性和灵活性方面具有优势。然而，PON上行调度可能引入可能不满足Cloud-RAN功能划分所强加的要求的额外延迟。在这项工作中，我们演示了我们的虚拟动态带宽分配（DBA）的概念可以用来有效地与移动长期演进（LTE）调度器，采用众所周知的合作DBA机制，以减少PON延迟到令人满意的值。因此，我们的研究结果表明，在完全虚拟化的环境中，使用PON技术作为MAC/PHY功能分离的前传的传输介质是可行的。所获得的往返时间表明，对于同步场景，在前传处使用PON可能限于11 km的距离，或者对于非同步场景，不符合要求。
2021-04-09 cs.NI
Wireless Resources Virtualization for Cloud Radio Access Networks (C-RAN)
本文提供了用于虚拟化C-RAN无线资源并在多个移动网络运营商（MNO）之间共享它们的解决方案。所提出的解决方案动态地将无线资源分配给跨网络订阅MNO的用户。此外，所提出的解决方案在不同的MNO之间保持高水平的隔离，提供高效且公平的资源利用，实现不同的调度策略，并管理小区间干扰（ICI）。一个最优的解决方案制定为一个组合问题，这是计算昂贵的。因此，两个低复杂度的次优解决方案具有可比的性能。最优和次优的解决方案进行了比较的复杂性和性能。
2015-09-16 cs.NI
IoT Virtualization: A Survey of Software Definition & Function Virtualization Techniques for Internet of Things
物联网和网络软件化正迅速成为下一代互联网信息系统和网络管理的核心技术。物联网的部署和应用范围从智慧城市到城市计算，从无处不在的医疗保健到触觉互联网。由于这个原因，异构网络系统的物理基础设施已经变得更加复杂，因此需要高效和动态的管理，配置和流调度的解决方案。近年来，人们对软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）形式的网络软件化进行了广泛的研究。在本文中，我们对明确为物联网网络设计的虚拟化技术进行了系统而全面的回顾。我们将文献分为为物联网设计的软件定义网络，物联网网络的功能虚拟化和软件定义物联网网络。这些类别进一步分为呈现架构，安全和管理解决方案的作品。此外，本文强调了一些短期和长期的研究挑战和开放的问题，采用软件定义的物联网。
2019-02-28 cs.NI
Scalable RAN Virtualization in Multi-Tenant LTE-A Heterogeneous Networks (Extended version)
蜂窝通信正在发展以促进对服务质量（QoS）、高数据率和所提供服务的多样性的当前和预期的增长需求。朝着这个方向，无线电接入网络（RAN）虚拟化旨在提供将虚拟网络元件映射到现有物理网络的无线电资源上的解决方案。本文提出了网络虚拟化的资源配置（RENEV）算法，该算法适用于高级长期演进（LTE-A）环境中的异构网络（HetNet），该异构网络由覆盖有小小区的宏演进节点B（eNB）组成。通过利用无线电资源管理（RRM）原理，RENEV实现了资源的切片和按需交付。利用多租户方法，无线电资源在经由X2接口互连的多个异构基站之间以物理无线电资源块（RB）的形式传输。主要目标是处理地理维度上的交通变化。还研究了当前第三代合作伙伴计划（3GPP）LTE-A架构下的所有信令设计考虑。分析研究和仿真实验进行评估RENEV在网络的吞吐量以及其额外的信令开销。此外，我们表明，RENEV可以独立地应用在已经提出的RAN虚拟化方案之上，以提高其性能。结果表明，从网络和用户的角度来看，它都取得了显着的优点，并且对于不同数量的小小区来说，它是一种可扩展的解决方案。
2015-08-31 cs.NI
Random Access in C-RAN for User Activity Detection with Limited-Capacity Fronthaul
云无线电接入网络（C-RAN）的特征在于分层结构，其中远程无线电头端（RRH）的基带处理功能借助于中央单元（CU）处的云计算来实现。C-RAN的关键限制由将RRH连接到CU的前传链路的容量约束给出。在这封信中，这种架构约束的影响进行了调查的基本功能的随机接入和活跃的用户设备（UE）的识别中存在的一个潜在的大量的UE。特别地，将基于量化转发和集中式检测的标准C-RAN方法与基于实现本地检测的替代CU-RRH功能划分的方案进行比较。这两种技术都利用贝叶斯稀疏检测。数值结果表明，作为系统参数的函数的两个计划的相对优点。
2016-09-02 cs.IT cs.NI math.IT
C-RAN Virtualization with OpenAirInterface
C-RAN虚拟化是一个研究课题，因为它允许共享基带处理资源。因此，在这项工作中，我们报告了通过集成OpenAirInterface（OAI）和Docker实现C-RAN的虚拟化LTE测试床环境。使用测试床，我们进行了工作负载研究，以了解C-RAN软件的计算资源需求。事实证明，容器中的虚拟化在创建功能性4G网络方面是有效的，可以实现现实的结果，以促进研究。
2019-08-20 cs.NI eess.SP
Tick-Tock on the Open Fronthaul: Securing Synchronization in O-RAN
Purdue University（普渡大学）；The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）
本文针对O-RAN开放前传中PTP同步缺乏认证的问题，提出轻量级保护机制PRTESLA-C，结合延迟密钥披露与ASCON认证，在保持亚微秒精度的同时抵御欺骗、重放和延迟操纵攻击。
2026-09-22 cs.CR cs.NI
Toward 6G Optical Fronthaul: A Survey on Enabling Technologies and Research Perspectives
本综述全面介绍了5G与6G光前传的概念、关键使能技术及其优缺点，探讨了未来研究方向，为构建高效鲁棒的6G无线网络提供参考。
2024-06-01 cs.NI eess.SP
Fronthaul Network Planning for Hierarchical and Radio-Stripes-Enabled CF-mMIMO in O-RAN
Queen’s University（女王大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；Royal Military College of Canada（加拿大皇家军事学院）
本文提出了一种两级优化框架，用于低成本混合前 haul规划，结合光纤、毫米波和自由空间光技术，验证了分层方案在CF-mMIMO中的有效性，并展示了FS7.2x在性能上的优势。
2026-03-29 cs.NA cs.NI eess.SP
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
Passive Optical Networking for 5G and Beyond 5G Low-Latency Mobile Fronthauling Services
无源光网络（PON）技术为支持5G和超5G移动网络前传（MFH）提供了一种具有吸引力的经济高效的替代方案。然而，鉴于其高带宽和严格的延迟要求，用于此类网络的MFH具有挑战性。为了减少这些要求，在5G网络中引入了无线电接入网络（RAN）功能划分;这在资源分配中提供了更大的灵活性，因为协议栈分布在集中式单元和分布式单元之间。与RF-PHY分离的常规MFH要求相比，由较高层分离产生的MFH业务变得更依赖于实际用户业务负载。针对RAN功能分离后MFH业务的新特点，提出了一种资源分配机制来提高MFH业务PON的性能。
2021-10-15 cs.ET cs.NI cs.PF
Robust Network Function Virtualization
网络功能虚拟化（NFV）实现了按需网络功能（NF）部署，从而提供敏捷和动态的网络服务。通过量化所有需求的所有NF之间的最小可靠性的评估度量，服务提供商和运营商可以更好地促进灵活的NF服务恢复和迁移，从而提供更高的服务可靠性。在本文中，我们提出了评估指标的NFV可靠性和解决方案的方法来解决鲁棒NFV下的随机NF启用节点故障（S）。我们演示了如何构建一个辅助的NF启用网络及其映射到物理基板网络。利用构造的NF使能网络，我们开发了伪多项式算法来解决鲁棒NF和SFC $s-t$路径问题-鲁棒NFV的子问题。我们还提出了鲁棒NFV的近似算法与SFC-Fork作为NF转发图。此外，我们提出了精确的解决方案，通过混合整数线性规划（MILP）的一般设置下。计算结果表明，我们提出的解决方案的方法是能够管理强大的NFV在一个大规模的网络。
2019-12-10 cs.NI
Software Defined Networking Enabled Wireless Network Virtualization: Challenges and Solutions
下一代（5G）无线网络预计将支持海量数据，并以具有成本效益、灵活和敏捷的方式适应具有不同要求的各种服务/用例。作为一种有前途的解决方案，无线网络虚拟化（WNV）或网络切片使多个虚拟网络能够按需共享公共基础设施，并针对不同的服务/用例进行定制。本文重点讨论实现WNV的网络范围的资源分配。具体而言，动机，使平台，和西尼罗河的好处，首先审查。然后，资源分配西尼罗河随着技术挑战进行了讨论。然后，提出了一个支持软件定义网络（SDN）的资源分配框架，以促进WNV，包括关键过程和相应的建模方法。最后，以西尼罗河流域资源分配为例进行了案例研究。最后，一些开放的研究课题，西尼罗河病毒的必要性进行了讨论。
2017-04-05 cs.NI
Resource Management and Admission Control for Tactile Internet in Next Generation of RAN
针对下一代无线网络的云无线接入网（C-RAN）架构，提出了一种新的触觉互联网（TI）排队模型，5G，通过正交频分多址（OFDMA）技术辅助。该模型包括每对触觉用户之间的每个端到端（E2 E）连接的无线电远程头（RRH）和基带处理单元（BBU）排队延迟和可靠性。对于这种设置，以最小化用户的发射功率为目的，保证用户的可容忍延迟，以及前传和接入限制，我们制定了一个资源分配问题。由于所提出的优化问题是高度非凸的，为了以有效的方式解决它，我们利用了不同的变换技术，如连续凸近似（SCA）和两个凸函数（DC）的差异。此外，我们提出了一个接纳控制（AC）算法，使问题的可行性。在我们提出的系统模型中，我们动态地调整前传和接入链路，以尽量减少发射功率。仿真结果表明，通过动态调整的接入和前传延迟，传输功率可以节省的情况下，每个传输会话的固定方法相比。此外，网络中被拒绝的用户数量显著减少，更多的用户被接受。
2019-11-08 cs.NI
Graph-based Framework for Flexible Baseband Function Splitting and Placement in C-RAN
无线电接入网络（C-RAN）的基带向上集中化架构最近已经被提出以支持高效的协作通信并降低部署和操作成本。然而，从远程无线电头端（RRH）到中心局聚合基带样本所需的大规模前传带宽引起了巨大的前传成本，并且现有的基带压缩算法难以解决这个问题。在本文中，我们提出了一个基于图的框架，有效地减少前传成本，通过适当的分裂和放置基带处理功能的网络。基带收发器结构用有向图表示，其中节点对应于基带功能，边缘对应于功能之间的信息流。通过将图的权重映射到计算和前传成本，我们将寻找最佳位置放置一些基带函数的问题转化为寻找图节点的最佳聚类方案的问题。然后，我们解决这个问题，使用遗传算法与定制的适应度函数和变异模块。仿真结果表明，适当的分裂和布局方案可以显着降低前传成本的代价增加的计算成本。我们还发现，合作处理结构和严格的延迟要求将增加集中放置的可能性。
2015-01-20 cs.IT cs.NI math.IT
Cloud-based Queuing Model for Tactile Internet in Next Generation of RAN
超低延迟是触觉互联网（TI）的最重要要求，触觉互联网是下一代无线网络（NGWN）的建议服务之一，例如，第五代（5G）网络。针对下一代无线网络的云无线接入网（CRAN）架构，应用功率域非正交多址接入（PD-NOMA）技术，提出了一种新的TI排队模型。在这个模型中，我们考虑了无线电远程头端（RRH）和基带处理单元（BBU）排队延迟的每个端到端（E2 E）之间的一对触觉用户的连接。在我们的设置，以最小化用户的传输功率，保证一个可接受的延迟的用户，和前传和接入限制，我们制定了一个资源分配（RA）的问题。此外，我们动态地设置前传和接入链路，以最小化总发射功率。鉴于所提出的RA问题是高度非凸的，为了解决它，我们利用不同的变换技术，如连续凸逼近（SCA）和两个凸函数（DC）的差异。数值结果表明，通过动态调整的接入和前传延迟，发送功率降低相比，固定的方法，每个连接。此外，正交频分多址（OFDMA）和PD-NOMA的能量效率进行了比较，为我们的设置。
2019-11-08 cs.NI
Placement and Scheduling of Functions in Network Function Virtualization
无线电接入网络（RAN）的虚拟化已经被提出作为网络功能虚拟化（NFV）的重要用例之一。在弗兰！s（VRAN！s），来自基站（BS）的一些功能（诸如构成基带单元（BBU）的那些功能）可以在位于数据中心处或分布在网络节点中的共享基础设施中实现。对于后一种选项，一个挑战是决定可用网络节点的哪个子集可以用于托管物理BBU服务器（放置问题），然后每个远程无线电头端（RRH）应该被分配给可用物理BBU中的哪个（分配问题）。这两个问题构成了我们所说的VRANPAP！（VRAN-啪！）。在本文中，我们开始正式定义VRAN-PAP！在将其公式化为二进制双线性规划（BILP）之前，其目标是最小化服务器和去程链路建立成本以及每个RRH与其分配的BBU之间的延迟。由于BILP在计算上可能变得难以处理，我们还提出了一个贪婪近似的VRAN-PAP！我们进行模拟，比较这两种算法的解决方案的质量，以及在不同的网络规模和设置预算的计算时间。
2015-12-01 cs.NI
GPU-Resident CUDA Acceleration for OCUDU 5G PHY and O-RAN Fronthaul: Architecture and Preliminary Performance
DeepSig, Inc.（DeepSig公司）
本文提出面向OCUDU 5G物理层与O-RAN前传的GPU驻留CUDA加速架构，在NVIDIA DGX Spark平台上实现多类5G链路处理的显著加速，且性能与CPU基准偏差极小，还支持AI-RAN相关研究运行。
2026-08-06 cs.DC cs.NI eess.SP
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
CN2F: A Cloud-Native Cellular Network Framework
Isfahan University of Technology（伊斯法罕理工大学）；Mobile Communications Company Research and Development Center（移动通信公司研发中心）
本文提出CN2F框架，基于OpenAirInterface和Kubernetes实现灵活的蜂窝网络测试环境，支持边缘计算、云计算和RAN切片等场景，用于学术和工业研发。
2026-01-10 cs.NI
Energy-Efficient Resource Allocation Optimization for Multimedia Heterogeneous Cloud Radio Access Networks
异构云无线接入网（H-CRAN）是一种很有前途的范例，其将云计算结合到异构网络（HetNet）中，从而充分利用云无线接入网（C-RAN）和HetNet。在多媒体应用中，研究具有前传容量和队列稳定性约束的协作波束形成对提高H-CRAN的能量效率具有重要意义。本文提出了一种具有个人前传容量和层间干扰约束的多媒体H-CRAN的能量有效的优化目标函数。为了解决这个非凸的目标函数，随机优化问题是通过引入一般的李雅普诺夫优化框架重新制定。在李雅普诺夫框架下，该优化问题等价于一个具有瞬时功率、平均功率和层间干扰约束的全网协作波束形成器优化设计算法，可视为加权和EE最大化问题，并采用广义加权最小均方误差方法求解。数学分析和仿真结果表明，该算法可以在效率和排队延迟之间取得一个折衷，并且这个折衷严格依赖于前传约束。
2016-01-06 cs.NI
Will SDN be part of 5G?
对于许多人来说，这不再是一个有效的问题，SDN/NFV（软件定义网络/网络功能虚拟化）提供了解决5G许多突出管理问题的不可避免的创新推动因素。然而，考虑到无线接入网络（RAN）软件化的艰巨任务，而5G即将到来，一些公司已经开始推出他们的5G设备，我们可能只看到一些涉及SDN技术的点解决方案，而不是完全支持SDN的RAN。这份调查文件确定了所有重要的障碍，并探讨了相关解决方案的最新发展水平。该调查与之前基于SDN的RAN的调查不同，因为它侧重于突出的问题，并讨论了SDN文献内外提出的解决方案。我们的主要重点是前传、向后兼容性、SDN部署的破坏性、SDN相关升级的业务案例和货币化、通用处理器（GPP）的延迟以及软件化给RAN带来的额外安全漏洞。我们还提供了基于SDN的RAN环境中的架构开发的摘要，因为并非所有工作都可以在重点问题下涵盖。本文对基于SDN的RAN的最新技术水平进行了全面的调查，并明确指出了该技术的差距。
2018-02-07 cs.NI
Learning-Based Latency-Constrained Fronthaul Compression Optimization in C-RAN
Royal Institute of Technology (KTH)（皇家理工学院（KTH））；Huawei Technologies Sweden AB, Stockholm Research Centre（华为技术瑞典有限公司斯德哥尔摩研究中心）
针对云无线接入网前传容量与时延约束问题，提出基于深度强化学习的动态前传压缩框架，可自适应调整压缩参数，在满足时延要求的同时显著提升前传利用率与空口吞吐量。
2023-11-07 cs.LG cs.NI
Software-defined and Virtualized Cellular Networks with M2M Communications
机器对机器（M2M）通信已经引起学术界和工业界的极大关注。在本文中，随着无线网络虚拟化和软件定义网络（SDN）的最新进展，我们提出了一种新的框架M2M通信的软件定义的蜂窝网络与无线网络虚拟化。在所提出的框架中，根据机器类型通信设备（MTCD）的不同功能和服务质量（QoS）要求，管理程序实现物理M2M网络的虚拟化，物理M2M网络被抽象和切片为多个虚拟M2M网络。此外，我们制定了一个决策理论的方法来优化M2M通信的随机接入过程。此外，我们开发了一个反馈和控制回路，以动态地调整资源块（RB）的数量，在随机接入阶段中使用的虚拟M2M网络的SDN控制器。大量的仿真结果与不同的系统参数，以显示所提出的方案的性能。
2016-11-15 cs.NI
Machine-to-Machine (M2M) Communications in Software-defined and Virtualized Cellular Networks
机器对机器（M2M）通信已经引起学术界和工业界的极大关注。在本文中，随着无线网络虚拟化和软件定义网络（SDN）的最新进展，我们提出了一种新的框架M2M通信的软件定义的蜂窝网络与无线网络虚拟化。在所提出的框架中，根据机器类型通信设备（MTCD）的不同功能和服务质量（QoS）要求，管理程序实现物理M2M网络的虚拟化，物理M2M网络被抽象和切片为多个虚拟M2M网络。此外，我们开发了一种决策理论的方法来优化M2M通信的随机接入过程。此外，我们开发了一个反馈和控制回路，以动态地调整资源块（RB）的数量，在随机接入阶段中使用的虚拟M2M网络的SDN控制器。大量的仿真结果与不同的系统参数，以显示所提出的方案的性能。
2016-11-26 cs.NI
Online Reinforcement Learning of X-Haul Content Delivery Mode in Fog Radio Access Networks
我们考虑具有云中的基带单元（BBU）和多个启用高速缓存的增强型远程无线电头端（eRRH）的雾无线电接入网络（F-RAN）。该系统的目的是提供内容的需求与最小的平均延迟从一个随时间变化的图书馆的流行内容。关于未缓存的请求文件的信息可以通过遵循回程或前传模式从云传输到eRRH。回程模式传输所请求文件的一部分，而前传模式传输如在Cloud-RAN（C-RAN）中的量化基带样本。回程模式允许更新eRRH的缓存，这可以降低未来的递送延迟。相比之下，前传模式实现了可以减少当前递送延迟的协作C-RAN传输。考虑到当前和未来的交付性能之间的权衡，本文提出了一种自适应选择方法之间的两种交付模式，以最大限度地减少长期交付延迟。假设一个未知的和随时间变化的流行度模型，该方法是基于无模型强化学习（RL）。数值结果证实了所提出的RL格式的有效性。
2019-12-20 cs.NI eess.SP
Control-Data Separation across Edge and Cloud for Uplink Communications in C-RAN
在容量和延迟方面的前传限制激发了无线行业对云无线电接入网络（C-RAN）中的云和边缘节点之间的替代功能划分的研究的日益增长的兴趣。这项工作通过研究边缘节点和远程云中心（RCC）的控制和数据平面功能的最佳功能划分作为前传延迟的函数来促进这一工作。所研究的模型由两个用户时变上行链路信道，其中RCC具有全局但由于前传延迟而延迟的信道状态信息（CSI），而边缘节点具有局部但及时的CSI。采用自适应和率作为性能标准，功能分裂，从而进行速率选择和解码的数据平面帧的控制功能在边缘节点或在RCC通过分析和数值结果进行比较。
2017-06-21 cs.IT cs.NI math.IT
Toward Native ISAC Support in O-RAN Architectures for 6G
Institute for the Wireless Internet of Things, Northeastern University（东北大学无线互联网研究所）；Tufts University（塔夫茨大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
本文提出O-RAN架构扩展方案，支持单站ISAC感知，通过定义感知dApps、E2SM-SENS服务模型及Open Fronthaul元数据，实现环境感知与闭环控制。
2026-03-04 cs.NI
Open Orchestration Cloud Radio Access Network (OOCRAN) Testbed
云无线接入网络（C-RAN）为蜂窝网络的部署、管理和演进提供了一种革命性的方法。此外，软件定义无线电（SDR）和网络技术的进步使通过云提供软件定义的一切成为可能。将利用抽象化、虚拟化和整合技术汇集和动态分配资源;将使用通用应用程序编程接口实现流程自动化;将通过协调器以编程方式提供网络功能和服务。OOCRAN，oocran.dynu.com，是一个基于ETSI提出的NFV MANO架构的软件框架。它为整个无线基础设施提供了一个协调层，包括硬件、软件、频谱、前传和回传。OOCRAN通过合并无线电通信层及其管理依赖性来扩展现有的NFV管理框架。无线基础设施提供商然后可以动态地向无线服务提供商提供虚拟化无线网络。该测试平台的物理基础设施是围绕一个计算集群构建的，该集群执行开源SDR库并连接到基于SDR的远程无线电头。我们演示了OCCRAN的操作，并讨论了动态LTE小小区网络部署的时间影响。
2017-12-09 cs.NI eess.SP
Auto-Scaling Network Resources using Machine Learning to Improve QoS and Reduce Cost
网络功能的虚拟化（如虚拟路由器、虚拟防火墙等）使网络所有者能够有效地响应网络服务不断增长的动态性。虚拟网络功能（VNF）易于部署、更新、监控和管理。类似于云中的通用计算资源，VNF实例的数量可以基于负载轻松扩展。因此，自动缩放（无需人工干预的资源）一直受到关注。先前关于自动缩放的研究使用测量的网络流量负载来动态地对流量变化做出反应。在这项研究中，我们提出了一个积极的机器学习（ML）为基础的方法来执行自动缩放的VNF响应动态流量变化。我们提出的ML分类器从过去的VNF缩放决策和网络流量负载的季节/空间行为中学习，以提前生成缩放决策。与现有的基于ML的自动缩放方法相比，我们的研究探讨了属性（例如，启动时间）影响服务质量（QoS）和成本节约。我们考虑四种不同的虚拟化技术：基于hypervisor虚拟化的Xen和KVM，以及基于容器虚拟化的Docker和LXC。我们的研究结果显示，使用从私人ISP收集的真实数据，ML分类器具有良好的准确性。我们报告了对学习过程（学习曲线分析）、特征排序（特征选择、主成分分析（PCA）等）的深入分析，不同特征集、训练时间和测试时间的影响。我们的研究结果表明，所提出的方法如何提高QoS和降低运营成本的网络所有者。我们还展示了一个实际的用例示例（具有VNF和骨干网络的软件定义广域网（SD-WAN）），以表明我们的ML方法为网络服务租赁商节省了大量成本。
2019-03-14 cs.NI
Designing Reliable Virtualized Radio Access Networks
本文提出连续时间马尔可夫链模型分析虚拟化与解耦对RAN可用性的影响，发现容器化平台可靠性是vRAN约束，且主备复制下硬件复制因子超2需减少故障转移时间才有益。
2024-09-17 cs.NI
Mapping of Secondary Virtual Networks onto Wireless Substrate based on Cognitive Radio: multi-objective formulation and analysis
在密集和异构的无线环境中，对具有不同要求的无线服务的需求不断增长。处理这个复杂的生态系统正在成为一个具有挑战性的问题，无线虚拟化成为一个有效的解决方案。尽管在无线网络中包括虚拟化确保了更好地使用资源，但是用于无线虚拟化的当前方法可能导致资源的利用不足，因为分配给虚拟无线网络的资源不与其他网络共享。通过将无线虚拟化技术与认知无线电（CR）技术和动态接入频谱（DSA）技术相结合，可以克服这一问题。因此，具有不同资源接入优先级的虚拟无线网络（例如，主网络和次网络）可以以覆盖形式部署，并且共享相同的底层无线网络，其中次网络机会性地使用资源。然而，在这种新的情况下，从这些网络的映射到操作都出现了挑战。本文首次提出了认知无线电虚拟网络环境，并制定了基于CR的二级虚拟网络（SVNs）到无线底层网络的映射问题。为此，设计了一个多目标配方。此外，在问题中定义的指标进行分析，以给读者有用的帮助，在设计方案，以解决映射SVN到基板网络的问题。
2014-12-01 cs.NI
Creating Tailored and Adaptive Network Services with the Open Orchestration C-RAN Framework
下一代无线通信网络将利用软件定义无线电和网络技术，结合云计算和雾计算。然后可以动态地分配资源池以创建个性化网络服务（NS）。支持技术是资源的抽象化、虚拟化和整合、流程的自动化以及程序化的配置和编排。ETSI的网络功能虚拟化（NFV）管理和编排（MANO）框架提供了管理层的架构和规范。我们介绍OOCRAN，一个开源的软件框架和测试平台，通过将无线电通信层扩展现有的NFV管理解决方案。本文介绍了OOCRAN，并说明了它如何监视和管理资源池创建定制的NS。OOCRAN可以自动化NS重新配置，但也便于用户控制。我们演示了蜂窝网络的动态部署，并讨论了在共享基础设施上动态创建和管理定制网络的挑战。
2018-06-19 cs.NI
Cloud Radio Access Networks: Uplink Channel Estimation and Downlink Precoding
云无线电接入网络（C-RAN）在节省资本和运营费用、灵活性、干扰管理和网络致密化方面所提供的收益依赖于远程无线电头端（RRH）和基带单元（BBU）之间的高容量低延迟前传连接的存在。鉴于光纤电缆的不均匀和有限的可用性，前传网络的带宽限制一方面要求开发先进的基带压缩策略，另一方面要求更仔细地研究RRH和BBU之间的最佳功能划分。在本章中，在简要介绍了C-RAN中的信号处理挑战之后，在物理（PHY）层研究了这种最佳功能划分，因为它涉及两个关键的基带信号处理步骤，即上行链路中的信道估计和下行链路中的信道编码/线性预编码。基带前传压缩和基带信号处理的联合优化在不同的PHY功能划分下解决，由此在RRH处或在BBU处执行上行链路信道估计和下行链路信道编码/线性预编码。的分析，基于信息理论的参数，和数值结果产生洞察网络架构和前传的能力，其中不同的功能分裂是有利的配置。治疗还强调了确定性和随机连续凸逼近策略的C-RAN的优化的多功能性。
2016-08-26 cs.IT cs.NI math.IT
IsoRAN: Isolation and Scaling for 5G RANvia User-Level Data Plane Virtualization
5G为蜂窝网络架构带来了一系列独特的挑战。该架构需要具有通用性，以便处理各种用例。虽然已经提出了网络切片作为提供这种多功能性的一种方式，但确保切片不会彼此不利地干扰也很重要。换句话说，需要网络切片之间的隔离。此外，大量的用例也意味着大量的用户，这使得5G架构必须有效地扩展。在本文中，我们提出了IsoRAN，它提供了隔离和扩展以及5G架构所需的灵活性。在IsoRAN中，用户由云无线电接入网络（CRAN）架构中的守护进程线程处理。我们的设计允许来自不同用例的用户以分布式方式在最高效的硬件上执行，以确保满足服务水平协议（SLA），同时最大限度地降低功耗。我们的实验表明，IsoRAN处理用户不同的SLA，同时提供隔离，以减少干扰。在某些情况下，这种增加的隔离将不同用户的掉线率从42%降低到近0%。最后，我们在真实轨迹上运行大规模模拟，以显示在增加基站数量的同时降低功耗和成本的好处。
2020-03-04 cs.DC cs.NI
Conceptual Framework for Internet of Things' Virtualization via OpenFlow in Context-aware Networks
本文提出了一种新的概念框架，旨在通过部署OpenFlow技术来标准化和虚拟化物联网（IoT）基础设施。框架可以接收基于上下文信息的服务，而不改变当前的基础设施。该框架允许异构设备和协议的主动协作。此外，它还能够对物理对象的放置进行建模，管理系统，并为部署在物联网基础设施上的服务收集信息。我们提出的物联网虚拟化适用于随机拓扑场景，可以1）共享流量传感器资源，2）建立多操作传感器网络，3）在框架内扩展可达性，而无需建立任何进一步的物理网络。流量传感器在数据包生成、可达性、仿真时间、吞吐量、能耗等方面都优于传统传感器。甚至更好的结果是可能的，通过利用大规模网络中的组播组。
2014-01-29 cs.DC cs.NI
Minimizing Energy Consumption for End-to-End Slicing in 5G Wireless Networks and Beyond
端到端（E2E）网络切片使无线网络能够在公共基础设施上提供多样化的服务。每个E2E切片，包括无线电接入网络（RAN）和核心网络的资源，被租用给移动虚拟网络运营商（MVNO）以向最终用户提供特定服务。通过无线网络虚拟化实现的RAN切片涉及在RAN中共享频谱和基站天线。类似地，在通过网络功能虚拟化实现的核切片中，在不同MVNO的用户之间共享诸如商用服务器和物理链路的数据中心资源。在本文中，我们研究了E2E切片的目标是最小化的总能量消耗。所述优化问题是非凸的，其通过这里提出的次优算法来解决。仿真结果表明，我们提出的联合功率控制，服务器和链路分配（JPSLA）算法实现了30%的改善相比，不相交的计划，其中RAN和核心分别切片。
2022-06-07 cs.NI
TIMESAFE: Timing Interruption Monitoring and Security Assessment for Fronthaul Environments
Northeastern University（东北大学）；United States Military Academy（美国军事学院）；Sapienza University of Rome（罗马萨皮恩扎大学）；Purdue University（普渡大学）；University of Texas, Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本文提出TIMESAFE方案，揭示PTP同步欺骗攻击可在2秒内瘫痪O-RAN 5G基站，并设计基于机器学习的监测方案，以超97.5%准确率检测多种攻击。
2025-11-07 cs.CR cs.LG cs.NI
Online Edge Caching and Wireless Delivery in Fog-Aided Networks with Dynamic Content Popularity
雾无线电接入网络（F-RAN）架构可以利用云处理和边缘缓存来向用户提供内容。为此，F-RAN利用边缘节点（EN）处的缓存和将云处理器连接到EN的前传链路。假设时不变的内容流行度，F-RAN中内容交付的现有信息理论分析依赖于具有单独内容放置和交付阶段的离线缓存。相比之下，这项工作的重点是场景中的一组流行的内容是随时间变化的，因此有必要在线补充的EN的高速缓存随着所请求的文件的交付。该分析集中在长期的归一化传输时间（NDT），它捕获的时间依赖性的编码延迟在多个时隙中的高信噪比制度的表征。在线边缘缓存和交付计划的串行和流水线传输模式的前传和边缘段。分析结果表明，在内容流行度随时间变化的情况下，前传链路的速率对F-RAN系统的长期无损检测设置了根本限制。分析结果进一步验证了数值模拟，产生重要的设计见解。
2018-04-22 cs.IT cs.NI math.IT
