Cooperative Beamforming for Cognitive Radio-Based Broadcasting Systems with Asynchronous Interferences
为了解决异步干扰问题的一个广义的情况下，多个主和多个辅助接收机，在本文中，我们提出了一种创新的合作波束形成技术。特别地，协作波束成形设计被公式化为最优化问题，其最大化次级目的地的加权和可实现的传输速率，同时其保持主接收器处的异步干扰低于其目标阈值。针对这一问题，提出了一种两阶段次优协作波束形成技术。首先，它找到对应于不同次要目的地的波束成形方向。其次，它在不同的波束成形方向之间分配功率。由于对应于多个主接收机的多个干扰约束，第二阶段中的功率分配方案仍然是复杂的。因此，我们还提出了一种低复杂度的功率分配算法。建议的波束成形技术的情况下，当合作CR节点（CCRNs）有统计或错误的信道知识的主接收机扩展。我们还研究了联合CCRN选择和波束形成技术的性能。数值结果表明，与迫零波束形成（ZFBF）技术相比，该波束形成技术可以显著降低主接收端的异步干扰信号，提高次接收端的总传输速率.
2014-05-08 cs.IT math.IT math.OC
Time-Asynchronous Robust Cooperative Transmission for the Downlink of C-RAN
针对云无线接入网（C-RAN）中存在远端射频头端（RRH）冲突的情况，研究了下行链路预编码的鲁棒性设计问题。具体地，考虑C-RAN下行链路系统，其中将两个RRH连接到基带单元（BBU）的非理想前传链路可能导致两个RRH的传输之间的时间偏移以及相位偏移。这些偏移量是BBU事先不知道的。为了抵消未知的时间偏移，考虑一种鲁棒的预编码方案，该方案基于将由一个RRH发送的信号与由另一RRH发送的信号的多个延迟版本相关的思想。对于这种传输策略，最大化的最坏情况下的最小速率的问题，同时满足每RRH发射功率约束。数值结果表明，所提出的鲁棒方案相比，传统的非鲁棒设计标准，以及非合作传输的优势。
2016-08-16 cs.IT math.IT
Cooperation Techniques for A Cellular Internet of Unmanned Aerial Vehicles
无人机（UAV）是强大的物联网组件，由于其在移动性和灵活性方面的优势，可以在空中提供传感和通信。作为空中用户，无人机被设想为支持下一代蜂窝系统中的各种感测应用，这已经由第三代合作伙伴计划（3GPP）研究。然而，当UAV处于小区边缘或经历深度衰落时，UAV与基站之间的蜂窝链路的服务质量（QoS）可能得不到保证。在本文中，我们首先介绍了非合作蜂窝互联网的无人机。然后，我们提出了一个合作的感测和发送协议，其中无人机可以上传传感数据的帮助下，无人机中继，提供一个更好的通信服务质量的传感任务。详细介绍了支持无人机协同蜂窝互联网的轨迹设计和无线资源管理等关键技术。最后，扩展的无人机协作蜂窝互联网的QoS改善与一些开放的问题，如大规模多输入多输出系统，毫米波，认知通信进行了讨论。
2019-04-03 cs.IT math.IT
New Antenna Selection Schemes for Full-Duplex Cooperative MIMO-NOMA Systems
在本文中，我们解决的天线选择（AS）问题，在全双工（FD）合作非正交多址接入（NOMA）系统，其中多天线FD中继桥之间的连接多天线基站和NOMA远用户。具体来说，提出了两种AS方案，即max- $\SUu$和max- $\SUuu$，以分别最大化近用户和远用户之一或两者的端到端信号与干扰加噪声比。此外，一个两阶段的AS计划，即服务质量（QoS）的供应计划，被设计为实现一个特定的速率在远用户，同时提高近用户的速率。为了提高性能的QoS供应AS计划，动态天线集群的思想被应用在中继自适应分区中继的天线到发送和接收子集。推导了所提出的AS方案的中断概率和可达速率的精确表达式。为了提供更多的洞察力，封闭形式的渐近中断概率表达式的max- $\SUu$和max- $\SUuu$ AS计划。我们的研究结果表明，虽然QoS供应AS方案可以提供一个接近最佳的性能静态天线设置在中继，它提供了高达$12\%$平均和速率增益超过最佳AS选择与固定的天线设置。
2022-02-25 cs.IT math.IT
General Auction-Theoretic Strategies for Distributed Partner Selection in Cooperative Wireless Networks
假设自组织无线网络中的所有节点都愿意参与协作通信是不现实的，特别是如果它们期望的服务质量（QoS）可以经由直接传输实现的话。提出了一种基于激励机制的拍卖机制，以诱导无线网络中的合作行为，重点是非对称信道衰落条件下的用户。研究了单目标二次价格拍卖在电子商务运营商网络中的合作伙伴选择问题。此外，多目标捆绑拍卖的选择多个同时合作伙伴的合作正交频分复用（OFDM）设置进行了分析。对于这两种情况下，我们的特点是均衡中断概率性能，卖方收入和反馈界限。基于拍卖的合作伙伴选择允许获胜的投标人，以实现他们所期望的QoS，同时补偿谁帮助他们的卖方。在本地层面上，卖家的目标是收入最大化，而在网络层面上，连接被吸引到最小-最大公平性。所提出的合作伙伴选择策略在自配置的合作无线网络中被证明是强大的条件下的不确定性的用户请求合作的数量，以及最小的拓扑结构和信道链路信息提供给个人用户。
2010-08-19 cs.IT math.IT
Game-Theoretic Optimization for Machine-Type Communications Under QoS Guarantee
大规模机器类型通信（mMTC）是第五代（5G）通信网络中的服务的新焦点。端到端（E2E）服务交付的相关严格延迟要求带来了技术挑战。在本文中，我们提出了一个联合的随机接入和数据传输协议mMTC，以保证不同的业务类型的E2E服务质量。首先，我们开发了一个基于优先级排序的接入类别限制（ACB）模型，并推导出一种新的有效容量。然后，我们将基于优先级的ACB策略建模为一个非合作博弈，其中效用定义为有效容量和接入惩罚价格之间的差异。我们证明了非合作博弈的纳什均衡（NE）的存在唯一性，这也是一个子模块效用最大化问题，可以用一个收敛到唯一NE的贪婪更新算法来求解.为了进一步提高效率，我们提出了一个价格更新算法，收敛到局部最优。仿真结果表明了所推导的有效容量的性能和所提出的算法的有效性。
2018-07-25 cs.IT math.IT
A Machine Learning Approach for Power Allocation in HetNets Considering QoS
为了提高下一代异构无线网络（HetNet）的性能和覆盖范围，越来越多地使用较小的小区或毫微微小区。然而，毫微微小区对相邻小区造成的干扰是密集HetNet中的限制性能因素。这种干扰通过分布式资源分配方法来管理。然而，随着网络密度的增加，这种资源分配方法的复杂性也增加。然而，毫微微蜂窝基站的计划外部署需要一种适应性强的自组织算法来使HetNet可行。因此，我们建议使用基于Q学习的机器学习方法来解决这种复杂网络中的资源分配问题。通过将每个基站定义为代理，蜂窝网络被建模为多代理网络。随后，合作Q学习可以应用作为一种有效的方法来管理多智能体网络的资源。此外，所提出的方法考虑了每个用户的服务质量（QoS）和网络中的公平性。与现有的工作相比，所提出的方法可以带来超过四倍的增加，支持的毫微微蜂窝基站的数量，同时使用合作Q学习，以减少资源分配开销。
2018-03-18 cs.IT math.IT
Cooperative Joint Localization and Clock Synchronization Based on Gaussian Message Passing in Asynchronous Wireless Networks
定位和同步在许多无线应用中是非常重要的，例如监控和车辆跟踪。利用相同的到达时间（TOA）测量进行同时定位和同步是具有挑战性的。在本文中，我们提出了一个因素图（FG）表示的联合定位和时间同步问题的TOA测量的基础上，其中的非视线测量也考虑。在此FG上，应用置信传播（BP）消息传递和变分消息传递（VMP），推导出两种计算量要求较低的完全分布式协作算法。由于观测函数中的非线性，难以计算封闭形式的消息，并且大多数现有解决方案依赖于蒙特卡罗方法，例如，粒子滤波我们将消息表达式中的特定非线性项线性化，这使我们能够对所有消息使用高斯表示。因此，仅需要更新均值和方差并在相邻节点之间传输，这显著降低了通信开销和计算复杂性。提出了一种在估计性能和通信开销之间进行权衡的消息传递调度方案。仿真结果表明，所提出的算法性能非常接近基于粒子的方法，具有更低的复杂度，特别是在密集连接的网络。
2016-01-13 cs.IT math.IT
QoS-based Beamforming and Compression Design for Cooperative Cellular Networks via Lagrangian Duality
针对协作蜂窝网络下行链路，提出基于拉格朗日对偶的联合波束成形与压缩设计算法，利用半定松弛紧性消除对偶间隙，通过增强KKT条件与线性收敛的不动点迭代实现全局最优解，并验证其高效性。
2025-04-23 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Efficient Power and Rate Control with QoS Constraints: A Game-Theoretic Approach
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，每个用户寻求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，并在同一时间满足其QoS要求。用户的QoS约束是指定的平均源速率和平均延迟。这里考虑的效用函数测量能量效率，并且延迟包括传输延迟和发送延迟。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。利用这个框架，吞吐量，延迟，网络容量和能源效率之间的权衡进行了研究。
2006-05-05 cs.IT math.IT
Transceiver Design for Cooperative Non-Orthogonal Multiple Access Systems with Wireless Energy Transfer
本文研究了一种基于能量收集的协作非正交多址接入系统，其中节点S同时向较强节点R和较弱节点D发送独立信号。我们重点研究的场景，S和D之间的直接链路太弱，不能满足服务质量（QoS）的D。基于NOMA原理，节点R（较强用户）具有关于较弱用户节点D的信息的先验知识。为了满足D的目标速率，R还充当EH解码转发（DF）中继以将业务从S转发到D。在等效认知无线电概念的意义上，节点R被视为次要用户，以帮助提高D的性能，作为交换，从S接收其自己的信息。具体而言，在预定义的QoS约束D和功率约束S的情况下，研究了发射机波束成形设计、功率分配比优化和接收机滤波器设计以最大化节点R速率。由于该问题是非凸的，我们提出了一种迭代的方法来求解它，并且为了降低计算复杂性，我们还提出了一种基于迫零（ZF）的方法。仿真结果表明，这两种方案都比直接传输有更好的性能。
2016-08-27 cs.IT math.IT
Robust Cooperative Relay Beamforming
在本文中，鲁棒分布式中继波束形成问题的解决方案已涉及到，因为信道知识的不确定性的影响，服务质量（QoS）的约束，使用最坏情况下的方法。结果表明，原来的鲁棒设计，这是一个非凸的半无限问题（SIP），可以放松和改革的半定问题（SDP）。Monte-Carlo仿真验证了我们提出的鲁棒问题的性能改善现有的强大和非强大的问题，在发射功率和符号错误概率。
2017-03-06 cs.IT math.IT
Base-Station Selections for QoS Provisioning Over Distributed Multi-User MIMO Links in Wireless Networks
针对分布式多输入多输出（MIMO）链路中多个位置无关的基站（BS）协同向多个移动用户传输数据的问题，提出了QoS感知的BS选择和相应的资源分配方案.我们提出的方案旨在最大限度地减少BS的使用和减少分布式MIMO传输的干扰范围，同时满足不同的统计延迟QoS要求的所有用户，其特征在于延迟约束违反概率和有效容量技术。具体来说，我们提出了两个BS使用最小化框架开发QoS感知BS选择方案和相应的无线资源分配算法在多个移动用户。第一个框架采用联合块对角化（BD）和概率传输（PT）来实现多个移动用户的多址接入，而第二个框架采用时分多址（TDMA）方法来控制多个用户的链路。然后，我们推导出这两个框架的最佳BS选择方案，分别。此外，我们还进一步讨论了仅基于PT的BS选择方案。还进行了一组模拟评估，比较研究我们提出的方案的平均BS使用和干扰范围，并分析QoS约束对分布式MIMO传输的BS选择的影响。
2011-04-30 cs.IT math.IT
RIS-Assisted Cooperative NOMA with SWIPT
研究了可重构智能表面在协同非正交多址接入网络中的应用。我们的目标是最大限度地保证弱用户的服务质量（QoS）的强用户的速率，通过联合优化功率分配因子，波束成形系数，和RIS反射系数在两个传输阶段。公式化的问题是很难解决，由于其复杂和非凸约束。为了解决这个具有挑战性的问题，我们首先使用交替优化（AO）框架将其转化为三个子问题，然后使用基于惩罚的算术-几何平均值近似（PBAGM）算法和基于连续凸近似（SCA）的方法来解决它们。数值结果验证了该算法的优越性。
2022-04-18 cs.IT math.IT
Resource Allocation and Relay Selection In Full-Duplex Cooperative Orthogonal Frequency Division Multiple Access Networks
研究了带内全双工协作蜂窝网络上行链路中继选择问题。假设一个正交频分多址（OFDMA）蜂窝网络，我们开发了一个中继选择和资源分配算法，该网络。中继选择算法基于用户之间的距离和工作在放大转发（AF）模式下的信号与干扰加噪声比（SINR）来选择最佳中继。该优化问题为所有用户分配最优的子载波和功率，以最大化网络的平均和速率。此外，优化问题的约束条件是每个用户的服务质量（QoS）和发射功率。仿真结果表明了该方法的良好性能。
2017-02-07 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Cooperative Cognitive Relaying Schemes for Cognitive Radio Networks
我们研究认知无线电网络，其中主用户（PU）可以与认知无线电用户（即，次级用户（SU））用于其数据分组的传输。PU被假定为以时隙方式操作的缓冲节点，其中时间被划分为等长的时隙。我们开发了两个计划，涉及主要和次要用户之间的合作。为了满足某些服务质量（QoS）要求，用户共享时隙持续时间和信道频率带宽。此外，SU可以利用主反馈消息来进一步增加其数据率并满足PU QoS要求。所提出的合作方案的设计，使得SU数据率最大化的约束下，PU的平均排队延迟保持小于平均排队延迟的情况下，非合作PU。此外，所提出的方案保证了PU队列的稳定性，并保持SU发出的平均能量低于一定值。所提出的方案还提供了更强大的和潜在的连续服务的SU相比，在认知网络中的传统做法，其中SU发送的频谱空洞和沉默会话的PU。我们包括主要的源突发，感知错误，和反馈解码错误的分析，我们提出的合作计划。优化问题是离线解决的，需要一个简单的二维基于网格的搜索优化变量。数值结果表明，在SU数据率和PU吞吐量，平均PU的延迟，和平均PU节能方面的合作计划的有益收益。
2017-10-26 cs.IT cs.NI math.IT
Distributed Power Control in Interference Channels with QoS Constraints and RF Energy Harvesting: A Game-Theoretic Approach
本文提出了一种新的分布式功率控制方案的基于功率分裂的干扰信道（IFC）与同时无线信息和功率传输（SWIPT）。所考虑的IFC由多个源-目的地对组成。每个目的地将其接收到的信号分成两部分，分别用于信息解码和能量收集（EH）。每对调整其发射功率和功率分配比，以满足其相应目的地的信号干扰噪声比（SINR）和EH约束。为了表征合理的行为的源-目的地对，我们制定了一个非合作的游戏所考虑的系统，其中每一对被建模为一个战略球员，其目的是最大限度地减少自己的发射功率下的SINR和EH的限制在目的地。我们得到了一个充分必要条件的存在性和唯一性的纳什均衡（NE）制定的游戏。首先推导出各局中人的最佳对策，然后迭代求解网元。数值结果表明，所提出的博弈论的方法可以达到接近最优的性能在不同的SINR和EH的约束。
2016-02-20 cs.IT math.IT
Performance Evaluation and Optimization of LPWA IoT Networks: A Stochastic Geometry Approach
近年来，利用免授权无线电接入来实现低功耗广域（LPWA）物联网（IoT）连接吸引了大量关注。由于缺乏对LPWA物联网网络的研究，这项工作致力于此类网络的可靠性建模，电池寿命分析和操作控制。我们得到的接入点，通信带宽，从异构源的流量，和服务质量（QoS）在通信中的密度之间的相互作用。所提出的分析框架包括建模的干扰与相关的部署位置和时间-频率异步无线电资源的使用模式的异构源。推导出的表达式表示的操作区域和速率，其中，设备和接入网络的能量和成本资源，分别可以进行交易，以实现给定的通信QoS水平。例如，我们的表达式表明，预期的QoS增加的数量增加的传输副本，发射功率，密度的接入点，和通信带宽。我们的研究结果进一步阐明了这种网络的可扩展性，并找出了边界，扩展资源可以补偿流量和QoS需求的增加。最后，我们提出了一个能源优化的物联网设备的操作控制策略。仿真结果证实了推导的解析表达式的严密性，并表明它们在物联网网络的规划和运行控制的有用性。
2018-07-15 cs.IT 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
A Game-Theoretic Approach to Energy-Efficient Modulation in CDMA Networks with Delay QoS Constraints
利用博弈论的框架研究了M-QAM调制下星座大小对无线网络能量效率的影响。提出了一种非合作的游戏，其中每个用户寻求选择其发射功率（和可能的发射符号率）以及星座的大小，以最大限度地提高自己的效用，同时满足其延迟服务质量（QoS）的约束。这里使用的效用函数测量每焦耳能量消耗传输的可靠比特数，特别适用于能量受限的网络。最佳反应策略和纳什均衡解的建议的游戏。它示出，为了最大限度地提高其效用（每焦耳比特），用户必须选择最低的星座大小，可以容纳用户的延迟约束。该策略不同于将频谱效率最大化的策略。使用这个框架，能源效率，延迟，吞吐量和星座大小之间的权衡也进行了研究和量化。此外，网格编码调制的能量效率的影响进行了讨论。
2007-05-12 cs.GT cs.IT math.IT
Energy-Efficient Processing and Robust Wireless Cooperative Transmission for Edge Inference
ShanghaiTech University（上海科技大学）；Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海微系统与信息技术研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；University of Toronto（多伦多大学）；University of California at Davis（加州大学戴维斯分校）
边缘机器学习可以通过利用网络边缘的计算和存储资源，为移动设备提供低延迟和私有的人工智能（AI）服务。本文提出了一种节能的边缘处理框架，用于在边缘计算节点上执行深度学习推理任务，这些边缘计算节点与移动设备的无线连接容易受到信道不确定性的影响。针对概率服务质量（QoS）约束下计算和传输功耗之和最小化的问题，提出了一种联合推理任务和下行波束赋形问题，其特征在于该问题的目标函数为一组稀疏目标函数。我们提供了一个基于统计学习的鲁棒优化方法来近似高度棘手的概率QoS约束的非凸二次约束，这是进一步重新表示为矩阵不等式与秩一约束通过矩阵提升。我们设计了一个重新加权的功率最小化方法，通过迭代重新加权$\ell_1$最小化与差分凸函数（DC）正则化和更新的权重，其中重新加权的方法是采用增强组稀疏性，而DC正则化是为了诱导秩1的解决方案。数值结果表明，所提出的方法优于其他国家的最先进的方法。
2020-03-02 cs.IT cs.LG eess.SP
Cooperative Energy Efficient Power Allocation Algorithm for downlink massive MIMO
研究了蜂窝网络中发射端采用大规模多输入多输出（MIMO）系统时的功率分配问题。由于电路功耗随发射端天线和用户数量的增加而增加，因此为了分析网络性能，选择了考虑电路功耗的能量效率目标函数。考虑了在最大发射功率和服务质量（QoS）约束下的能量效率优化问题。为了解决用户与基站协作下的功率分配问题，提出了一种能量有效的功率分配算法。数值结果表明了算法的收敛性，并给出了合适的发射天线数和用户数。最后，对中试污染的影响进行了评估，结果表明，中试污染的能量利用率明显下降。
2018-12-31 cs.IT eess.SP math.IT
Physical Layer Security in Cooperative NOMA Hybrid VLC/RF Systems
集成可见光通信（VLC）和射频（RF）网络可以提高通信系统在覆盖范围和数据率方面的性能。然而，由于RF链路的广播和无处不在的性质，将RF链路添加到VLC网络削弱了保密性能。研究了协作非正交多址（CoNOMA）混合VLC/RF系统中的物理层安全问题。考虑VLC系统，其中靠近VLC接入点（AP）的两个受委托用户在窃听者存在的情况下使用RF信号帮助覆盖范围外的合法用户。AP使用NOMA原理将数据传输到委托用户和合法用户，其中委托用户从接收到的光强度中获取能量，解码合法用户的消息，使用RF链路转发它，然后解码他们的消息。它需要在服务质量（QoS）的约束下，使用波束成形和DC偏置和功率分配，以最大限度地提高在合法用户的保密率。主动和被动窃听者的情况下，提出了不同的解决方案，使用半定松弛，迫零，波束成形和干扰。数值结果比较不同的方法，并显示所提出的方法有助于提高所提出的模型的保密性能。
2020-08-25 cs.IT math.IT
On the Uplink Spectral Efficiency of Full-Duplex Cooperative OFDMA Systems
提出了一种适用于带内全双工蜂窝网络上行链路的资源分配算法。FD蜂窝网络被假设为基于正交频分多址（OFDMA）并且由与多个用户通信的基站组成。网络中的一些用户充当其他用户的中继，并帮助他们将数据传输到基站。这些继电器是FD并且基于放大和转发（AF）协议工作。通过合理选择中继节点，优化分配子载波和功率，使网络总速率最大化。在优化过程中，我们还对用户的服务质量（QoS）和功率施加了一些约束。提出了一种基于用户最大数据率的中继选择算法，并采用线性分配算法进行子载波分配。证明了所得到的优化问题可以转化为凸问题，因此可以用标准的数值方法求解。仿真结果验证了该方案对网络总速率和覆盖范围的影响。
2016-11-08 cs.IT math.IT
Energy-Efficient Backscatter-Assisted Coded Cooperative-NOMA for B5G Wireless Communications
在这篇手稿中，我们提出了一个交替的优化框架，以最大限度地提高能源效率的后向散射使能的合作非正交多址接入（NOMA）系统，通过优化发射功率的源，功率分配系数（PAC），和功率的中继节点下不完美的连续干扰消除（SIC）解码。提出了一种三阶段低复杂度的节能交替优化算法，该算法综合考虑了服务质量、功率预算和协作约束，对发射功率、PAC和中继功率进行优化。随后，联合信道编码框架被引入，以提高远用户的性能，没有直接的通信链路与基站（BS），具有恶劣的信道条件。在目的节点，采用联合设计的准循环低密度奇偶校验（QC-LDPC）码实现基于和积算法（SPA）的联合迭代译码器，对远端用户数据进行联合译码。仿真结果表明，所提出的后向散射使能的合作NOMA系统优于其对手，提供了一个有效的性能，在能源效率。此外，建议联合设计的QC-LDPC码提供了一个很好的比特错误率（BER）性能，联合解码的远用户数据考虑BSC合作NOMA系统，只有几个解码迭代。
2022-08-20 cs.IT eess.SP math.IT
Energy-Aware Competitive Power Allocation for Heterogeneous Networks Under QoS Constraints
提出了一种基于正交频分多址接入（OFDMA）的异构网络（HetNet）上行链路能量效率最大化的分布式功率分配方案。网络中的用户设备（UE）被建模为参与非合作博弈的理性代理，其中每个UE在所分配的子载波的集合上分配其可用的发射功率，以便在最小速率约束的条件下最大化其个体效用（定义为每瓦特发射功率的用户吞吐量）。在这个框架中，相关的解决方案的概念是德布鲁均衡，一个广义的纳什均衡占的情况下，代理人的一套可能的行动取决于其对手的行动。由于手头的问题可能不可行，德布鲁均衡并不总是存在。然而，使用分数规划的技术，我们提供了一个表征的均衡功率分配配置文件时，他们确实存在。特别是，德布鲁平衡被发现是一个注水的最佳响应运营商的水位是最小速率约束和电路功率的函数的不动点。此外，我们还描述了一组充分条件的存在性和唯一性的Debreu平衡利用最佳反应算子的收缩性质。这种分析提供了必要的工具，以获得一个功率分配方案，引导网络以迭代和分布式的方式达到平衡，而不需要任何集中处理。数值模拟，然后使用验证的分析和评估所提出的算法作为系统参数的函数的性能。
2015-04-28 cs.IT math.IT
Cooperative Sequential Spectrum Sensing Based on Level-triggered Sampling
我们提出了一种用于认知无线电网络中协作频谱感知的新框架，该框架基于一类新型非均匀采样器（称为事件触发采样器）和顺序检测。在该方案中，每个次用户根据自己的信道输出计算其本地感知判决统计量，当该判决统计量超过预定义的阈值时，次用户将向融合中心发送一个（或多个）比特的信息。融合中心异步接收来自不同次用户的比特，并更新全局感知决策统计，以执行顺序概率比测试（SPRT），以达到感知决策。我们提供了上述方案的渐近分析，并在不同的条件下，我们比较了它与传统的基于均匀采样和顺序检测的合作感知方案。仿真结果表明，在目标错误概率、信噪比和SU数变化的情况下，该方案即使只使用1比特，也能优于使用无穷多比特的均匀采样方案。
2012-05-16 cs.IT math.IT stat.AP
Cache-Enabled Opportunistic Cooperative MIMO for Video Streaming in Wireless Systems
我们提出了一个高速缓存使能的机会合作MIMO（CoMP）框架的无线视频流。通过使用新颖的MDS编码的随机缓存方案在中继站（RS）处缓存视频文件的一部分，基站（BS）和RS机会性地采用CoMP来实现空间复用增益而无需昂贵的有效载荷回程。我们研究了两个时间尺度的联合优化的电源和缓存控制，以支持实时视频流。缓存控制是为了创造更多的CoMP机会，并适应视频文件的长期流行。功率控制是为了保证服务质量的要求，是自适应的信道状态信息（CSI），缓存状态在RS和队列状态信息（QSI）在用户。将联合问题分解为内部功率控制问题和外部缓存控制问题。我们首先从近似的Bellman方程推导出一个封闭形式的功率控制策略。在此基础上，将外问题转化为凸随机优化问题，并提出了一种随机次梯度算法来求解，最后证明了该算法在高信噪比和小时隙时是渐近最优的。通过仿真验证了其在各种基线上的优越性能。
2013-11-08 cs.IT cs.MM math.IT
A Low-Complexity Approach to Distributed Cooperative Caching with Geographic Constraints
我们考虑在蜂窝网络中的缓存，其中每个基站都配备了一个缓存，可以存储有限数量的文件。文件的流行度是已知的，并且目标是将文件放置在高速缓存中，使得在平面中的任意位置处的用户将在覆盖高速缓存中的一个中找到她需要的文件的概率最大化。我们开发分布式异步算法来决定哪些内容存储在哪个缓存。这样的合作算法只需要在覆盖区域重叠的缓存之间进行通信，并且可以以异步方式操作。该算法的发展主要是基于一个观察，该问题可以被视为一个潜在的游戏。我们的基本算法是来自最佳响应动力学。我们证明，每个最佳响应步骤的复杂性是独立的文件的数量，线性的缓存容量和线性的最大数量的基站，覆盖一定的区域。然后，我们证明了离散缓存布局的整体算法复杂度在网络大小和目录大小方面都是多项式的。在实际的例子中，该算法收敛在几个迭代。而且，在大多数感兴趣的情况下，基本算法找到对应于全局最优的最佳纳什均衡。我们提供了两个扩展我们的基本算法的基础上随机和确定性模拟退火找到全局最优。最后，我们展示了真实和合成网络上的命中概率演化，并表明我们的分布式缓存算法的性能显着优于存储最流行的内容，概率内容放置策略和多LRU缓存策略。
2017-11-24 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Beamforming and Power Splitting Control in Downlink Cooperative SWIPT NOMA Systems
研究了无线信息功率同步传输（SWIPT）在协作非正交多址接入（NOMA）中的应用。提出了一种新的协作多输入单输出（MISO）SWIPT NOMA协议，其中具有强信道条件的用户充当能量收集（EH）中继，以帮助信道条件较差的用户。EH继电器采用功率分流（PS）方案。通过联合优化PS比和波束成形向量，设计目标是在满足“弱用户”的QoS要求的同时最大化“强用户”的数据率。它归结为一个具有挑战性的非凸问题。为了解决这个问题，半定松弛（SDR）技术被用来放松与波束形成器相关的二次项，然后通过二维穷举搜索来求解其全局最优性。我们证明了秩一的最优性，建立放松的问题和原来的等价。为了进一步降低穷举搜索带来的高复杂度，提出了一种基于连续凸近似（SCA）的迭代算法，该算法至少可以有效地达到其稳定点。考虑到潜在的应用场景，例如，物联网，单输入单输出（SISO）的情况下，合作SWIPT NOMA系统也进行了研究。公式化的问题被证明是严格单峰的PS比。因此，黄金分割搜索（GSS）为基础的算法，在每一步的封闭形式的解决方案，提出了找到唯一的全局最优解。值得指出的是，SCA方法也可以收敛到SISO情况下的最优解。在数值模拟中，该算法的数值收敛在几个迭代，和SWIPT辅助NOMA协议优于现有的传输协议。
2017-06-09 cs.IT math.IT
Power Allocation and Link Selection for Multicell Cooperative NOMA Hybrid VLC/RF Systems
本文提出并优化了多小区可见光通信（VLC）网络背景下的协作非正交多址（Co-NOMA）方案，作为减轻支持Co-NOMA的系统中小区间干扰的一种手段。考虑具有多个VLC接入点（AP）的网络，其中每个AP使用光强度为两个用户服务。在每个小区中，弱用户（小区边缘用户）可以直接由VLC AP服务，或者通过强用户服务，强用户可以解码弱用户的消息并通过射频（RF）链路转发。然后考虑在服务质量（QoS）约束下，通过分配用户消息的功率和AP的发送功率，以及确定每个弱用户的服务链路（即，VLC或混合VLC/RF）。本文解决了这样一个非凸的问题，首先找到封闭形式的解决方案的联合用户的功率和链路选择一个固定的AP功率分配。然后，使用黄金分割法在外环中迭代求解AP的发射功率。仿真结果表明，与传统的非正交多址接入（NOMA）方案相比，所提出的解决方案和方案提高了系统的和速率和公平性。
2020-05-19 cs.IT eess.SP math.IT
A New Theoretical Evaluation Framework for Satisfaction Equilibria in Wireless Networks
在本文中，一个理论的评估框架，在无线通信网络中的\textit{Satisfaction Equilibrium (SE)}的介绍和检查。为了研究这些平衡操作点，我们提出了一些新的概念，即\textit{Valued Satisfaction Equilibrium}，\textit{Price of Efficiency}和\textit{Max Price of Satisfaction}，它们可以用来衡量所获得的平衡解的效率。在存在高斯干扰信道（GIC）的无线通信环境中分析和评估上述框架。在这种情况下，非合作的用户之间的游戏进行了研究，用户的目的是在一个自私的方式，以满足他们的服务质量（QoS）的先决条件。然而，而不是最大限度地提高QoS，这通常是能源成本高，我们传福音，更好的能源效率是通过只针对满意的QoS水平。的充分和必要条件，导致\textit{Satisfaction Equilibrium}提供了两个用户的情况下，并确定\textit{Efficient Satisfaction Equilibrium (ESE)}，其中用户满足他们的QoS约束的最低可能的成本。此外，具体的措施，用于评估各种满意度均衡的效率，在一个正式的和定量的方式，表示权衡相对于实现的效用或给定的目标函数和相应的成本，定义和分析。
2018-06-05 cs.GT cs.IT cs.NI
Energy-Efficient Resource Allocation in Wireless Networks: An Overview of Game-Theoretic Approaches
概述了无线网络中的能量有效的资源分配的博弈论方法。以多址接入网络为研究对象，证明了博弈论可以作为研究具有服务质量（QoS）约束的无线网络中资源分配的有效工具。一个家庭的非合作（分布式）游戏中，每个用户寻求选择一个策略，最大限度地提高自己的效用，同时满足其QoS要求。这里考虑的效用函数测量每焦耳能量消耗传输的可靠比特数，因此特别适合于能量受限的网络。每个用户在尝试最大化其自身效用时可用的动作至少是选择发射功率，并且根据情况，用户还可以能够选择其传输速率、调制、分组大小、多用户接收器、多天线处理算法或载波分配策略。给出了每个博弈的最佳对策和纳什均衡。利用这个博弈论框架，功率控制，速率控制，调制，时间和空间信号处理，载波分配策略和延迟QoS约束的能量效率和网络容量的影响进行了量化。
2007-05-13 cs.GT cs.IT math.IT
Energy-Efficient Beamforming and Resource Optimization for AmBSC-Assisted Cooperative NOMA IoT Networks
在这篇手稿中，我们提出了一种基于多天线环境反向散射通信（AmBSC）辅助下一代（NG）物联网（IoT）通信网络的协作非正交多址（NOMA）的节能交替优化框架。具体而言，通过优化发射机处IoT NOMA用户的主动波束成形向量和功率分配系数（PAC）以及多天线辅助反向散射节点处的被动波束成形向量，实现了所考虑的AmBSC使能的多集群协作IoT NOMA系统的能量效率最大化。通常，增加每个集群中IoT NOMA用户的数量会导致集群间干扰（ICI）（在不同集群之间）和集群内干扰（在IoT NOMA用户之间）。为了对抗ICI的影响，我们利用迫零（ZF）为基础的主动波束成形，以及一个有效的聚类技术在源节点。此外，通过利用有效的功率分配策略来减轻集群内干扰的影响，该功率分配策略在服务质量（QoS）、协作、SIC解码和功率预算约束下确定IoT NOMA用户的PAC。利用逐次凸近似（SCA）和凸规划差分（DC）将非凸无源波束形成问题转化为标准半定规划（SDP）问题，并基于惩罚方法得到无源波束形成的秩1解.此外，数值分析的仿真结果表明，所提出的能量效率最大化算法表现出有效的性能，实现收敛，只有几个迭代。
2022-09-11 cs.IT eess.SP math.IT
A Low-Complexity Framework for Joint User Pairing and Power Control for Cooperative NOMA in 5G and Beyond Cellular Networks
本文研究了蜂窝下行链路系统中协作非正交多址接入（C-NOMA）的性能。系统模型由服务多个用户的基站（BS）组成，其中具有良好信道质量的用户可以通过半双工（HD）或全双工（FD）设备到设备（D2 D）通信来辅助BS与具有差信道质量的用户之间的传输。我们制定和解决一个新的优化问题，共同确定最佳的D2 D用户配对和最佳的功率控制方案，其中的目标是最大限度地提高整个系统的可实现的总速率，同时保证一定的服务质量（QoS）的所有用户。制定的问题是一个混合整数非线性规划（MINLP），这通常是NPhhard。为了克服这个问题，我们将原问题重构为一个双层优化问题，该问题可以分解为两个独立求解的子问题。外部问题是一个线性分配问题，可以有效地处理著名的匈牙利方法。内部问题仍然是一个非凸优化问题，找到最优解是具有挑战性的。然而，我们推导出的最佳功率控制策略的HD和FD计划在封闭形式的表达式，这使得计算复杂性的内部问题多项式的每一个可能的配对配置。这些发现最终及时解决了原始MILNP问题，使其适用于实时和低延迟应用。我们的仿真结果表明，所提出的框架优于文献中提出的各种方案，它可以获得最佳的配对和功率控制策略的网络与100个用户在一个可以忽略不计的计算时间。
2020-02-14 cs.IT eess.SP math.IT
