LoRaWAN Gateway Placement for Network Planning Using Ray Tracing-Based Channel Models
研究不同信道模型对LoRaWAN网关部署的影响，提出结合射线追踪与离散事件仿真的优化框架，发现模型选择显著影响部署方案，存在计算成本与现实保真度的权衡。
2026-06-16 cs.NI
Placement and Allocation of Communications Resources in Slicing-aware Flying Networks
网络切片在5G网络中作为一个关键组件出现，可以在共享的物理网络基础设施上使用具有不同性能要求的多种服务。主要的挑战在于确保无线覆盖和足够的通信资源以满足这些服务所要求的目标服务质量（QoS）水平，包括吞吐量和延迟保证。在灾难管理场景和户外庆祝活动等临时事件中，现有的无线基础设施可能会崩溃，无法提供足够的无线覆盖，或缺乏所需的通信资源，这一挑战会加剧。由无人机（UAV）组成的飞行网络作为一种随时随地提供按需无线覆盖和通信资源的解决方案而出现。然而，现有的解决方案大多依赖于尽力而为的网络。本文的主要贡献是SLICER，一种算法，使切片感知飞行网络中的通信资源的放置和分配。通过ns-3模拟进行的评估表明，SLICER可以满足目标的QoS水平，同时使用最小量的通信资源。
2021-12-13 cs.NI
Ray Tracing-Based LoRaWAN Gateway Placement for Reliable Connectivity in Amazonian Regions
Federal University of Pará（帕拉联邦大学）
本研究针对亚马逊地区物联网通信的网关部署问题，提出优化模型，对比不同信道类型的影响，发现采用站点相关信道可减少所需网关数量以满足可靠连接需求。
2026-09-01 cs.NI
Gateway Placement and Selection Solutions in WMNs: A Survey
由于用户对互联网接入的高需求，以及无线技术的巨大成功，无线网状网络（WMN）已经成为一种很有前途的解决方案。IGW的放置和选择（GPS）是重要的研究问题，以满足QoS要求，网络性能，并降低部署成本的WMN。最大的努力是根据网络特征对文献中的不同作品进行分类。首先，研究了无线网状网的一个重要功能，即在多信道网络中使用多个无线路由器。在这篇文章中，GPS协议考虑了三种类型的无线MN的定义，包括单无线电单信道（SRSC），单无线电多信道（SRMC），和多无线电多信道（MRMC）无线MN的信道-无线电关联的基础上进行了研究。此外，还推导了静态和动态信道分配策略的分类。此外，从网络解决方案的角度报告的工作进行了分类。第一种观点是：集中式、分布式或混合式架构。根据这种分类，研究分类关于优化技术，这是基于运筹学的解决方案，启发式算法，和元启发式算法。
2019-06-16 cs.NI
Joint Satellite Gateway Deployment & Controller Placement in Software-Defined 5G-Satellite Integrated Networks
在考虑空间-空中-地面综合网络（SAGIN）的部署时，出现了一些具有挑战性的优化问题，其中卫星网关的最优部署问题是一个非常重要的问题。此外，随着对5G网络和卫星的软件定义集成的兴趣越来越大，SDN控制器的最佳放置的有效方案的存在至关重要。在本文中，我们讨论了这两个问题之间的相互关系，并提出了适当的方法来解决它们在不同的网络设计标准。我们首先提供了一个MILP模型来解决联合问题，然后将模型分解为两个不相交的MILP。然后，我们表明，由此产生的问题可以建模为子模集函数的优化，并可以有效地解决可证明的最优性差距。
2021-03-19 cs.NI cs.SY eess.SY
A Novel Airborne Self-organising Architecture for 5G+ Networks
网络飞行平台（NFP），例如无人驾驶飞行器、无人驾驶气球或在低/中/高海拔飞行的无人机，可以用于通过部署实现新颖的无线电资源管理技术的飞行平台群来增强网络覆盖和容量。在本文中，我们提出了一种新的分层架构，其中NFP，各种类型和飞行在低/中/高层的飞行平台群，被认为是未来蜂窝网络的一个集成部分，以注入额外的容量和扩大覆盖范围的特殊情况（体育赛事，音乐会等）。和难以到达的地区（农村或人口稀少地区）。所提出的架构的成功推出取决于若干因素，包含（但不限于）：用于NFP放置和关联的网络优化、用于网络/设备安全性的NFP的安全操作，以及NFP传输和控制/信令机制的可靠性。在这项工作中，我们制定的NFP的最佳位置在较低的层（LL）通过利用机载自组织网络（SON）功能。我们的初步模拟表明，NFP-LL可以使用这种布局技术服务更多的用户设备（UE）。
2017-07-15 cs.NI
Recharging of Flying Base Stations using Airborne RF Energy Sources
本文提出了一种新的方法来充电飞行基站，由无人机（UAV）进行，使用无线功率传输从专用的，机载，射频（RF）能源。特别是，我们研究了一个系统，在该系统中，无人机接收无线电力，而不会被从其常规轨迹中断。研究了能量源的最优布置，以使接收无人机在正方形区域内以线性轨迹飞行时从能量源接收的功率最大化。我们发现，对于我们研究的两个无人机的情况下，如果使用偶数个能源，将它们放置在最佳位置最大化的总接收功率，同时实现无人机之间的公平性。然而，在使用奇数个能量源的情况下，我们可以最大化总接收功率，或者实现公平性，但不能同时实现两者。数值计算结果表明，放置在建议的最佳位置的能量源的结果显着的功率增益相比，非最佳的位置。
2019-03-31 cs.NI
Placement Of Energy Aware Wireless Mesh Nodes For E-Learning In Green Campuses
能源效率解决方案对于绿色网状网络（GMN）园区更为重要。今天，学生受益于使用这些电子学习方法。太阳能、风能、水能等可再生能源在节能无线网络中有着巨大的应用，可以满足不断增长的流量需求。设计GMN的主要问题之一是最大限度地减少部署的网状路由器和网关的数量，并满足可持续的基于QOS的能量约束。在低流量时段期间，网状网路由器被切换到省电模式或睡眠方式。在本文中，我们已经制定了一个单一的目标函数与多个约束条件，以优化能量。目标是将最小数量的网状路由器和网关在一组候选位置。网格节点使用太阳能供电，以满足交通需求。本文比较了两种全局优化算法，以优化能量可持续性，保证无缝连接。
2015-05-18 cs.NI
SUPPLY: Sustainable multi-UAV Performance-aware Placement Algorithm for Flying Networks
INESC TEC（葡萄牙电信与计算机科学研究院）；Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto（波尔图大学工程学院）
本文提出 SUPPLY 算法，通过能量与性能感知的多无人机轨迹规划，在保证目标 QoS 的前提下将飞行网络能耗最多降低 25%，且对吞吐量和时延影响极小。
2024-04-09 cs.NI eess.SP
Design and Evaluation of a Multi-Agent Perception System for Autonomous Flying Networks
INESC TEC；Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto（波尔图大学工程学院）
本文提出多智能体感知系统MAPS，利用多模态大语言模型和代理AI，实现自主飞行网络中用户感知与服务需求的自动识别与规范生成。
2025-11-29 cs.NI
Traffic-Aware UAV Placement Using a Generalizable Deep Reinforcement Learning Methodology
充当飞行接入点（FAP）的无人机（UAV）正被用于在极端场景中提供按需无线连接。尽管正在进行研究，但根据动态用户的交通需求优化无人机的位置仍然具有挑战性。本文提出了一种基于网络感知的无人机布局算法（TUPA），该算法根据用户的流量需求来确定无人机作为FAP的位置，以最大化网络效用。使用DRL方法使FAP能够自主学习和适应网络场景的动态条件和要求。此外，建议的DRL方法允许TUPA在训练过程中获得的知识，以用户的位置和交通需求的未知组合，没有额外的培训。利用网络仿真器ns-3和ns 3-gym框架对TUPA进行了训练和评估。结果表明，TUPA提高了网络效用，与基线解决方案相比，在具有异构流量需求的场景中，平均网络效用提高了4倍。
2022-03-16 cs.NI
Catch Me If You Can: Deep Meta-RL for Search-and-Rescue using LoRa UAV Networks
针对地面LoRa网络搜救覆盖受限问题，将无人机空中LoRa网关控制建模为部分可观测马尔可夫决策过程，提出深度元强化学习策略实现新环境快速适配，实验显示搜救时隙从141降至50。
2023-06-12 cs.NI eess.SP
Controller Placement in SDN-enabled 5G Satellite-Terrestrial Networks
支持SDN的综合卫星-地面网络（ISTN）可以提供包括全球无缝覆盖、高可靠性、低延迟等在内的若干优点，并且可以成为下一代网络的关键推动者。为了应对集成网络的控制和管理的复杂性，利用软件定义网络（SDN）的概念将是有帮助的。在这方面，SDN使能的ISTN中的SDN控制器放置问题变得至关重要。在本文中，我们制定了一个优化问题的SDN控制器的位置，目标是最小化的平均故障概率的SDN控制路径，以确保SDN交换机接收的指令在最可靠的方式。同时，我们的目标是将SDN控制器部署在靠近卫星网关的地方，以确保两层之间的连接具有最低的延迟。我们首先将问题建模为混合整数线性规划（MILP）。为了降低MILP模型的时间复杂度，我们使用子模块优化技术，以时间有效的方式产生接近最优的解决方案。最后，我们通过仿真验证了我们的方法的有效性，表明近似方法的结果在一个合理的最优性差距方面的确切MILP解决方案。
2021-08-20 cs.NI
Backhaul-aware Robust 3D Drone Placement in 5G+ Wireless Networks
使用无人机作为飞行基站是一种很有前途的方法，可以通过在需要时将供应转向需求来增强网络覆盖和区域容量。然而，这种基站的部署可能面临一些需要考虑的限制。无人机基站（drone-BS）部署中的限制之一是可靠的无线回程链路的可用性。本文研究了不同类型的无线回程提供不同的数据率将如何影响服务的用户数。两种方法，即，以网络为中心和以用户为中心，介绍和最佳的3D回程感知放置的无人机BS被发现为每种方法。为此，在以网络为中心的框架和以用户为中心的框架中，分别最大化服务用户的总数和总速率。此外，由于优选的是减少无人机BS移动以节省更多的电池和增加飞行时间并减少信道变化，因此网络的鲁棒性被检查为它相对于用户位移的敏感程度。
2017-03-17 cs.NI
On the Energy Consumption of Rotary Wing and Fixed Wing UAVs in Flying Networks
INESC TEC；Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto（波尔图大学工程学院）
针对原有MUAVE模拟器仅支持旋翼无人机能耗计算的局限，提出增强版eMUAVE模拟器，可同时评估旋翼与固定翼无人机能耗，实验发现固定翼适用于多数场景但旋翼沿SUPPLY轨迹飞行时能效更高。
2024-06-27 cs.NI eess.SP
Virtual Function Placement for Service Chaining with Partial Orders and Anti-Affinity Rules
软件定义网络和网络功能虚拟化是提供灵活的基于软件的网络管理的两种范例。服务提供商正在实例化虚拟化网络功能-例如，防火墙、DPI、网关-以极大地促进网络服务的部署和重新配置，同时缩短价值实现时间。它们采用服务功能链接技术来动态地重新配置穿过物理和虚拟网络功能的网络路径。在网络上为一组服务链提供具有成本效益的虚拟功能部署是服务提供商的关键技术挑战，并且这个问题最近引起了工业界和学术界的广泛关注。在本文中，我们提出了一个公式，这个问题作为一个线性规划，允许一个找到最佳可行路径和虚拟功能布局的一组服务的总财务成本，同时考虑到每个服务的服务功能链的（全部或部分）顺序约束以及诸如端到端延迟的其他约束，同一物理节点上的网络功能之间的反亲合规则以及网络和处理能力方面的资源限制。此外，我们提出了一个启发式算法的基础上的线性松弛的问题，执行接近最佳的大规模的情况下。
2017-08-08 cs.NI
Managing Sets of Flying Base Stations Using Energy Efficient 3D Trajectory Planning in Cellular Networks
蜂窝网络中的无人驾驶飞行器（UAV）已经引起了相当大的兴趣。它们的应用之一是作为飞行基站（FBS），这可以增加覆盖范围和服务质量（QoS）。由于FBS是电池供电的，因此调节其能量使用是其使用的一个重要方面;因此，FBS在整个操作过程中的适当放置和轨迹对于克服这一挑战至关重要。在本文中，我们提出了一种方法来解决多FBS的三维轨迹问题，考虑FBS的能量消耗，操作时间，飞行距离的限制，和小区间干扰的限制。我们的方法分为两个阶段：FBS放置和FBS轨迹。在采用这种方法时，我们将问题分解为几个快照。首先，我们找到所需的FBS的最小数量及其在每个快照中的正确3D位置。然后，在每两个快照之间，执行轨迹阶段。每个FBS的起点和目的地之间的最佳路径确定在轨迹阶段，利用建议的二元线性问题（BLP）模型，考虑FBS的能量消耗和飞行距离的限制。然后，在考虑障碍物和碰撞避免的情况下，确定每个FBS的最短路径。所需的FBS的数量可能会有所不同的快照，所以我们提出了一个FBS集管理（FSM）技术来管理FBS的设置和他们的权力。结果表明，所提出的方法是适用于现实世界的情况下，结果是一致的预期。
2022-12-06 cs.NI eess.SP
Flying Drones to Locate Cyber-Attackers in LoRaWAN Metropolitan Networks
FOLLOWME项目研究利用无人机结合网络遥测与无线定位，在LoRaWAN城域网中定位并追踪移动网络攻击者，以解决攻击溯源难题。
2025-09-19 cs.CR cs.NI
Supporting Sensing Application in Vehicular Networks
本研究的目的是使用车载自组织网络作为基础设施的城市网络物理系统，以收集有关城市的数据。在这种情况下，所有节点都是数据源，并且有一个网关作为所有数据包的最终目的地。由于网络连接的波动性和实际节点位置的不确定性，我们认为，基于广播的协议是最适当的解决方案，尽管开销很高。城市数据收集器（UDC）协议已经被提出，其使用在接收分组的节点之间的转发节点的分布式选举：离网关较近的节点具有较短的定时器和较高的转发概率。的UDC协议的性能进行了评估与不同的抑制水平从每个路段使用NS-3收集的数据量，我们的研究结果表明，UDC可以实现显着更高的传感精度比其他基于广播的协议。
2013-01-04 cs.NI
A Distributed Approach for Networked Flying Platform Association with Small Cells in 5G+ Networks
5G架构中的小小区基站的密集化是增强覆盖区域并促进终端用户不断增长的容量需求的有前途的方法。然而，瓶颈是这些小小区基站的回程/前传网络的智能管理。这涉及将这些小小区与核心网络连接的回程集线器的有效关联和放置。地面枢纽遭受低效率的非视线链路限制和城市区域中的适当基础设施的不可用性。看到飞行平台的普及，我们在这里采用了使用网络飞行平台（NFP）的想法，例如在不同高度飞行的无人驾驶飞行器（UAV）、无人机、无人驾驶气球，作为空中回程枢纽。这些NFP集线器和小型小区基站的关联问题是考虑回程链路和NFP相关限制（例如，所支持的链路和带宽的最大数目）来公式化的。然后，本文提出了一种有效的分布式解决方案的设计问题，它执行贪婪搜索，以最大限度地提高整个网络的总速率。一个良好的性能观察通过数值比较，我们提出的方法与最佳的穷举搜索算法的总和率和运行时的速度。
2017-04-21 cs.NI stat.ML
Wireless Backhaul Node Placement for Small Cell Networks
小型小区已被提议作为无线网络的载体，以跟上激增的需求。小型小区带来了提供回程以向（从）核心网络中的网关节点传输数据的重大挑战。基于光纤的回程提供了满足这一要求所需的高速率，但在不容易获得时，部署成本高且耗时。无线回程对于小型基站来说是一个有吸引力的选择，因为它提供了一种更便宜且易于部署的光纤替代方案。然而，存在大量的频带和特征（例如，LOS/NLOS、空间复用等）。与需要智能地用于小型小区的无线回程相关联。候选波段包括：在非视线（NLOS）场景中有用的亚6 GHz频带、在点对点视线（LOS）场景中有用的微波频带（6-42 GHz）、以及最近在LOS场景中商业使用的毫米波频带（例如，60、70和80 GHz）。在许多部署拓扑中，使用位于小型小区附近的高层建筑物的屋顶处的聚合器节点是有利的。这些节点可以向NLOS路径中的多个小小区提供高数据率，使用LOS路径维持到网关节点的相同数据率，并且利用所有可用频带。该工作执行联合成本最优的聚合器节点放置，功率分配，信道调度和路由，以优化无线回程网络。我们制定混合整数非线性规划（MINLP），以捕捉不同的干扰和复用模式，在6 GHz以下和微波频段。我们通过线性松弛和分支定界算法求解MINLP，并将我们的算法应用于曼哈顿市中心的无线回程网络的一个例子。
2014-04-10 cs.IT cs.NI math.IT
A Systematic Sample Size Analysis of ML-Based Path Loss Prediction for LPWAN
Fraunhofer FKIE（弗劳恩霍夫FKIE研究所）；Hochschule Bonn-Rhein-Sieg（波恩-莱茵-锡格应用科学大学）
该研究针对LPWAN的路径损耗预测，采用结合LiDAR地形特征的随机森林与坐标数据的k近邻，发现两种机器学习模型在不同训练规模下均优于基线模型，且留一网关验证显示随机森林迁移性能更优。
2026-08-12 cs.LG cs.NI
MILP, pseudo-boolean, and OMT solvers for optimal fault-tolerant placements of relay nodes in mission critical wireless networks
Sapienza University of Rome（罗马萨皮恩扎大学）；University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）
在机场等关键基础设施中，必须非常小心地保护无线电通信网络免受外部电磁干扰。对这种关键任务无线电通信网络的保护通常通过利用无线电测向仪来解决：至少三个适当部署的无线电测向仪和一个从它们收集信息的网关，允许监测和定位不应该出现在监测区域的电磁辐射源。通常，无线电测向仪通过中继节点连接到网关。因此，为了提供可靠的监测，中继节点网络的一定程度的容错是必不可少的。另一方面，中继节点的部署通常相当昂贵。因此，我们有两个相互冲突的要求：最小化成本，同时保证给定的容错性。在本文中，我们解决的问题，计算部署的中继节点，最大限度地减少中继节点的网络成本，同时保证正常工作的网络，即使当一些中继节点（最多一个给定的最大数量）成为故障（容错）。我们表明，通过对HPC基础设施的计算密集型预处理，上述优化问题可以被编码为0/1线性规划，变得适合与标准的人工智能推理机，如MILP，PB-SAT和SMT/OMT求解器接近。我们的问题制定使我们能够提出实验结果，比较这三种解决技术的性能在一个真实的案例研究的中继节点网络部署在意大利罗马的达芬奇机场的地区。
2021-06-20 cs.AI cs.DC cs.LO
Hetero-Net: An Energy-Efficient Resource Allocation and 3D Placement in Heterogeneous LoRa Networks via Multi-Agent Optimization
College of Computing, Mohammed VI Polytechnic University (UM6P)（穆莱·伊沙克六世理工学院计算机学院）；Telecommunications Department, Politehnica Bucharest（布加勒斯特理工大学电信系）
本文提出Hetero-Net，通过多智能体优化解决异构LoRa网络中资源分配和3D部署问题，显著提升能源效率。
2026-03-20 cs.LG cs.MA cs.NI
Integrating UAV-Enabled Base Stations in 3D Networks: QoS-Aware Joint Fronthaul and Backhaul Design
本文研究3D网络中无人机基站的战略性放置问题，提出凝聚层次聚类算法优化基站位置和遗传算法设计回传连接，有效满足前传覆盖与回传负载需求，提升网络弹性。
2024-04-26 cs.NI
The Meshing of the Sky: Delivering Ubiquitous Connectivity to Ground Internet of Things
如今，无人机（UAV）正被用于一些新的应用，特别是在电信领域。然而，确保用于特定应用目的的无人机通信和联网仍然具有挑战性。实际上，由于UAV在广阔区域中的移动性，回程上的永久连接是非常零星的并且可能丢失。在本文中，我们考虑了一个空中网状网络，其中每个无人机可以作为一个飞行基站，以提高地面基站的情况下，损坏的基础设施的情况下，例如，或/和提供连接未覆盖或覆盖不良的节点，并作为一个中继建立两个组件之间的通信，由于它们之间缺乏可靠的直接通信链路。然后，我们详细介绍了一个案例研究，其中无人机机队用于从地面物联网（IoT）设备收集数据，并将其转发到云，以便通过远程网关进行进一步处理。我们的目标是建立一个包括网络层、MAC层和物理层的路由框架，并研究上行链路和下行链路的通信链路。接下来，我们推导出一些封闭的形式，使我们能够预测网络性能的空中网状网络，端到端（E2 E）的吞吐量和e2 e延迟的每个无人机的流量强度。接下来，我们进行广泛的模拟，以说明我们的框架的好处。结果讨论和许多见解的参数设置，目标服务质量和设计考虑也提请。
2020-06-30 cs.NI
Connecting flying backhauls of UAVs to enhance vehicular networks with fixed 5G NR infrastructure
本文研究了无人机（如无人机）的移动网络，作为5G带来的创新机遇之一。无人机的主要目的是扩展连接性并保证数据率，由于飞行时间和覆盖面等限制，无人机需要悬停位置。我们提供了分析边界上的要求，在连接扩展的车辆网络服务的固定增强型移动宽带（eMBB）基础设施，其中车辆网络和基础设施建模使用随机和分形几何作为城市环境的模型。我们证明，假设$n$移动节点（根据尺寸$d_F$的超分形分布分布）和$ρ$下一代节点B（gNB）的平均值，分布像一个超分形的尺寸$d_r$，如果$ρ=n^θ$与$θ>d_r/4$，让$n$趋于无穷大（反映特大城市），那么没有被gNB覆盖的移动节点的平均分数趋于零一样$O\left(n^{-\frac{(d_F-2)}{d_r}(2θ-\frac{d_r}{2})}\right)$。有趣的是，我们证明了连接每个未被gNB覆盖的移动节点所需的无人机的平均数量与孤立的移动节点的数量相当。我们完成的表征证明，当$θ<d_r/4$覆盖的移动节点的比例趋于零。我们提供关于“无人机车库”的智能放置的见解，这些游牧基础设施节点的家庭位置，例如最大限度地减少我们所说的“飞行到覆盖时间”。我们提供了一个快速的程序来选择将成为车库（和存储无人机）的继电器，以最大限度地减少车库的数量并最大限度地减少延迟。最后，我们确认我们的分析结果，在Matlab中进行模拟。
2021-02-05 cs.DC cs.IT cs.NI
Short-term and Long-term Cell Outage Compensation Using UAVs in 5G Networks
无人机（UAV）的使用由于其许多用途和优点（诸如快速部署和多用途功能）而在无线网络中引起了兴趣。这就是为什么无人机的广泛部署有可能被整合到即将到来的5G标准中。它们可以用作飞行基站，可以在地面基站（GBS）故障的情况下部署。这种失败可以是短期的，也可以是长期的。基于故障的类型和持续时间，我们提出了一个框架，使用无人机或直升机，以减轻GBS故障。我们提出的短期和长期小区中断补偿框架旨在减轻5G网络中任何GBS故障的影响。在我们的框架内，停电补偿是在天空BS（无人机）的帮助下完成的。一个优化问题，制定联合最小化的无人机的通信功率和最大化的最小速率的用户设备（UE）受故障影响。此外，无人机的最佳位置被确定。仿真结果表明，该框架保证了最低的服务质量为每个UE，除了最小化无人机的消耗能量。
2018-07-25 cs.NI eess.SP
Efficient UAVs Deployment and Resource Allocation in UAV-Relay Assisted Public Safety Networks for Video Transmission
本文研究多无人机辅助公共安全网络中的视频传输问题，通过联合优化观测与中继无人机的位置及带宽、功率等通信资源分配，采用块坐标下降和逐次凸逼近技术提出高效迭代算法，最大化地面用户视频流到达基站的平均效用，仿真证明其优于现有方法。
2024-01-04 cs.NI eess.SP
