Downlink and Uplink Decoupling: a Disruptive Architectural Design for 5G Networks
蜂窝网络中的小区关联传统上仅基于下行链路接收信号功率，尽管上行链路和下行链路传输功率和干扰电平显著不同。这种方法在宏基站都具有相似的发射功率电平的同构网络中是足够的。然而，随着不同基站类型的发射功率存在很大差异的异构网络的增长，这种方法效率非常低。在本文中，我们研究了下行链路和上行链路解耦（DUDe）的概念，其中下行链路小区关联是基于下行链路接收功率，而上行链路是基于路径损耗。我们提出了这种5G设计方法的动机，并通过基于沃达丰在密集城市地区的LTE现场试验网络的模拟评估了这种设计方法的收益，采用了基于实时网络测量的高分辨率射线跟踪路径损耗预测和现实流量地图。
2014-05-08 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Downlink Cell Association and Bandwidth Allocation for Wireless Backhauling in Two-Tier HetNets with Large-Scale Antenna Arrays
研究了两层蜂窝异构网络（HetNets）中的联合下行链路小区关联（CA）和无线回程带宽分配（WBBA）问题。在宏基站（BS）处实现大规模天线阵列，而宏小区范围内的小小区是单天线BS，并且它们依赖于到宏BS的空中链路以用于回程。研究了无线回程约束下的和对数用户速率最大化问题。提出了一种基于同信道反向时分双工（TDD）和动态软频率复用（SFR）的双工和频谱共享方案，用于在宏BS处具有大规模天线阵列的双层HetNet中的干扰管理和用于小小区的无线回程。针对HetNet中的联合CA-WBBA，研究了两种带内WBBA场景，即统一带宽分配和每个小小区带宽分配场景。采用一种两层递阶松弛优化分解方法求解混合整数非线性规划问题。基于通用算法建模系统（GAMS）优化求解器和快速算法的解决方案也提出了在每小小区WBBA场景中的小区关联。结果表明，当所有的小小区都必须使用带内无线回程时，系统负载对总对数速率和每用户速率性能的影响大于部署在宏小区范围内的小小区的数量。所提出的联合CA-WBBA算法具有近似等于宏BS处的大规模天线阵列的大小的最优负载。小区范围扩展（CRE）策略，这是一个有效的小区关联方案的HetNet与完美的回程，被证明是低效时，带内无线回程的小小区开始发挥作用。
2014-12-31 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Base Station Antenna Downtilt in Downlink Cellular Networks
根据最近的研究，当基站（BS）天线和用户设备（UE）天线之间的绝对高度差大于零时，下行链路（DL）蜂窝网络的面积频谱效率（ASE）性能将随着全负载超密集网络（UDN）中的网络密集化而持续降低并最终为零，这被称为ASE崩溃。我们重新审视这个问题，通过考虑的BS天线下倾的下行链路网络容量的影响。通常，在实际网络中，BS和UE之间存在高度差。通常利用天线下倾来调整垂直天线方向图的方向，从而增加接收信号功率或降低小区间干扰功率以改善网络性能。从覆盖概率和ASE两个方面研究了基站天线下倾与下行网络容量的关系。推导了覆盖概率和ASE的解析结果，发现对于每个基站密度，存在一个最优天线下倾以获得最大的覆盖概率。此外，我们推导出数值可解的最佳天线下倾，这是一个函数的基站密度的表达式。我们的理论和数值结果表明，应用最佳天线下倾后，网络性能可以得到显着改善。具体地，利用最佳天线下倾，ASE崩溃可以在基站密度方面延迟近一个数量级。
2018-02-21 cs.IT cs.NI math.IT
Analysis of the Decoupled Access for Downlink and Uplink in Wireless Heterogeneous Networks
无线蜂窝网络向异构基础设施演进，其特征在于多种类型的基站（BS），诸如毫微微BS（FBS）和宏BS（MBS）。无线设备观察多个点（BS），无线设备可以通过多个点接入基础设施，并且无线设备可以选择从一个BS接收下行链路（DL）业务并且通过另一BS发送上行链路（UL）业务。这种情况被称为解耦DL/UL接入。使用随机几何的框架，我们推导出DL/UL的关联概率。为了最大化平均接收功率，随着FBS的相对密度最初增加，大部分设备选择解耦接入，即在DL中从MBS接收并且在UL中通过FBS发送。我们分析了这种类型的关联在系统中的平均吞吐量的影响。
2014-10-21 cs.IT cs.NI math.IT
Cellular Downlink Performance with Base Station Sleeping, User Association, and Scheduling
基站（BS）休眠已经成为一种可行的解决方案，以通过停用未充分利用的BS来提高整体网络能量效率。然而，它影响休眠小区中的用户的性能，这取决于他们的BS关联准则、他们朝向活动BS的信道条件、以及活动BS处的调度准则和业务负载。本文通过建立一个系统的框架，推导出考虑到上述因素的频谱效率和下行链路传输到睡眠小区用户的中断概率的蜂窝系统的性能与BS睡眠。在这种情况下，我们开发了一种用户关联方案，其中在休眠小区中的典型用户选择具有\textbf{M}最大最佳情况\textbf{M}平均信道\textbf{A}接入\textbf{P}可靠性（MMAP）的BS，该可靠性由所有活动BS基于其现有的业务负载来计算。我们认为贪婪和循环计划在活跃的BS调度用户在一个信道中。一旦关联被执行，一个典型的睡眠小区用户的确切的接入概率和它的接收信号和干扰功率的统计数据被导出，以评估传输的频谱和能量效率。对于睡眠小区用户，我们还考虑了传统的\textbf{M}最大\textbf{R}接收的\textbf{S}信号\textbf{P} ower（MRSP）的用户关联方案以及在BS处的贪婪和循环方案。推导过程中考虑了小区缩放的影响，分析了其在减少基站休眠造成的覆盖空洞方面的可行性。数值结果表明，在各种网络场景的频谱效率和能量效率之间的权衡。通过Monte-Carlo模拟验证了分析的准确性。
2014-01-28 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Scheduling and Power Allocation in Downlink OFDMA Networks with Base Station Coordination
本文研究了蜂窝OFDMA系统下行链路能量有效的资源分配问题。系统设计考虑了能量效率的三种定义，包括辐射功率和电路功率。用户调度和功率分配在具有对最大发射功率（每个子载波或每个基站）的约束的协调基站的集群上被优化。渐近噪声限制制度作为一种特殊情况进行了讨论。%在数值实验中检查了协调基站的隔离和非隔离集群的性能。结果表明，能量效率的最大化近似等于最大发射功率的小值的频谱效率的最大化，而存在最大发射功率的宽范围的值，对于该值，数据率的适度降低在耗散能量方面提供了大量节省。此外，所考虑的资源分配策略之间的性能差距随着簇外干扰的增加而减小。
2014-05-12 cs.IT cs.NI math.IT
Utility Maximization for Single-Station User Association in Downlink Cellular Networks
我们研究网络效用最大化（NUM）的情况下，蜂窝单站关联（SSA）的政策，它分配给每个移动用户（MU）到一个单一的基站（BS）。我们衡量SSA政策的诱导α比例公平效用的每个用户的下行链路速率，所有用户的总和。一般的SSA NUM问题涉及选择从MU到BS的最优关联以及BS资源到相关联的MU的最优分配。我们的贡献如下：（1）给出了给定SSA的最优BS分配的一个显式解，从而将SSA NUM建立为一个纯组合问题;（2）建立了关联问题的完整性间隙为1，并证明了松弛是一个非凸优化问题; iii）我们为SSA提供了集中式和分布式贪心算法，在用户和站之间有和没有瞬时速率信息的交换。我们的数值结果说明了三类解决方案的性能增益：i）SSA解决方案获得贪婪舍入的多站协会（集中式凸计划），ii）我们的集中式和分布式贪心算法与/不交换速率信息，和iii）简单的关联算法。
2015-10-21 cs.NI
On the joint impact of bias and power control on downlink spectral efficiency in cellular networks
小区偏置和下行链路发射功率是可以用于提高蜂窝网络的频谱效率的两个控制。利用小区偏置，每个移动用户与提供最高偏置信号与干扰加噪声比的基站相关联。偏置影响移动用户的小区关联决策，但不影响接收到的瞬时下行链路传输速率。调整下行链路传输功率的集合同样可以影响小区关联，但是与偏置相反，它也直接影响瞬时速率。本文研究了联合使用的细胞偏置和发射功率控制和他们的（个人和联合）的统计特性的收集每用户的频谱效率的影响。我们的分析结果和数值研究表明，在某些情况下，一个显着的性能改善帕累托有效的边界的均值方差和吞吐量公平性权衡使用偏置和功率控制单独使用。
2015-12-08 cs.IT cs.NI cs.PF
Energy Efficiency of Downlink Networks with Caching at Base Stations
在基站（BS）处缓存流行内容可以减少回程成本并提高网络吞吐量。然而，在BS处的本地缓存是否可以提高能量效率（EE），这是第五代蜂窝网络的主要目标，仍然不清楚。由于干扰水平、回程容量、BS密度、功耗参数、BS休眠、内容流行度和缓存容量等各种因素对EE的纠缠影响，另一个重要问题是哪些关键因素对缓存的EE增益贡献更大。在本文中，我们试图探索的缓存启用的无线接入网络的EE的潜力，并确定关键因素。通过推导近似EE的封闭表达式，给出了EE从缓存中获益的条件，找到了使网络EE最大化的最优缓存容量，并分析了缓存带来的最大EE增益。我们表明，在BS的缓存可以提高网络EE时，使用高能效的缓存硬件。当本地缓存有EE增益超过不缓存，缓存更多的内容在BS可能不会提供更高的EE。数值和模拟结果表明，缓存EE增益是大的回程容量是严格的，干扰水平低，内容流行度是偏斜的，当缓存在微微BS，而不是宏BS。
2016-04-06 cs.IT cs.NI math.IT
Downlink Performance of Dense Antenna Deployment: To Distribute or Concentrate?
大规模多输入多输出（大规模MIMO）和小型小区密集化是互补的关键5G使能器。给定每单位面积的整个基站天线的固定数量，本文公平地比较了（i）部署少量基站（BS）并将许多天线集中在每个基站上，即大规模MIMO，以及（ii）部署配备少量天线的更多BS，即小小区致密化。我们观察到，当每个BS经由L个子带（多载波传输）服务多个用户时，小小区密集化总是优于信号干扰比（SIR）覆盖和能量效率（EE）。此外，我们还观察到，较大的L增加了SIR覆盖范围，同时降低了EE，因此迫切需要优化5G网络设计。这两个观察是基于我们的新的封闭形式的SIR覆盖概率推导使用随机几何，也通过数值模拟验证。
2019-10-20 cs.IT cs.NI math.IT
Flexible Dual-Connectivity Spectrum Aggregation for Decoupled Uplink and Downlink Access in 5G Heterogeneous Systems
维持多个无线连接是提高第五代（5G）网络中的容量的有希望的解决方案，其中用户设备能够同时消耗若干服务小区的无线电资源，并且可能跨所有服务小区聚合带宽。新兴的双连接范例可以被视为密集异构5G网络中有吸引力的接入机制，其中带宽共享和协作技术正在发展以满足增加的容量需求。上行链路中的双连接性仍然存在很大争议，因为用户设备具有有限的功率预算来在两个不同的接入点之间共享，特别是当位于靠近小区边缘时。另一方面，为了增强上行链路通信性能，最近引入了上行链路和下行链路解耦的概念。利用这些最新的发展，我们的工作通过提出和研究双连接场景中的灵活小区关联的概念来显著推进现有技术，其中用户能够聚合来自多于一个服务小区的资源。在该设置中，用于上行链路的优选关联策略可以不同于用于下行链路的那些，从而允许真正解耦的接入。与使用随机几何，双连接关联区域去耦接入的推导和由此产生的性能进行评估，在传统的下行链路接收功率接入策略的容量增益。
2016-09-28 cs.NI
Spatial Analysis of Opportunistic Downlink Relaying in a Two-Hop Cellular System
我们考虑一个两跳蜂窝系统中，移动节点帮助基站中继信息的死点。虽然先前已经分析了两跳蜂窝方案，但尚未明确考虑节点位置的分布。在本文中，我们模型的基站和移动台的节点位置作为一个点过程的平面上，然后分析了两种不同的两跳方案在下行链路中的性能。在一种方案中，最靠近目的地的节点被用作中继，该节点在第一跳中已经解码了来自基站的信息。在第二种方案中，具有到在第一跳中接收信息的中继的最佳信道的节点充当中继。在这两种方案中，我们获得了两跳方案的成功概率，考虑到来自所有其他小区的干扰。我们使用随机几何和点过程理论的工具来分析两跳方案。除了所获得的结果的主要贡献的文件是介绍一个数学框架，可以用来分析任意的继电保护方案。本文的一些主要贡献是引入的分析技术，将节点的空间位置纳入数学分析。
2009-11-16 cs.IT cs.NI math.IT
Optimal Base Station Placement: A Stochastic Method Using Interference Gradient In Downlink Case
本文通过干扰梯度法研究了现有无线数据网中基站的最优配置和最优数量。所提出的方法考虑现有无线数据网的子区域，以下称为感兴趣区域。在该区域中，提供商希望增加网络覆盖和用户吞吐量。为此，提供商需要确定要添加的基站的最佳数量及其最佳位置。该方法基于感兴趣区域的德洛内三角剖分和每个三角形中的梯度下降方法来计算最小干涉位置。我们量化的覆盖率和吞吐量的增加。
2011-07-30 cs.NI
Coverage in Heterogeneous Downlink Millimeter Wave Cellular Networks
在本文中，我们提供了一个分析框架来分析异构下行链路毫米波蜂窝网络组成的K层随机定位的基站（BS），其中每层工作在毫米波频段。信号与干扰加噪声比（SINR）的覆盖概率推导出整个网络使用随机几何工具。毫米波通信的显着特点，如定向波束形成，并具有不同的路径损耗法律的视线（LOS）和非视线（NLOS）的链接被纳入覆盖分析，通过假设平均偏置接收功率关联和Nakagami-m衰落。通过使用毫米波网络的噪声受限假设，得到了仅需要计算一个数值积分的覆盖概率的更简单的表达式。此外，波束形成对准误差对覆盖概率分析的影响进行了研究，以了解在实际情况下的性能。下行链路速率覆盖概率的推导，以及得到更多的洞察网络的性能。此外，部署低功率较小的细胞和偏置因子的影响，对能量效率的影响进行了分析。最后，一个混合蜂窝网络在毫米波和微波频段的工作。
2017-04-04 cs.IT cs.NI math.IT
Capacity Analysis of Decoupled Downlink and Uplink Access in 5G Heterogeneous Systems
鉴于4G和新兴5G系统的异构程度越来越高，我们对小区的传统概念正在发生巨大变化。而不是属于一个特定的细胞，一个设备将选择最合适的连接从过多的可用连接。在这样的设置中，假定传输功率在下行链路（DL）和上行链路（UL）之间显著不同，则看到多个基站（BS）的无线设备可以以它从一个BS接收下行链路（DL）业务并且通过另一BS发送上行链路（UL）业务的方式来接入基础设施。这种情况被称为下行链路和上行链路解耦（DUDe）。在本文中，容量和吞吐量的增益所带来的解耦严格推导使用随机几何。理论研究结果，然后通过模拟结果证实。本文的另一个组成部分是通过一个真实世界的系统仿真平台的理论推导结果的验证。尽管理论假设与非常完整的系统模拟器不同，但关联概率和容量增益的趋势是相似的。基于有希望的结果，然后，我们概述了架构的变化，以促进DL和UL的解耦。
2014-10-27 cs.IT cs.NI math.IT
Downlink Capacity and Base Station Density in Cellular Networks
关于蜂窝网络的性能，已有大量的分析结果，其中基站规则地位于六边形或正方形网格上。这种常规模型不能反映实际情况，往往高估了网络性能。此外，可以仅对固定位置的用户（例如，小区中心或边缘用户）。在本文中，我们使用随机几何方法，基站可以建模为一个齐次泊松点过程。我们还考虑了用户密度，并推导出用户中断概率，任意用户下中断由于低信号干扰噪声比或高拥塞的多个用户。利用该结果，我们计算了下行链路蜂窝网络中成功传输的密度。一个有趣的观察是，成功传输密度随着基站密度而增加，但增加速率减小。这意味着所安装的基站的数量应该大于$n$倍，以将网络容量增加$n$倍。我们的研究结果将提供一个框架的无线基础设施的性能分析与高密度的接入点，这将显着减少网络级仿真的负担。
2013-04-15 cs.NI
Downlink Small-cell Base Station Cooperation Strategy in Fractal Small-cell Networks
协作多点（CoMP）通信被认为是用于第五代（5G）小小区网络的工具，以提高高数据率和小区边缘吞吐量。基于各向异性路径损耗模型，推导了分形小小区网络中小小区基站（SBS）协作策略在距离和接收信号功率约束下的平均可达速率。仿真结果表明，考虑到相同数量的合作基站，接收信号功率约束的平均可达速率大于距离约束的速率。当考虑各向异性路径损耗模型时，具有距离约束的平均可达速率随着SBS强度的增加而减小。分析了在接收信号功率受限的情况下，采用SBS协作策略的分形小小区网络的网络能量效率。网络能量效率随着SBS强度的增加而降低，这对分形小小区网络的部署设计提出了挑战。
2017-08-24 cs.NI
Kalman Prediction Based Proportional Fair Resource Allocation for a Solar Powered Wireless Downlink
考虑了无线传感器网络（WSN）下行链路能量收集发射机（基站）的优化。基站（BS），这是连接到网络的中央控制器，发送控制信息到各个无线传感器网络的网关在下行链路。本文具体解决的情况下，BS提供太阳能。利用太阳能收集中固有的每日周期性，优化了从BS向分布式网络的节点递送维护消息的调度。从BS到传感器节点的信道增益的差异使得向它们中的每一个提供服务同时有效地花费所收获的能量成为挑战。基于PTF（功率时间公平），一个接近最优的解决方案，在以前的工作中提出的无线下行链路中的公平分配收获的能量，我们开发了一个在线算法，PTF-On，操作两个算法串联：一个预测算法的基础上操作太阳辐射测量的卡尔曼滤波器，和PTF的修改版本。PTF-On可以预测全天的能量到达分布，并调度到节点的传输，以按比例公平的方式最大化总吞吐量。
2018-02-12 cs.NI
Machine Learning in Downlink Coordinated Multipoint in Heterogeneous Networks
我们提出了一种用于异构第五代新无线电（NR）网络中的下行链路协作多点（DL CoMP）的方法。我们的论文的主要贡献是一个算法，以提高触发DL CoMP使用在线机器学习。我们使用支持向量机（SVM）分类器，以提高用户的下行链路吞吐量在一个现实的频分双工网络环境。我们的仿真结果表明，由于SVM分类器学习到的多个无线电流的通知触发，宏基站和微微基站下行链路吞吐量都有所改善。
2019-02-01 cs.NI stat.ML
Scheduling strategies and throughput optimization for the Downlink for IEEE 802.11ax and IEEE 802.11ac based networks
新的IEEE 802.11标准IEEE 802.11ax具有挑战性的目标，即与其前身IEEE 802.11ac相比，为更多用户提供服务，从而实现每个站点一致和可靠的数据流（平均吞吐量）。本文探讨了IEEE 802.11ax的一些新机制，并比较了IEEE 802.11ax和IEEE 802.11ac中基于多输入多输出（MU-MIMO）和正交频分多址（OFDMA）传输复用格式的下行单向UDP多用户（MU）三元组的吞吐量上界。以及在可靠和不可靠信道中用于1、4、8、16、32和64个站场景的MU模式。该比较是根据所使用的调制和编码方案（MCS）进行的。在IEEE 802.11ax中，我们考虑两种类型的确认操作设置，其中最大确认窗口分别为64或256。在SU场景中，IEEE 802.11ax的吞吐量上限在可靠和不可靠信道中分别超过IEEE 802.11ac约52%和74%。在MU-MIMO场景中，IEEE 802.11ax的吞吐量上限在可靠和不可靠信道中分别超过IEEE 802.11ac约59%和103%。此外，随着站的数量增加，IEEE 802.11ax在接入延迟方面的优势也增加。
2017-09-14 cs.NI
Quantum Annealing for Large MIMO Downlink Vector Perturbation Precoding
在基站处具有多个天线的多用户系统中，下行链路广播信道中的预编码技术允许用户以非协作方式检测其各自的数据。矢量扰动预编码（VPP）是发射侧信道反转的非线性变体，其扰动用户数据以实现全分集阶数。虽然有希望，但在VPP中找到最佳扰动已知是NP难问题，需要在基站处的大量计算支持，并且将该方法的可行性限制在小型MIMO系统中。这项工作提出了一个根本不同的处理架构的下行链路VPP问题，量子退火（QA）的基础上，使VPP的适用性，大型MIMO系统。我们的设计减少VPP的二次多项式形式服从QA，然后细化的问题系数，以减轻QA硬件噪声的不利影响。我们评估我们提出的基于QA的VPP（QAVP）技术在一个真正的量子退火设备在各种设计和机器参数设置。对于在32 dB SNR下使用64 QAM调制的6 $\times$ 6 MIMO系统，利用现有硬件，QAVP可以在100 $μ$ s的计算时间内实现$10^{-4}$的BER。
2021-02-24 cs.NI
Structured Spectrum Allocation and User Association in Heterogeneous Cellular Networks
研究了具有多层基站的异构蜂窝网络中的联合频谱分配和用户关联问题。应用随机几何方法作为基础，以封闭形式的表达式导出平均下行链路用户数据速率。然后，该表达式被用来作为目标函数，在联合优化频谱分配和用户关联，这是一个非凸规划的性质。提出了一种计算效率高的结构化频谱分配和用户关联（SSAUA）方法，当用户密度较低时，该方法能够最优地解决优化问题;当用户密度较高时，该方法能够在保证性能的情况下接近最优。提出了一种附加费定价方案（SPS），使得所设计的关联偏差值能达到纳什均衡。仿真和数值研究验证了所提出的SSAUA方法和SPS的精度和效率。
2013-09-29 cs.NI
Combined Base Station Association and Power Control in Multi-channel Cellular Networks
针对多信道多小区蜂窝网络的上行链路研究了组合的基站关联和功率控制问题，其中每个信道由恰好一个小区（即，基站）。提出了一种分布式关联和功率更新算法，并证明了该算法收敛于非合作博弈的纳什均衡。我们认为网络模型与离散手机（产生原子拥塞游戏），以及一个连续的手机（产生人口游戏）。我们发现，均衡不一定是帕累托有效的，也不一定是系统最优的。为了解决系统最优性的缺乏，我们提出了定价机制。结果表明，这些机制可以实现分布式的方式。
2011-12-08 cs.GT cs.NI
Capacity improvement of non-orthogonal multiple access downlink transmission by orbital angular momentum based mode division multiple access
本文将非正交多址（NOMA）下行链路传输与基于轨道角动量（OAM）的模分多址（MDMA）相结合，称为NOMA-OAM-MDMA。不同的OAM模式可以针对不同的叠加信号生成不同的OAM波。因此，每个OAM波将从基站向小区中心用户（CCU）和小区边缘用户（CEU）发送叠加信号。这样，具有多个叠加信号的多个OAM波将同时从BS发送到CCU和CEU，以增强NOMA下行链路传输的容量。最后，通过结果分析，证明了所提出的方案相对于现有方案和传统的基于正交多址接入的方案的有效性。
2019-11-01 cs.NI eess.SP
Spatial SINR Games of Base Station Placement and Mobile Association
我们研究的问题，确定可能属于同一个或竞争的服务提供商的基站的位置。我们考虑到这些决定的智能移动终端的行为，谁可以连接到基站，提供最佳的效用的影响。信号干扰噪声比被用作确定关联的量。我们首先研究SINR关联博弈：我们确定每个基站对应的小区，即，移动终端优选连接到给定基站而不是其它基站的位置。我们做出一些令人惊讶的观察：（i）在一个方向上稍微移位基站可能导致对应小区的边界向相反方向移位;（ii）对应于BS的小区可以是断开的子小区的联合。然后，我们研究了分层均衡相结合的BS位置和移动关联问题：我们确定在哪里找到BS，以最大限度地提高收入在诱导的SINR移动关联游戏。我们考虑的情况下，单频带和两个频带的操作。最后，我们还考虑了两个频率系统中的分层均衡与连续干扰消除。
2011-02-17 cs.GT cs.NI
Why to Decouple the Uplink and Downlink in Cellular Networks and How To Do It
自从移动电话开始以来，蜂窝网络的下行链路和上行链路已经被耦合，即移动终端已经被约束为在下行链路和上行链路方向上与相同的基站（BS）相关联。网络密集化和移动数据使用的新趋势增加了这一限制的缺点，并建议应重新审视。在本文中，我们确定并解释了五个关键参数，有利于下行/上行去耦（DUDe）的基础上混合的理论，实验和逻辑参数。然后，我们概述了当前（LTE-A）移动系统中实现这种解耦所需的变化，然后展望第五代（5G）蜂窝标准。我们相信，与提供类似或更低增益的其他解决方案相比，所引入的范例将以更低的成本在网络吞吐量、中断和功耗方面带来显著的增益。
2015-03-23 cs.NI
What frequency bandwidth to run cellular network in a given country? - a downlink dimensioning problem
我们提出了一种分析方法的频率带宽尺寸的问题，所面临的蜂窝网络运营商部署/升级他们的网络在不同的地理区域（国家）与不均匀的城市化。我们提出了一个模型，允许一个捕捉用户的服务质量参数（平均下行链路吞吐量），流量需求，基站部署的密度，和可用的频率带宽之间的基本关系。这些关系取决于所应用的蜂窝技术（影响用户峰值比特率的3G或4G）和在不同（城市、郊区和农村）区域中观察到的路径损耗特性。我们观察到，如果基站之间的距离保持与路径损失函数的距离系数成反比，则当服务于相同的（每个小区）业务需求时，这些不同区域的典型小区的性能是相似的。在这种情况下，可以应用[Blaszczyszyn et al.WiOpt2014] http://dx.doi.org/10.1109/WIOPT.2014.6850355中提出的平均小区方法在全国范围内统一解决频率带宽尺寸确定问题。我们验证我们的方法，通过比较分析结果，在不同国家的不同地理区域的运营网络中的测量。
2015-03-19 cs.NI math.PR
Interference-Aware Decoupled Cell Association in Device-to-Device based 5G Networks
蜂窝网络中的小区关联是影响网络容量并最终影响体验质量的重要方面。这项工作的范围是调查不同的和广义的小区关联（CAS）的蜂窝网络基础设施中的设备到设备（D2D）通信的策略。为了实现这一点，我们通过使用上行链路和下行链路解耦的概念来优化基于D2D的小区关联，该概念被证明可以提供显着的性能增益。我们提出了一种整数线性规划（ILP）优化框架来实现高效的D2D小区关联，其最小化由D2D设备对上行链路中的蜂窝通信造成的干扰，以及提高D2D资源利用效率。基于沃达丰在密集城市场景中的LTE现场试验网络的仿真结果突出了性能增益，并使该提案成为未来5G网络的候选设计方法。
2016-01-21 cs.NI
Coverage Probability Analysis for Wireless Networks Using Repulsive Point Processes
蜂窝网络从精心规划的部署到宏、微微和毫微微BS的更不规则的异构部署的最近的演进激发了新的分析和设计方法。在本文中，我们分析了蜂窝网络中的覆盖概率假设排斥点过程的基站部署。特别是，我们的特点，分析使用随机几何，下行链路的覆盖概率下的Matern硬核点过程，以确保随机定位的基站之间的最小距离。假设一个移动用户连接到最近的基站和瑞利衰落，我们推导出两个下界表达式的下行链路的覆盖概率是在4%以内的模拟场景。为了验证我们的模型，我们比较了从公共数据库中获得的实际基站部署的Matern硬核拓扑的覆盖概率。比较结果表明，通过设置合适的母点进程密度，可以拟合实际基站部署情况。
2013-09-13 cs.NI
Optimizing Intelligent Reflecting Surface-Base Station Association for Mobile Networks
本文研究了一个由多个基站组成的多智能反射面（IRSs）辅助的无线网络，该网络服务于一组移动用户。我们专注于IRS-BS关联问题，其中多个BS相互竞争，以控制有限数量的IRS的相移，以最大限度地提高长期下行链路数据率的相关用户。我们提出了MDLBI，一种基于多智能体深度强化学习的BS-IRS关联方案，该方案优化了BS-IRS关联以及每个IRS与不同BS关联时的相移。MDLBI不需要在BS之间交换信息。仿真结果表明，MDLBI实现了显着的性能改善，是可扩展的大型网络系统。
2021-04-21 cs.NI cs.SY eess.SY
Dynamic Uplink-Downlink Optimization in TDD-based Small Cell Networks
动态时分双工（TDD）可以在上行链路（UL）和下行链路（DL）用户之间提供公共无线蜂窝资源的高效且灵活的划分。在本文中，UL/DL优化问题被制定为一个小小区基站（SCBS）之间的非合作博弈，其中每个基站的目标是最小化其总的UL和DL流延迟。为了解决这一问题，提出了一种基于TDD的小小区网络的自组织UL/DL资源配置方案。使用所提出的方案，SCBS能够自主地估计和学习UL和DL负载，同时相应地优化其UL/DL配置。仿真结果表明，该算法实现了显着的增益在分组吞吐量的情况下，不对称的上下行业务负载。这种增益随着流量不对称性的增加而增加，相对于随机和固定的加密方案，分别达到97%和200%的增益。我们的研究结果还表明，该算法是很好地适应动态业务条件和不同的网络规模，并有效地运行在严重的交叉链路干扰的情况下，相邻小区在相反的方向上发送。
2014-09-11 cs.GT cs.NI
Throughput Performance of 2$\times$2 Mimo LTE Downlink in a Spatial Correlation Based Microcellular Channel for Wireless Broadband Networks
多输入多输出（MIMO）技术将成为下一代无线宽带服务的可行选择，以满足对吞吐量和系统鲁棒性的要求。在长期演进（LTE）中，MIMO技术已被广泛用于获得更好的下行链路峰值速率、小区覆盖以及平均小区吞吐量。在本论文中，2x2 MIMO被作为在微蜂窝传播场景下的LTE下行链路的基线配置，考虑具有差散射环境和富散射环境的基于非物理相关性的信道。针对差散射环境和富散射环境获得下行链路的吞吐量容量。此外，还研究了MIMO技术的两个重要方面，即空间复用（SM）和发射分集（TD），以了解它们对系统吞吐量的影响。讨论了移动台速度、多径数、Rician因子等参数对系统吞吐量的影响。本文的研究有助于估计LTE下行链路在SM和TD模式下的吞吐量容量。
2011-11-07 cs.NI
