Further Analysis on Resource Allocation in Wireless Communications Under Imperfect Channel State Information
由于存在一些错误，本文已被作者撤回。
2010-02-26 cs.IT math.IT
Optimal Bandwidth and Power Allocation for Sum Ergodic Capacity under Fading Channels in Cognitive Radio Networks
研究了衰落信道下多个次用户共享主用户授权频谱的频分多址认知无线电网络中的最优带宽和功率分配问题。所有SU的遍历容量之和被作为网络的性能度量。除了SU处的峰值/平均发射功率约束和PU施加的峰值/平均干扰功率约束的所有组合之外，还考虑了许可频谱的总带宽约束。最优带宽分配推导出在任何给定的功率分配的封闭形式。在上述功率约束的所有可能的组合下，最优功率分配的结构也被导出。这些结构指示以非零功率但低于其对应峰值功率发射的用户的可能数目，且展示其它用户不发射或以其对应峰值功率发射。基于这些结构，有效的算法被开发用于寻找最优的功率分配。
2010-06-25 cs.IT math.IT
On the Fairness of Rate Allocation in Gaussian Multiple Access Channel and Broadcast Channel
信道的容量区域由所有可达到的速率向量组成。在容量区域中选取特定点与速率分配同义。本文讨论了速率分配的公平性问题。我们回顾了公平的几个概念，包括最大最小公平，比例公平和纳什谈判解决方案。一般多用户信道的效率进行了讨论。我们将这些想法应用到高斯多址接入信道（MAC）和高斯广播信道（BC）。我们表明，在高斯MAC，最大最小公平性和比例公平性相吻合。对于高斯MAC和BC，我们设计了有效的算法，定位在容量区域的公平点。证明了公平速率分配的一些基本性质。
2006-11-03 cs.IT math.IT
Optimum Power and Rate Allocation for Coded V-BLAST
提出了一种在保持速率接近系统容量的同时，最小化编码空间复用系统中断概率的分析框架。在此基础上，给出了编码V-BLAST结构的最优功率和速率分配策略，并对其性能进行了分析。提出了一种分数注水算法，该算法可以优化编码V-BLAST的容量和中断概率。紧凑，封闭形式的平均功率的最佳分配的表达式。平均功率的均匀分配被证明是接近最佳的在中等到高SNR的编码V-BLAST与平均速率分配（当每个流的速率被设置为匹配每个流的容量）。报告的结果也适用于多用户检测和信道均衡依赖于连续干扰消除。
2009-02-02 cs.IT math.IT
Survey on the State-of-the-Art in Device-to-Device Communication: A Resource Allocation Perspective
设备到设备（D2 D）通信利用通信设备之间的邻近性，以便实现高效的资源利用、提高的吞吐量和能量效率、同时的可服务性和减少的延迟。D2 D通信的主要特征之一是频率资源的重用，以提高系统的频谱效率。然而，频率重用引入了显著高的干扰水平，因此需要有效的资源分配算法，其可以通过有效的信道和/或功率分配来实现同时的通信会话。该综述论文提出了对蜂窝网络下的D2 D通信中的最先进的资源分配算法的全面调查。基于构成D2 D范例中的资源分配算法的基本特征的异构参数来评估所调查的算法。此外，为了使读者熟悉所调查的资源分配算法的基本设计，给出了每个算法的操作模式的简要描述。所调查的算法根据其技术原则分为四类，即，基于常规优化、基于非正交多址（NOMA）、基于博弈论和基于机器学习的技术。最后，指出了D2 D通信中资源分配的未来研究方向。
2022-05-19 cs.IT math.IT
Power Allocation and Effective Capacity of AF Successive Relays
在源和目的地之间具有$K$中继的基于中继的电信中，单个帧传输需要$K+1$时隙或频隙。然而，在没有中继的情况下，仅一个时隙或频隙用于单个帧传输。因此，尽管中继系统有好处，但从频谱效率的观点来看，这种类型的通信并不高效。减少此问题的一个解决方案可能是全双工（FD）中继。一种旧技术，最近被重新考虑，以提高电信系统的频谱效率。然而，FD中继有一定的复杂性，因此，一些类似的技术，如连续中继，几乎相同的性能，但复杂性较低的考虑现在。在连续中继系统中，在源和目的地之间采用两个中继器，它们接收从源发送的帧并将其连续地中继到目的地。该结构通常用作FD继电器。本文对中继站采用功率分配策略的放大转发（AF）连续中继系统的有效容量性能进行了研究。然而，虽然两个连续的中继之间的相互依赖干扰（IRI）必须得到很好的管理，功率分配和有效容量推导出不同的假设下的IRI。通过这种方式，我们假设对IRI的弱或强，短期或长期约束。然后，我们提取的最佳传输功率在中继，以最大限度地提高有效容量下，这些约束。
2016-09-13 cs.IT math.IT
A New NOMA Approach for Fair Power Allocation
介绍了一种非正交多址接入（NOMA）的用户信号功率分配方法，称为公平NOMA。Fair-NOMA是NOMA的应用，以这种方式，两个移动用户有机会总是至少实现他们可以通过使用正交多址接入（OMA）实现的信息容量，而不管用户选择标准如何，使其适合于使用任何当前或未来的调度范例来实现。在此条件下，功率分配系数的界被推导为两个移动用户的信道增益的函数。NOMA功率分配进行了分析，随机选择两个调度用户，i.i.d.渠道收益每个用户的容量改进和总容量改进的推导。
2016-05-02 cs.IT math.IT
Deep Reinforcement Learning for Resource Allocation in V2V Communications
在这篇文章中，我们开发了一种基于深度强化学习的车对车（V2V）通信系统的分散式资源分配机制。每个V2V链路都被视为一个代理，自行做出决定，以找到用于传输的最佳子频带和功率水平。由于所提出的方法是分散的，全局信息是不需要每个代理作出决定，因此传输开销很小。从仿真结果中，每个智能体可以学习如何满足V2V约束，同时最大限度地减少对车辆到基础设施（V2I）通信的干扰。
2017-11-06 cs.IT math.IT
Capacity and Optimal Resource Allocation for IRS-assisted Multi-user Communication Systems
研究了智能反射面（IRS）辅助多用户无线通信系统的基本容量限制。具体地，容量和速率区域的容量实现非正交多址接入（NOMA）和正交多址接入（OMA）传输方案的特点下的IRS重新配置次数的最大数量的约束。对于NOMA，考虑了IRS重构次数渐近多的理想情况，采用拉格朗日对偶方法得到了最优解。受此结果的启发，推导出有限数量的IRS重构次数的一般情况下的容量区域的内界。对于OMA，理想情况下的最佳传输策略是交替地为每个单独的用户提供服务，使其有效信道功率增益最大化。在此基础上，导出了一般情况下的速率区域内界。最后，数值结果表明：i）一个显着的容量和速率区域的改善可以通过使用IRS实现; ii）容量增益可以进一步提高通过动态配置IRS反射矩阵。
2021-08-02 cs.IT math.IT
Resource Allocation Techniques for Wireless Powered Communication Networks with Energy Storage Constraint
本文针对无线供电通信网络，在无限和有限能量存储两种情况下联合优化能量与时间资源分配以最大化上行和速率，并提出最优算法，仿真显示较传统方案平均提升30%和速率。
2015-10-07 cs.IT math.IT
Information and Memory in Dynamic Resource Allocation
我们提出了一个一般性的框架，称为不完全信息下的随机加工（SPII），研究信息约束和记忆对动态资源分配的影响。该框架涉及一个随机处理网络（SPN）调度问题，其中调度器只能通过噪声信道访问系统状态，资源分配决策必须通过编码策略（谁观察状态）和分配策略（谁选择分配）之间的相互作用来执行。大型数据中心管理和人在环服务系统的应用是我们的主要动机之一。我们量化的程度，信息约束减少一般SPN的容量区域的大小，以及这种减少如何取决于可用的存储器的编码和分配策略的量。使用一种新的度量，容量因子，我们的主要定理的特点减少容量区域（下“最佳”政策）的所有非退化通道，并跨越几乎所有的组合的内存大小。值得注意的是，该定理基本上一般性地证明：（1）噪声信道的存在总是降低容量，（2）用于分配策略的更多存储器总是提高容量，以及（3）用于编码策略的更多存储器对容量几乎没有影响。最后，我们所有的积极（可持续性）成果都是通过建设性的、可实施的政策建立的。
2019-08-23 cs.IT math.IT math.PR
Cache Placement in Two-Tier HetNets with Limited Storage Capacity: Cache or Buffer?
在本文中，我们的目标是通过带宽分配和缓存放置在有限的存储容量，其中包括缓存容量和缓冲区容量的两层异构网络中的平均文件传输延迟最小化。对于固定带宽分配的平均时延最小化问题，虽然该问题是非凸的，但通过比较由求解Karush-Kuhn-Tucker条件得到的所有局部最优解，得到了封闭形式的最优解.为了联合优化带宽分配和缓存放置，最优带宽分配首先推导出，然后代入到原来的问题。给出了最优缓存策略的结构，表明缓存流行度高的文件比缓存大小大的文件更优。基于此最优结构，我们提出了一种低复杂度的迭代算法来获得次优解，其中每一步都得到闭型表达式。数值结果表明，我们的解决方案相比，传统的缓存策略，不考虑缓存和缓冲区的延迟权衡的优越性。
2019-07-17 cs.IT math.IT
Deep Reinforcement Learning based Resource Allocation for V2V Communications
本文提出了一种基于深度强化学习的车对车（V2V）通信的去中心化资源分配机制，可应用于单播和广播场景。根据分散式资源分配机制，“自主智能体”、V2V链路或车辆做出其决定以找到用于传输的最佳子带和功率电平，而不需要或不必等待全局信息。由于所提出的方法是分散的，它只会引起有限的传输开销。从仿真结果来看，每个智能体都可以有效地学习满足V2V链路上严格的延迟约束，同时最大限度地减少对车辆到基础设施（V2I）通信的干扰。
2018-05-16 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信的最佳功率分配。为了解决安全通信中短距离侦听的挑战性问题，利用大规模MIMO（LS-MIMO）中继技术的优势，即使在没有窃听者信道状态信息（CSI）的情况下，也能显著提高保密性能。本文的重点是分析和设计中继的最优功率分配，以最大化秘密中断容量。我们揭示了秘密中断容量为正的条件，证明了存在且只有一个最优功率，并给出了一个最优功率分配方案。此外，秘密中断容量的渐近特性进行了保密性能优化提供了一些清晰的见解。仿真结果验证了该方案的有效性。
2015-01-19 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Wireless Fading Relay Channels: Max-Min Solution
作为衰落中继信道的基本信息论模型，本文首先研究了并行中继信道，推导了并行中继信道容量的上下界。对于具有退化子信道的并行中继信道，建立了容量，并通过高斯情况进一步证明，获得了同步和同步容量。分析了源节点和中继节点在子信道间实现功率分配的能力。衰落中继信道，然后研究，其中资源分配，最大限度地提高可实现的速率获得全双工和半双工的情况下。容量建立衰落中继信道，满足一定的条件。
2007-07-06 cs.IT math.IT
Capacity of UAV-Enabled Multicast Channel: Joint Trajectory Design and Power Allocation
研究了一种支持无人机的多播信道，在该信道中，无人机作为移动发射机向一组$K$地面用户传递公共信息。我们的目标是在一个有限的无人机通信周期，受其最大速度约束和平均发射功率约束的能力，这个信道的特征。为了实现该容量，无人机应该使用跨越整个通信周期的足够长的代码。因此，通过联合优化UAV的轨迹和随时间的发射功率分配，经由最大化$K$用户的最小可实现时间平均速率来实现多播信道容量。然而，这个问题是非凸的，很难得到最优解。为了解决这个问题，我们首先考虑一个放松的问题，忽略最大无人机速度约束，并通过拉格朗日对偶方法获得其全局最优解。最优解表明，无人机应悬停在有限数量的地面位置，在每个位置的最佳悬停时间和发射功率。其次，基于多点悬停的解决方案，提出了一种连续悬停飞行轨迹设计方法，并在最大速度约束下得到了相应的最优发射功率分配。数值结果表明，本文提出的无人机轨迹和发射功率联合优化方法显著提高了无人机多播信道的可达速率，并且性能也大大优于传统的发射机位置固定的多播信道。
2018-01-31 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Minimizing Outage Probability of UAV Relay Communications
近年来，无人机（UAV）网络发展迅速，对各种应急通信场景具有吸引力。在本文中，我们认为无人机作为中继节点，以协助从基站（BS）到地面用户（GU）的无线传输。推导了莱斯衰落信道下基于无人机中继的BS-GU传输中断概率的闭式表达式。然后，我们制定了一个优化问题，以最大限度地减少中断概率的无人机中继通信与约束的BS和GU的总传输功率。证明了我们所提出的优化问题是凸的，并找到了一个最优的功率分配解决方案的中断概率最小化。仿真结果表明，随着功率分配因子的增大，中断概率先减小后增大，表明存在最优功率分配解。此外，它表明，建议的最优功率分配方案显着优于传统的等功率分配的中断概率。
2019-05-02 cs.IT math.IT
Interference Management and Power Allocation for NOMA Visible Light Communications Network
为了设计一种有效的干扰管理和多址接入方案的可见光通信（VLC）网络，这封信利用非正交多址接入（NOMA），这已经得到了显着的关注，在$5^{th}$代无线通信。考虑到NOMA中连续干扰消除的残余干扰，在用户服务质量（QoS）约束下，优化NOMA VLC网络的功率分配，以提高可达用户速率。所提出的方法的性能进行评估的数值结果。
2016-10-24 cs.IT math.IT
Virtual Cell Clustering with Optimal Resource Allocation to Maximize Cellular System Capacity
这项工作为使用基于邻居的优化的蜂窝网络提出了一种新的网络优化框架。在该优化框架下，资源被分配在虚拟小区内，该虚拟小区包括若干基站和它们的覆盖区域内的用户。我们形成的虚拟细胞使用层次聚类与极大极小的链接标准给定一个特定数量的这样的细胞。一旦虚拟小区形成，我们考虑一个干扰协调模型，其中虚拟小区中的基站联合分配信道和功率给虚拟小区内的用户。我们提出了两个新的方案来解决这个混合整数NP难的资源分配问题。第一种方案将问题转化为一个连续变量问题;第二种方案提出一种新的信道分配方法，然后交替求解信道分配问题和功率分配问题。我们评估这些方案的平均系统和速率为一个可变数目的虚拟小区。这些结果量化的总和率沿一个连续的完全集中式与完全分布式优化不同的集群和资源分配策略。这些结果表明，完全分布式优化与完全集中式（云RAN）相比的代价可能高达50%。然而，如果设计得当，使用基于邻域的优化的虚拟小区内的几个基站具有与完全集中式优化几乎相同的性能。
2019-05-06 cs.IT math.IT
Downlink Resource Allocation for the High-speed Train and Local Users in OFDMA Systems
我们考虑在单个OFDMA系统中为高速训练中的乘客和本地用户（准静态用户）提供服务。对于训练，我们采用两跳架构，在此架构下，乘客通过安装在训练车厢中的移动中继（MR）与基站（BS）进行通信。有了这种架构，所有乘客在训练可以表示的MR。由于MR和本地用户的信道不同，我们考虑分配系统资源（功率和子载波）在两个时间尺度为他们。我们制定的问题作为一个容量优化问题的MR受本地用户的总容量约束。我们处理的载波间干扰（ICI）在MR加性高斯噪声，并推导出一个明确的表达式ICI使用双径多普勒扩展模型。然后，我们讨论了优化问题，并提出了一个最优的功率和子载波分配（OPSA）的政策。使用OPSA获得的容量进行了比较与恒定功率和子载波分配（CPSA）的政策。仿真结果证明了OPSA的最优性。此外，通过比较有和没有ICI的OPSA实现的容量界限，我们发现，只有在特定的区域，其中容量界限之间的差距是大的，做实际的ICI消除方法提供有意义的速率增益。
2014-12-24 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Power Allocation for Secure Communications in Large-Scale MIMO Relaying Systems
在本文中，我们解决的问题，能量有效的功率分配安全通信放大转发（AF）的大规模多输入多输出（LS-MIMO）中继系统中存在一个被动窃听。利用AF LS-MIMO中继的优点来显著提高保密性能，特别是保密能量效率（比特每焦耳）。首先分析了中继节点发射功率对保密中断容量的影响，证明了在非常实际的假设条件下，即无窃听者信道状态信息（CSI）和不完全合法CSI的情况下，保密中断容量是发射功率的凹函数.然后，我们提出了一种能量有效的功率分配方案，以最大限度地提高保密能量效率。最后，仿真结果验证了所提出的能量有效的计划相比，容量最大化计划的优势。
2014-08-24 cs.IT math.IT
Resource Allocation for D2D Communications Underlaying a NOMA-Based Cellular Network
这封信调查的功率控制和信道分配问题，在设备到设备（D2D）通信的基础上的非正交多址（NOMA）蜂窝网络。在连续干扰消除解码顺序约束下，我们的目标是最大化D2D对的和速率，同时保证基于NOMA的蜂窝用户的最小速率要求。具体地说，蜂窝用户在每个子信道上的功率控制的最佳条件推导。然后，基于这些结果，我们提出了一个基于对偶的迭代算法来解决资源分配问题。仿真结果验证了所提出的资源分配算法优于现有的正交多址接入方案。
2017-10-14 cs.IT math.IT
Joint Trajectory and Resource Allocation Design for UAV Communication Systems
在本文中，我们研究资源分配设计无人机（UAV）使能的通信系统，其中无人机被派遣提供通信到多个用户节点。我们的目标是通过联合优化子载波分配策略和无人机的轨迹，同时考虑到每个用户节点所需的最小数据率，禁飞区（NFZ），最大无人机巡航速度，和初始/最终无人机位置，以最大限度地提高通信系统的吞吐量。该设计被配制成一个混合整数非凸优化问题，这是一般棘手的。随后，提出了一种计算效率高的迭代算法，以获得局部最优解。仿真结果表明，所提出的迭代算法的性能接近无NFZ系统的性能。此外，该算法可以实现一个显着的吞吐量增益相比，各种基准计划。
2018-09-05 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for A Massive MIMO Relay Aided Secure Communication
在本文中，我们解决的问题，在中继两跳安全通信在实际条件下的最佳功率分配。为了保证长距离传输过程中的安全通信，研究了大规模MIMO（M-MIMO）中继技术，以显著提高无线安全性。本文的重点是分析和设计解码转发（DF）M-MIMO中继的最优功率分配，以最大化的秘密中断容量和最小化的拦截概率，分别。我们的研究揭示了一个非负的秘密中断容量的条件，获得了封闭形式的最佳功率的表达式，并提出了保密性能的渐近特性。仿真结果验证了所提方案的有效性。
2015-08-31 cs.IT math.IT
Optimal Scheduling and Power Allocation for Two-Hop Energy Harvesting Communication Systems
能量收集（EH）是近年来新兴的绿色通信技术。为了实现其潜力，需要重新设计通信协议，以对抗收集能量的随机性。在本文中，我们研究如何应用中继，以改善短期性能的EH通信系统。对于EH源和非EH半双工中继，我们考虑两个不同的设计目标：1）短期吞吐量最大化;和2）传输完成时间最小化。这两个问题都是联合调度和功率分配问题，在中继的半双工约束，提出了相当具有挑战性的。一个关键的发现是，定向注水（RDD），这是单跳EH系统的最佳功率分配算法，可以作为指导两跳通信系统的设计，因为它不仅决定了最佳性能的值，但也形成了基础，以获得最佳的解决方案，为两个设计问题。基于一个放松的能量配置文件，以及与ESTA算法，我们推导出这两个问题的最佳解决方案的关键属性，然后提出有效的算法。仿真结果表明，调度和功率分配优化是必要的两跳EH通信系统。
2012-12-21 cs.IT math.IT
A Fair Power Allocation Approach to NOMA in Multi-user SISO Systems
介绍了一种性能优于正交多址接入（OMA）的非正交多址接入（NOMA）方法，称为公平NOMA。在公平NOMA中，每个移动用户被分配其传输功率份额，使得其容量总是大于或等于使用OMA可以实现的容量。对于任意慢衰落信道增益的两个用户，可能的功率分配系数的集合导出。对于这个集合的下确界和上确界，导出了单个容量增益和和速率容量增益。结果表明，对于两个随机用户以独立同分布配对的情况，当发射功率增加时，遍历和速率容量增益接近1b/s/Hz。渠道收益这种方法的中断概率的推导和证明是优于OMA。Fair-NOMA方法被应用到配对的近基站用户和小区边缘用户的情况下，遍历容量间隙推导出作为在高信噪比的小区中的用户总数的函数。然后，将其与具有用户配对的固定功率NOMA的常规情况进行比较。最后，Fair-NOMA扩展到$K$用户，并证明了容量总是可以提高每个用户，而使用小于所需的总发射功率来实现每个用户的OMA容量。
2017-04-25 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Solar Powered UAV Communication Systems
在本文中，我们研究的资源分配设计的多载波（MC）系统采用太阳能无人机（UAV）提供通信服务的多个下行链路用户。以系统总吞吐量最大化为目标，研究了无人机三维定位与功率和子载波分配的联合设计。算法设计被公式化为一个混合整数非凸优化问题，这需要一个令人望而却步的计算复杂性获得全局最优解。为此，提出了一种基于逐次凸逼近的低复杂度次优迭代解。仿真结果证实，所提出的次优算法实现了显着更高的系统总吞吐量相比，几个基线计划。
2018-01-22 cs.IT math.IT
Analysis of QoS in Heterogeneous Networks with Clustered Deployment and Caching Aware Capacity Allocation
在蜂窝网络中，连接设备和基站的密集化导致了不断增长的流量强度，而通过智能管理缓存流行内容是缓解这种后果的一种有前途的方法。我们的研究扩展了以前提出的三层缓存启用异构网络（HetNets）的分析。主要贡献有三个方面。我们考虑更现实的假设，即小基站的分布是泊松-泊松集群过程，这反映了地理限制，用户密集区，覆盖空洞的真实情况。我们提出的下行链路数据传输容量的分配，根据请求的内容的情况下，无论是缓存或非缓存在附近的节点和阐明的流量效率的分配下的集群部署的小基站的影响。基于区分性处理器共享（DPS）队列的近似逗留时间，推导出分配系统的吞吐量和延迟。我们提出了一个更好的缓存解决方案，未来的蜂窝网络的挑战，实现的效率和这样的系统的性能的结果。
2021-03-24 cs.IT math.IT math.PR
Power Allocation for Type-I ARQ Two-Hop Cooperative Networks for Ultra-Reliable Communication
分析了在可靠性约束条件下，两跳协作系统中放大转发（AF）自动重传请求（ARQ）的性能。对于这种设置，我们首先推导出封闭形式的中断概率表达式。接下来，我们提出了一个功率分配方案，使我们能够实现目标中断概率，同时最大限度地减少中断加权平均功率支出的源和中继之间的非对称功率分配。这是铸造作为一个优化问题，最优功率分配（OPA）的封闭形式，通过调用Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件。我们数值评估不同的AF-ARQ传输轮之间的OPA策略，我们表明，该方案提供了大的功率增益相对于优化的点到点ARQ方案，以及相对于平等的功率分配（EPA）策略。
2019-04-14 cs.IT 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
Meta-Reinforcement Learning Based Resource Allocation for Dynamic V2X Communications
研究了车对车（V2X）通信中车对车（V2 I）和车对车（V2 V）链路之间的共享资源分配问题。在现有算法中，动态车辆环境和连续功率的量化成为提供有效和及时的资源分配策略的瓶颈。在本文中，我们开发了两个算法来处理这些困难。首先，我们提出了一种基于深度强化学习（DRL）的资源分配算法，以提高V2 I和V2 V链路的性能。具体地说，该算法使用深度Q网络（DQN）来解决子带分配和深度确定性策略梯度（DDPG）来解决连续功率分配问题。其次，我们提出了一个基于元的DRL算法，以提高资源分配策略在动态环境中的快速适应性。数值结果表明，所提出的DRL算法可以显着提高性能相比，基于DQN的算法，量化连续功率。此外，所提出的基于元的DRL算法可以实现所需的快速适应在新的环境中与有限的经验。
2021-10-14 cs.IT math.IT
Relay Assisted F/TDMA Ad Hoc Networks: Node Classification, Power Allocation and Relaying Strategies
本文考虑了中继辅助的F/TDMA ad hoc网络的设计与多个中继节点，其中每个节点协助传输的一个预定义的子集的源节点到各自的目的地。考虑总容量作为性能指标，我们解决了最优分配的问题，每个中继节点的总功率之间的传输，它是协助。我们考虑四种不同的中继传输策略，即再生解码转发（RDF）、非再生解码转发（NDF）、放大转发（AF）和压缩转发（CF）。我们首先获得的中继节点，采用统一的中继策略的最佳功率分配政策的所有节点。我们发现，最佳的RDF和NDF的情况下的功率分配修改注水解决方案。我们观察到，对于一个给定的中继传输功率，NDF总是优于RDF，而CF总是提供更高的总和容量比AF。当CF和NDF进行比较，它是观察到，CF或NDF可能优于其他在不同的情况下。这一观察表明，总容量可以进一步提高每个中继采用中继策略，帮助不同的源节点。我们接下来研究这个问题，并确定中继节点协助的每个源节点的最佳功率分配和中继策略。我们观察到，最佳功率分配的中继节点与混合中继策略提供了更高的总容量比纯RDF，NDF，AF或CF中继策略。
2007-01-02 cs.IT math.IT
Joint Optimization of Power Allocation and Training Duration for Uplink Multiuser MIMO Communications
在本文中，我们考虑了一个多用户多输入多输出（MU-MIMO）通信系统之间的基站配备了多个天线和多个移动用户，每个都配备了一个单一的天线。考虑上行链路场景。上行链路信道由基站通过训练阶段获取。两个线性处理方案，即最大比合并（MRC）和迫零（ZF）。我们优化的训练周期和最佳的训练能量的平均和峰值功率约束下，使可实现的和速率最大化。
2014-09-22 cs.IT math.IT
Energy Efficient Joint Resource Allocation and Power Control for D2D Communications
在本文中，联合资源分配和功率控制的能量有效的设备到设备（D2D）通信蜂窝网络下的调查。资源和功率被优化以最大化D2D通信的能量效率（EE）。利用分式规划的性质，将原来的分式形式的非凸优化问题转化为一个等价的减法形式的优化问题。然后，提出了一种有效的迭代资源分配和功率控制方案。在每次迭代中，EE优化问题的部分约束通过利用罚函数方法被移除。我们进一步提出了一种新的两层方法，它允许通过将联合资源分配和功率控制的EE优化问题解耦为两个单独的步骤来在每次迭代中找到最优解。在第一层中，通过求根法求解一系列最大化问题，在考虑或不考虑蜂窝用户速率损失的情况下，得到最优功率值。在第二层中，公式化的优化问题属于具有单一分配格式的经典资源分配问题，其允许网络流公式化，使得其可以被求解为最优。仿真结果表明，通过使用所提出的迭代资源分配和功率控制方案的EE显着改善。
2017-03-21 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for GSVD-Based Beamforming in the MIMO Wiretap Channel
本文考虑了一个多输入多输出（MIMO）高斯窃听信道模型，其中存在一个发射机，一个合法的接收机和一个窃听者，每个都配备了多个天线。当发送者和合法接收者可以以一定的正速率通信时，同时确保窃听者获得零比特的信息，就可以实现完美的保密。本文在假设发射端基于广义奇异值分解（GSVD）进行波束形成的前提下，研究了任意天线数下多天线MIMO窃听信道的理想保密容量。更准确地说，GSVD为基础的预编码器，实现保密容量的最佳分配的功率。这种解决方案被证明有几个优势，比以前的工作，认为保密容量的一般MIMO高斯窃听信道下的高信噪比的假设。数值结果来说明所提出的理论研究结果。
2010-06-09 cs.IT math.IT
Effective Capacity in Multiple Access Channels with Arbitrary Inputs
在本文中，我们考虑了两个用户的多址衰落信道下的服务质量（QoS）的约束。我们最初制定的传输速率为两个发射机，发射机具有任意分布的输入信号。我们假设接收器以特定顺序执行连续解码。然后，我们建立了有效容量区域，提供最大允许的可持续到达速率区域在发送端的缓冲区QoS保证。假设有限的发射机的发射功率预算，我们得到的功率分配政策，最大限度地提高了有效容量区域。对于接收端的译码顺序，我们给出了在给定功率分配策略下，信道衰落参数平面上的最优译码顺序区域的特征。为了实现上述目标，我们利用最小均方误差和互信息的一阶导数之间的关系的功率分配策略。通过数值计算，我们显示了输入信号分布的影响，这种两用户多址衰落信道的有效容量区域的性能。
2015-07-31 cs.IT math.IT
Generalized Coordinated Multipoint (GCoMP)-Enabled NOMA: Outage, Capacity, and Power Allocation
提出了一种新的支持广义协作多点传输（GCoMP）的非正交多址（NOMA）方案。特别地，传统的联合传输CoMP方案被推广应用于所有用户设备（UE），即蜂窝基站（BS）的覆盖区域内的小区中心和小区边缘用户。此外，每个BS使用相同的频率子带对与其相关联的所有UE应用NOMA（即，与BS相关联的所有UE形成单个NOMA集群）。为了评估所提出的方案，我们推导出一个封闭形式的表达式为一个UE与不同的顺序BS合作的中断的概率。重要的见解所提出的系统中提取的近似（渐近）表达式的中断和中断容量的概率。此外，一个最佳的传输功率分配方案，联合分配传输功率分数从所有合作BS到所有连接的UE开发和研究所提出的系统。研究结果表明，当在网络覆盖区域内的所有UE上使用GCoMP技术时，具有大量UE的NOMA是可行的。此外，通过增加协作BS的数量，显著减轻了由大NOMA集群大小引起的性能下降。此外，对于给定的可行系统参数和给定的NOMA集群，可用功率预算越低，对其集群成员应用NOMA的BS的数量越高，并且使用注水进行功率分配的BS的数量越低。
2019-01-29 cs.IT math.IT
Multi-UAV Collaborative Sensing and Communication: Joint Task Allocation and Power Optimization
与单个无人机的有限感知覆盖和通信能力相比，多无人机协作能够提供更有效的感知和传输（S&T）服务。然而，现有的多无人机感知研究主要集中在互斥的任务分配和独立的数据传输上，没有充分发挥多无人机感知和通信的优势。基于此，本文提出了一种新的多无人机协同感知任务分配方案。虽然重复任务分配听起来可能违反直觉，但它实际上可以促进多个UAV之间的合作传输，从而减少整体感测任务完成时间。为了获得最优的任务分配和发射功率的建议方案，任务完成时间最小化问题。为了解决这个问题，复制传感任务分配的必要条件。对于复制感知的情况，所考虑的问题转化为单调优化，并解决了通用的Polyblock算法。为了在Polyblock算法的每次迭代中有效地评估任务完成时间，引入了新的辅助变量来解耦传输时间和功率的复杂联合优化。对于非复制感知的退化情形，导出了最优传输时间的封闭表达式
2022-11-24 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation in Block Fading Gaussian Channels with Causal CSI and Secrecy Constraints
研究了具有因果信道状态信息（CSI）、M-块时延容限和基于帧的功率约束的块衰落高斯（BF-Gaussian）网络的保密容量最大化的最优功率分配问题。特别是，我们制定的保密容量最大化作为一个动态规划。我们提出了合适的线性近似的秘密容量密度在低信噪比，高信噪比和中间的SNR制度，根据整体可用的功率预算。我们的研究结果表明，当可用的功率资源非常低（低信噪比的情况下）的最佳策略是阈值策略。另一方面，当可用的功率预算是无限的（高SNR的情况下），恒定的功率策略最大化的帧保密能力。最后，当功率预算是有限的（中等信噪比的情况下），一个近似听话的功率分配策略。
2014-01-27 cs.CR cs.IT math.IT
Secrecy-Optimized Resource Allocation for Device-to-Device Communication Underlaying Heterogeneous Networks
设备到设备（D2 D）通信最近由于其潜在的提高现有异构网络（HetNet）下的频谱效率的能力而吸引了很多关注。由于没有复杂的控制，D2 D用户设备（DUE）本身不能抵抗窃听或安全攻击。迫切需要最大化蜂窝用户和DUE的安全容量。针对由高功率节点和低功率节点组成的D2 D通信底层HetNet，提出了无线资源分配问题，以最大化DUE的安全容量。首先将传输速率和功率约束下的非凸且难以直接推导的优化目标函数转化为矩阵形式。然后根据Perron-Frobenius理论导出了优化问题的等价凸形式。通过计算拉格朗日函数的邻近算子，提出了一种基于邻近理论的启发式迭代算法来求解该等价凸问题。数值结果表明，所提出的无线资源分配解决方案显着提高了安全容量与快速收敛速度。
2017-09-15 cs.IT math.IT
Joint power and resource allocation of D2D communication with low-resolution ADC
本文考虑了用于具有采用具有不同分辨率的ADC的多天线BS的设备到设备（D2D）蜂窝系统的联合功率控制和资源分配。我们提出了一个四步算法，优化ADC的分辨率分布在基站（BS），以减少能量消耗和执行联合功率控制和资源分配的D2D通信用户（DUE）和蜂窝用户（CUE），以提高D2D的可靠性。
2019-05-09 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-efficient Resource Allocation for Wirelessly Powered Backscatter Communications
在这封信中，我们考虑一个无线供电的反向散射通信（WP-BackCom）网络，其中发射机首先在睡眠状态下从专用能量RF源获取能量，然后通过反射系数同时反向散射信息和获取能量。我们的目标是通过联合优化专用能量RF源的时间分配、反射系数和发射功率来最大化WP-BackCom网络的可实现能量效率。优化问题是非凸的，具有挑战性的解决。我们开发了一个有效的基于Dinkelbach的迭代算法来获得最优的资源分配方案。研究表明，对于每一次迭代，能量有效的WP-BackCom网络是等效的网络中的发射机总是工作在活动状态，或网络中的专用能量RF源采用最大允许功率。
2019-06-01 cs.IT math.IT
Ultra Reliable Communication via Optimum Power Allocation for Type-I ARQ in Finite Block-Length
我们分析了具有超可靠性约束的第一类自动重传请求（ARQ）协议的性能。首先，我们表明，通过使用开环设置实现非常低的数据包中断概率是一项艰巨的任务。因此，我们引入ARQ协议作为一种解决方案，实现所需的低中断概率超可靠通信。对于这个协议，我们提出了一个最佳的功率分配方案，将使我们能够达到任何中断概率的目标，在有限的块长度制度。在给定中断概率和最大发射功率约束条件下，将功率分配问题转化为平均发射功率的最小化问题。利用Karush-Kuhn-Tucker（KKT）条件，我们解决了最优功率分配问题，并提供了一个封闭的形式的解决方案。接下来，我们分析了实现ARQ协议对吞吐量的影响。我们表明，通过使用建议的功率分配方案，我们可以最大限度地减少损失的吞吐量，是从重传造成的。此外，我们分析了反馈延迟长度在我们的方案的效果。
2017-01-30 cs.IT math.IT
Optimal Resource Allocation in Full-Duplex Wireless-Powered Communication Network
研究了无线供电通信网络（WPCN）中的最优资源分配问题，其中一个混合接入点（H-AP）在下行链路（DL）向一组分布式用户广播无线能量，同时在上行链路（UL）通过时分多址（TDMA）接收来自用户的独立信息。我们设计了一个有效的协议，以支持同时无线能量传输（WET）在DL和无线信息传输（WIT）在UL的建议FD-WPCN。我们联合优化针对DL WET的H-AP和针对UL WIT的不同用户的时间分配以及在H-AP处随时间的发射功率分配，以最大化具有所收获能量的UL信息传输的用户的加权和速率。我们认为这两种情况下，完美和不完美的自干扰消除（SIC）在H-AP，我们获得最佳和次优的时间和功率分配的解决方案，分别。此外，我们认为半双工（HD）WPCN作为一个基线计划，并得出其最佳的资源分配解决方案。仿真结果表明，FD-WPCN优于HD-WPCN时，有效的SIC可以实现和更严格的峰值功率约束应用在H-AP。
2014-09-15 cs.IT math.IT
On Uplink User Capacity for Massive MIMO Cellular Networks
在大规模MIMO网络中的性能受到导频污染限制的条件下，当使用不同的导频分配方案时，反向链路信号干扰比（SIR）表现出不同的分布。通过利用不同的正交导频序列组，与相邻小区之间的重用序列相反，所得到的SIR分布在使网络上的用户数量最大化同时为所有用户保持给定的服务质量（QoS）方面更有利。本文提供了一个简单的表达式，在这样的网络上的上行链路用户容量，并提出了上行链路用户容量的数字为选择的服务质量目标的导频分配方案。
2016-06-09 cs.IT math.IT
Vehicle Communication using Secrecy Capacity
我们使用保密能力解决安全车辆通信。特别是，我们研究的保密能力和各种类型的参数，确定在车载无线网络的保密能力之间的关系。例如，我们检查车辆速度和保密能力之间的关系，自动驾驶车辆的响应时间和保密能力之间的关系，以及传输功率和保密能力之间的关系。特别地，自动驾驶车辆已经在车辆的速度与安全距离相关的假设上设置了系统建模。我们提出了新的车辆通信，以保持一定程度的保密能力，根据各种参数。因此，我们可以期待自动驾驶汽车在5G通信中的通信安全性。
2018-07-24 cs.IT math.IT
Spectral Efficiency in Large-Scale MIMO-OFDM Systems with Per-Antenna Power Cost
研究了具有大量基站天线的多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）下行链路网络的资源分配问题。假设发射机处的信道状态信息是完美的，则资源分配算法设计被建模为考虑功率放大器、天线单元和信号处理电路单元的联合功耗的非凸优化问题。随后，利用大数定律和对偶分解，一个有效的次优迭代资源分配算法，提出了最大化的系统容量（位/秒）。特别地，在每次迭代中推导出闭合形式的功率分配和天线分配策略。仿真结果表明，所提出的迭代资源分配算法实现了一个接近最优的性能在一个小的迭代次数，并揭示了系统容量和激活的天线的数量之间的权衡：激活所有的天线可能不是一个很好的解决方案，系统容量最大化时，考虑每天线功率成本。
2012-11-15 cs.IT math.IT
Survey Propagation: A Resource Allocation Solution for Large Wireless Networks
当前和未来无线通信网络中节点数量的不断增加给可用通信资源的分配带来了前所未有的挑战。这是由资源分配问题的组合性质引起的，当网络规模增加时，这限制了最先进技术的性能。在本文中，我们采取了一个新的方向，并探讨如何从统计物理方法可以用来解决大型网络中的资源分配问题。为此，我们提出了一种新的无线网络模型的基础上的一种类型的无序的物理系统称为自旋玻璃。我们表明，资源分配问题具有相同的结构，在自旋玻璃中找到特定的配置的问题。基于这种并行，我们调查使用的调查传播方法，从统计物理在无线网络中的资源分配问题的解决方案。通过数值模拟，我们表明，所提出的基于物理的资源分配算法是一个很有前途的工具，在大型无线通信网络中的通信资源的有效分配。给定固定数量的资源，与最先进的参考方案相比，我们能够服务于更大数量的节点，而不会向系统中引入更多的干扰
2022-01-06 cs.IT math.IT
Feedback Capacity of Parallel ACGN Channels and Kalman Filter: Power Allocation with Feedback
New York University（纽约大学）
在本文中，我们涉及的反馈能力的并行加性高斯有色噪声（ACGN）信道的一个变种的卡尔曼滤波器。通过这样做，我们得到这样的信道的反馈容量的下限，以及相应的反馈（递归）编码方案，这基本上是反馈的功率分配政策，以实现的界限。结果被认为是减少到现有的下界的情况下，一个单一的ACGN反馈信道，而当它涉及到并行加性高斯白噪声（AWGN）信道的反馈，递归编码方案减少到反馈“注水”功率分配政策。
2021-02-15 cs.IT cs.LG cs.SY
Power Allocation for Adaptive OFDM Index Modulation in Cooperative Networks
提出了一种协作网络中自适应正交频分复用（OFDM）索引调制（IM）的功率分配策略。该分配策略基于KKT（Karush-Kuhn-Tucker）条件，以最大化网络平均容量为目标，根据瞬时信道状态信息（CSI）进行分配。由于源和中继的发射功率分别受到约束，因此我们可以通过将功率分配给活动子载波来制定优化问题。与传统的均匀功率分配策略相比，所提出的动态策略可以导致更高的平均网络容量，特别是在低信噪比（SNR）区域。蒙特卡罗模拟产生的数值结果也验证了分析。通过应用所提出的功率分配策略，自适应OFDM IM的效率可以在实践中得到提高，这为其在未来的实现，特别是在小区边缘通信铺平了道路。
2017-08-19 cs.IT math.IT
Joint Trajectory and Power Allocation Design for Secure Artificial Noise aided UAV Communications
研究了无人机（UAV）无线通信系统中的平均保密率（ASR）最大化问题，其中在地面被动窃听者存在的情况下，利用无人机向地面目标传递机密信息。通过采用基于人工噪声（AN）注入的安全两阶段传输协议，我们的目标是在给定的时间范围内联合优化无人机的轨迹、网络传输功率和AN功率分配，以提高ASR性能。具体来说，我们把原来的非凸问题分为四个子问题，并提出了一个逐次凸逼近的有效迭代算法来解决它的次优保证收敛。仿真结果表明，显着的安全优势，我们所设计的方案比其他已知的基准，特别是严格的飞行时间。
2020-11-20 cs.IT math.IT
Optimal Power Allocation for Energy Harvesting and Power Grid Coexisting Wireless Communication Systems
研究了单链路无线通信系统中能量采集与电网供电联合的功率分配问题。将该问题转化为能量和数据到达随机的情况下最小化电网功耗的问题，并分析了在某些特殊情况下最优功率分配策略的结构。对于所有数据包都在传输前到达的情况，该问题是一个吞吐量最大化的对偶问题，通过两阶段注水（WF）策略找到最优解，即在第一阶段分配收获的能量，然后在第二阶段分配电网能量。对于随机数据到达的情况，我们首先假设电网能量或收获的能量供应，然后结合的结果，以获得共存系统的最优结构。具体地说，反向多阶段WF策略，提出了实现最优功率分配时，电池容量是无限的。最后，提出了一些启发式的在线方案，其性能进行了评估，通过数值模拟。
2013-03-15 cs.IT math.IT
Resource Allocation for Machine-to-Machine Communications with Unmanned Aerial Vehicles
在本文中，提出了一种新的框架，功率效率，基于集群的机器对机器（M2M）通信。在所研究的模型中，一些无人驾驶飞行器（UAV）被用作空中基站收集数据的簇头（CH）的一组M2M集群。为了在满足M2M设备速率要求的同时最小化CH的发射功率，提出了一种用于CH-UAV通信的最优调度和资源分配机制。首先，使用排队率稳定性的概念，无人机的最小数量以及停留时间，每个无人机必须花费服务的CH计算。接下来，确定用于CH-UAV通信链路的最优资源分配，使得利用最小发射功率满足M2M设备速率要求。仿真结果表明，随着机器分组传输概率的增加，保证CH队列速率稳定所需的最小无人机数量也将显著增加。我们的研究结果还表明，与预先部署地面基站的情况相比，当使用无人机时，CH的平均发射功率将降低68%。
2016-08-27 cs.IT math.IT
Optimal Energy Allocation for Wireless Communications with Energy Harvesting Constraints
我们考虑使用能量收集器，代替具有固定能量存储的传统电池，用于点对点无线通信。除了在具有时间选择性衰落的信道中传输的挑战之外，能量采集器还提供永久但不可靠的能量源。在本文中，我们考虑在有限的地平线上的能量分配的问题，考虑到信道条件和能源是时变的，以最大限度地提高吞吐量。假设关于信道条件和所收获的能量的两种类型的辅助信息（SI）是可用的：因果SI（过去和当前时隙的）或全SI（过去、当前和未来时隙的）。我们得到的最优能量分配结构的结果，通过使用动态规划和凸优化技术。特别是，如果无限的能量可以存储在电池中的收获的能量和完整的SI是可用的，我们证明了最优的水填充能量分配解决方案，其中所谓的水位遵循阶梯函数。
2012-05-09 cs.IT math.IT
