Twin Sorting Dynamic Programming Assisted User Association and Wireless Bandwidth Allocation for Hierarchical Federated Learning
National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学）；Mississippi State University（密西西比州立大学）
针对分层联邦学习系统的用户关联与带宽分配问题，提出双排序动态规划算法及多边缘服务器下的辅助算法，还求解了带宽分配凸优化问题，仿真显示性能优于多种方案。
2024-08-17 cs.LG cs.NI
User Transmit Power Minimization through Uplink Resource Allocation and User Association in HetNets
蜂窝物联网（IoT）的普及日益增加，数十亿IoT设备将连接到互联网。这些设备中的许多设备具有有限的电池寿命，并且发射功率受到限制。蜂窝网络中的高用户功耗限制了5G中许多物联网设备的部署。为了能够包含这些设备，5G应该补充减少用户功耗的策略和方案。因此，我们提出了一种新的联合上行链路用户关联和资源分配方案，以最小化用户发射功率，同时满足服务质量。我们分析了我们的方案为两层异构网络（HetNet），并显示了平均发射功率为-2.8 dBm和8.2 dBm的我们的算法相比，20 dBm的最先进的最大参考信号接收功率（RSRP）和信道个别偏移（CIO）为基础的关联方案。
2018-10-13 cs.NI
Multi-Objective Energy Efficient Resource Allocation and User Association for In-band Full Duplex Small-Cells
在本文中，我们开发了一个框架，以最大限度地提高网络的能量效率（EE），通过优化联合用户基站（BS）的关联，子信道分配，功率控制考虑带内全双工（IBFD）使能的小小区网络。我们最大限度地提高EE（网络总吞吐量和功耗的比率），同时保证在上行链路和下行链路中的最小数据速率要求。所考虑的问题属于混合整数非线性规划问题（MINLP），{\color{black}，因此是NP-难}。为了应付这种复杂性，并得出系统吞吐量和能源利用率之间的权衡，我们首先重申所考虑的问题作为一个多目标优化问题（MOOP），旨在最大限度地提高系统的吞吐量和最小化系统的能源消耗，同时。然后使用$ε$-约束方法来处理该MOOP。为此，我们首先将二进制子信道和BS分配变量转换为连续的，而不改变问题的可行域，然后通过优化最小化（MM）方法近似的非凸速率函数。仿真结果表明，我们提出的算法在提高网络的EE相比，现有的文献。此外，仿真结果揭示，通过采用OFDMA网络中的IBFD能力，我们提出的资源分配算法实现了$69\%$改善EE相比，半双工系统的残余自干扰的实际值。
2020-07-01 cs.NI eess.SP
Controlled Matching Game for Resource Allocation and User Association in WLANs
在多速率IEEE 802.11无线局域网中，传统的基于最强接收信号的用户关联和众所周知的MAC协议异常会导致接入点（AP）过载，以及性能差或异构。我们的目标是提出一种替代的博弈论方法协会。我们模型的联合资源分配和用户协会作为一个匹配的游戏，互补性和同行的影响，包括自私的球员只关心他们个人的吞吐量。使用最近的博弈论的结果，我们首先表明，各种资源共享协议实际上属于稳定诱导资源分配计划的范围内。这个游戏广泛使用了纳什讨价还价和它的一些相关属性，这些属性允许控制玩家的激励。实验结果表明，该机制可以大大提高802.11在异构节点下的效率，并减少对等体效应（如MAC异常）的负面影响。该机制可以实现为虚拟连接管理层，以实现高效的AP-用户关联，而无需修改MAC层。
2016-05-02 cs.GT cs.NI
Data Processing Efficiency Aware User Association and Resource Allocation in Blockchain Enabled Metaverse over Wireless Communications
本文提出数据处理效率（DPE）概念及DAUR算法，通过将非凸问题转化为凸优化并交替优化用户关联、卸载、计算、带宽和功率等资源变量，提升区块链使能元宇宙无线通信中的单位资源数据处理量。
2024-11-25 cs.DC cs.ET cs.NI
Joint User Association and Resource Allocation Optimization for Ultra Reliable Low Latency HetNets
确保超可靠和低延迟通信（URLLC）对于在5G HetNet中实现延迟关键型应用是必要的。我们提出了一种联合用户到BS的关联和资源优化方法，该方法对于具有蜂窝基站（CBS）和小小区基站（SBS）的HetNet中的URLLC是有吸引力的，同时还降低了能量和带宽消耗。在我们的方案中，基站与基站共享部分可用频谱，作为交换，基站向其覆盖区域内的用户提供数据服务。我们首先表明，CBSs的最优资源分配（ORA）问题是NP-难和计算上难以处理的大量用户。然后，为了降低其时间复杂度，我们提出了一个宽松的探试法（RHM），它打破了原来的ORA问题的启发式用户关联（HUA）算法和凸资源分配（CRA）优化问题。仿真结果表明，所提出的探试法降低了寻找CBS最优解的时间复杂度，从而有利于URLLC。它还通过将用户卸载到SBS来帮助CBS节省能量。仿真结果表明，在保证全业务速率的前提下，蜂窝用户的频谱接入时延降低了93%，能耗降低了33%.
2018-09-18 cs.NI
Joint user association and power allocation in ultra-dense mmWave networks: a multi-connectivity approach
在超密集毫米波（mmWave）网络中，mmWave信号遭受严重的路径损耗并且容易被障碍物阻挡。同时，超密集部署导致过多的冗余，这降低了数据链路的可靠性。为了缓解上述问题，新的技术，称为多连接使能的用户协会（MCUA）被纳入这封信。我们的目标是联合优化MCUA和下行链路（DL）功率分配（PA），以最大化每个用户的DL速率同时，而不是总。这是一个非凸非线性0-1混合整数多目标优化问题，比较复杂。为了解决这个问题，我们首先使用加权和方法将其标度化为单目标优化问题（SOOP），然后将二元关联变量放松为实数。考虑到松弛SOOP仍然是非凸的，我们对其进行了一系列的变换，使其成为凸规划的微分。最后，我们开发了一个基于凹凸过程的迭代算法来求解SOOP。数值结果证明了所提出的算法的有效性。
2022-02-08 cs.NI
Optimal Joint User Association and Resource Allocation in Heterogeneous Networks via Sparsity Pursuit
本文从一个新的角度研究了异构网络（HetNets）中的联合用户关联和资源分配问题。通过将多小区多用户资源分配视为多种复用模式之间的资源划分，提出了一个统一的框架来分析和比较HetNet的各种用户关联和资源分配策略，并为网络性能提供了一个最佳基准。使能机制是一种新的配方，考虑所有可能的干扰模式或任何预定义的模式的子集，和有效的稀疏追求算法来找到解决方案。这一提法的一个显著特点是，在资源优化过程中，模式保持不变。这为凸公式创造了一个有利的机会，同时仍然考虑干扰耦合。更重要的是，鉴于事实上，多细胞资源分配是非常计算的要求，我们的框架提供了一个系统的方式来权衡性能的减少计算复杂性，通过限制候选模式，以少量的特征模式。依靠稀疏追求能力的算法，我们开发了一个实用的指南，以确定特征模式。数值结果表明，识别出的特征模式能够显著改善现有策略，联合优化用户关联和资源分配确实带来了可观的收益。
2015-11-03 cs.IT cs.NI math.IT
User Association and Bandwidth Allocation for Terrestrial and Aerial Base Stations with Backhaul Considerations
无人机基站（DBS）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。这种自由度对于具有极端需求的未来应用特别有用，例如超可靠和低延迟通信（uRLLC）。然而，DBS的部署可能面临若干挑战。一个问题是找到这样的BS的3D放置以满足系统的动态要求。其次，可靠的无线回程链路的可用性和相关的资源分配是应该考虑的主要问题。最后，由于基站的移动性，用户与基站的关联成为一个复杂的问题。在本文中，我们考虑了一个宏BS（MBS）和几个DBS，依赖于无线链路的MBS回程。考虑到常规和uRLLC用户，我们提出了一种算法，以找到有效的三维位置的DBS除了用户BS的关联和无线回程带宽分配，以最大限度地提高用户的总和对数率。为此，采用分解方法来首先找到用户-BS关联和带宽分配。然后使用启发式粒子群优化算法更新DBS位置。仿真结果表明了该方法的有效性，并提供了有用的见解的流量分布和天线波束宽度的影响。
2017-09-15 cs.NI math.OC
Decentralised Resource Allocation and Coordination for 5G Cellular Communication Networks
为了应对网络将需要支持的不断增加的业务负载，应当遵循用于规划蜂窝网络部署的新方法。传统上，小区关联和资源分配是基于接收信号功率的，但是这种方法对于异构网络的酝酿似乎是不充分的。在这项工作中，我们首先实现了一个网络模拟器，以测试新的小区关联和资源分配技术。然后，我们提出了网络效用最大化的问题，重新制定的下行链路和上行链路解耦（DUDe）计划的框架和工具的数学优化。我们推导出固定和非固定的关联策略下的问题的显式解决方案，以便提出和开发能够解决小区关联和资源分配问题的集中式和分散式算法。我们观察到，分散的方法需要较低的计算工作量，并代表了网络的整体性能的显着增益。
2016-07-07 cs.NI
Scalable Spectrum Allocation and User Association in Networks with Many Small Cells
开发了一种可扩展的框架，以在缓慢的时间尺度上利用给定的业务统计在大量密集部署的小小区上分配无线电资源。联合用户关联和频谱分配首先制定为一个凸优化问题，通过划分频谱之间的所有可能的传输模式的活动接入点（AP）。为了提高可扩展性与AP的数量，问题是重新制定使用本地模式的干扰AP。为了保持局部模式之间的全局一致性，簇间交互被表征为超图中的超边，节点对应于AP的邻域。通过迭代地求解用于带宽分配的凸优化问题以降低复杂度并使用超图着色构造全局频谱分配来获得可扩展的解决方案。数值结果表明，所提出的解决方案的网络与100个AP和几百个用户设备。对于一个给定的服务质量（QoS），所提出的方案可以增加网络容量的几倍相比，分配每个用户到最强的AP与全频谱重用。
2017-01-12 cs.IT cs.NI math.IT
Joint User Association and Resource Allocation in Heterogeneous Cellular Networks: Comparison of Two Modeling Approaches
异构蜂窝网络中用户关联（UA）和资源分配（RA）的不同组合的性能已被广泛研究，使用基于系统快照的经典建模方法。也有许多研究集中在系统的动力学，使用嵌入式模型。这些建模方法很少相互比较，尽管它们各自为设计问题带来了不同的见解。在本文中，我们考虑一种基于排队模型的方法来研究UA和RA的相互作用，并将结果与使用快照模型获得的结果进行比较。具体来说，我们制定了三个不同的联合UA和RA优化问题对应于以下三个性能指标：最大可达到达率，平均系统延迟，最大每用户延迟。这些问题是非凸整数规划。因此，我们开发了数值技术来计算其精确解或紧下界。我们得到的结果为不同的组合的RA和UA计划，并比较通过快照方法得到的趋势。RA的趋势是非常相似的，我们把这作为这类问题的两种建模方法的交叉验证。用户关联的趋势有些不同，这表明结果缺乏鲁棒性，需要仔细验证普遍获得模型。
2019-03-20 cs.NI
Energy-Efficient Resource Allocation in a Multi-UAV-Aided NOMA Network
研究了在多无人机（UAV）辅助下为用户设备提供增强型移动宽带（eMBB）服务的网络中的资源分配问题。不同于现有的网络资源分配方法，我们研究了一个联合的非正交用户关联，子信道分配和功率控制问题。该问题的目标是在用户设备服务质量、无人机网络容量和功耗约束下，最大化网络能量效率。我们制定的能源效率最大化问题作为一个具有挑战性的混合整数非凸规划问题。为了缓解这个问题，我们首先将原问题分解为两个子问题，即整数非线性用户关联和子信道分配子问题和非凸功率控制子问题。然后，我们设计了一个两阶段的近似策略来处理非线性的用户关联和子信道分配子问题，并利用一个连续的凸近似方法来解决非凸的功率控制子问题。基于导出的结果，我们开发了一个迭代算法，证明收敛，以减轻原来的问题。仿真结果表明，我们提出的框架可以提高能源效率相比，几个基准算法。
2020-12-31 cs.NI
Joint User Association and Resource Allocation for Adaptive Semantic Communication in 5G and Beyond Networks
Fudan University（复旦大学）；Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；Yonsei University（延世大学）
本文提出了一种面向5G及更高级网络的自适应语义通信方法，通过动态调整DNN的计算和通信开销，实现更高效的联合用户关联与资源分配。
2026-10-19 cs.NI
User Association and Channel Allocation in 5G Mobile Asymmetric Multi-band Heterogeneous Networks
针对5G多频段异构网络，考虑用户移动性、异步上下行切换等实际因素，提出基于最优匹配和谱聚类的用户关联与信道分配算法，提升总数据速率、有效数据速率和满意用户数。
2024-05-29 cs.NI
RL-Based User Association and Resource Allocation for Multi-UAV enabled MEC
Northumbria University（诺森比亚大学）；Central South University（中南大学）；China University of Mining and Technology（中国矿业大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；University of Essex（埃塞克斯大学）
在本文中，多无人机（UAV）使能移动边缘计算（MEC），即，研究了无人机虚拟环境，其中多个无人机被部署为飞行MEC平台，为地面用户设备（UE）提供计算资源。与传统的固定位置MEC相比，UAV使能MEC（即，UAVE）在临时事件、紧急情况和按需服务的情况下特别有用，这是由于其高度灵活性、低成本和易于部署的特性。然而，UAVE的操作面临若干挑战，其中两个挑战是如何实现1）多个UE与UAV之间的关联和2）从UAV到UE的资源分配，同时最小化所有UE的能量消耗。为了解决这个问题，我们制定上述问题的混合整数非线性规划（MINLP），这是很难解决的一般情况下，特别是在大规模的情况下。然后，我们提出了一种基于强化学习（RL）的用户关联和资源分配（RLAA）算法来有效地解决这个问题。数值结果表明，在小规模情况下，该算法与穷举搜索算法相比具有最优性能;在大规模情况下，该算法与其他典型算法相比具有显著的性能增益.
2019-04-08 cs.AI cs.LG cs.NI
Optimizing User Association and Spectrum Allocation in HetNets: A Utility Perspective
研究了干扰受限条件下多层异构网络（HetNet）上下行链路的联合用户关联和频谱分配问题。用户与基站（BS）的基础上偏置的下行链路接收功率相关联。频谱在层之间共享或正交划分。本文将基站在不同层中的布局建模为空间点过程，并采用随机几何方法推导出基于覆盖率的网络理论平均比例公平效用。通过建立和求解网络效用最大化问题，解析地得到了多层网络的最优用户关联偏置因子和频谱划分比。结果分析表明，下行链路和上行链路用户关联不必是对称的。对于频谱共享下的上行链路，如果所有层具有相同的目标信号干扰比（SIR），基于距离的用户关联被证明是最佳的各种路径损耗和功率控制设置下。对于下行链路和上行链路，在正交频谱划分下，示出了分配给每个层的频谱的最佳比例应该匹配与该层相关联的用户的比例。仿真验证了分析结果。在典型系统参数下，仿真结果表明，频谱划分性能更好的下行链路的效用，而频谱共享性能更好的功率控制的上行链路。
2014-12-18 cs.IT cs.NI math.IT
Joint User-Association and Resource-Allocation in Virtualized Wireless Networks
在本文中，我们考虑多小区虚拟化无线网络（VWN）的下行链路传输，其中用户的不同服务提供商（切片）在一个特定的区域内由一组基站（BS）通过正交频分多址（OFDMA）。特别是，我们开发了一个联合BS分配，子载波和功率分配算法，以最大限度地提高网络吞吐量，同时满足每个切片的最低要求的速率。在假设每个用户在每个传输实例可以连接到不超过一个BS的情况下，我们引入用户关联因子（UAF）来表示联合子载波和BS分配作为数学问题公式中的优化变量向量。在不同的小区中允许子载波重用，但在一个小区内不允许。由于该优化问题本质上是非凸和NP-难的，通过应用连续凸逼近（SCA）和互补几何规划（CGP），我们开发了一种有效的两步迭代方法来解决该问题，该方法具有低计算复杂性.对于给定的功率分配，步骤1导出最优用户关联，并且随后，对于所获得的用户关联，步骤2找到最优功率分配。仿真结果表明，与传统的将每个用户分配到信号强度平均值最大的基站，然后对每个小区的用户进行联合子载波和功率分配的方法相比，该迭代算法具有更好的性能。仿真结果表明，对于小区边缘用户，均匀和非均匀用户分布的覆盖率分别提高了57%和71%，从而提高了VWN的传输可靠性和频谱利用率。
2015-08-25 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Cell Selection and Resource Allocation Games with Backhaul Constraints
针对回程受限无线网络，提出用势博弈建模用户关联与资源分配，以低复杂度逼近最优解并实现计算负载均衡。
2025-01-26 cs.NI
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
Joint User Association and Power Allocation in Heterogeneous Ultra Dense Network via Semi-Supervised Representation Learning
异构超密集网络（HUDN）是重要的网络架构之一，因为它能够实现更高的连接密度和超高的数据率。HUDN中合理的用户关联和功率控制调度可以降低无线干扰。本文提出了一种新的解决联合用户关联和功率控制问题的思想：最佳用户关联和基站发射功率可以用信道信息来表示。然后，我们通过制定最佳表示函数来解决这个问题。我们将HUDN建模为异构图，并使用半监督学习训练图神经网络（GNN）来逼近该表示函数，其中损失函数由帮助GNN逼近最佳表示函数的无监督部分和利用先前经验减少无用探索的有监督部分组成。我们将学习过程分为两个部分，泛化-表示学习（GRL）部分和特化-表示学习（SRL）部分，分别训练GNN用于广义场景准静态用户分布场景的学习表征.仿真结果表明，基于GRL的求解方法比传统的优化算法具有更高的计算效率，SRL的性能优于GRL。
2021-03-29 cs.AI cs.IT cs.NI
Distributed Association Control and Relaying in MillimeterWave Wireless Access Networks
在毫米波无线网络中，快速变化的无线信道需要快速和动态的资源分配机制。这个挑战由此通过分布式方法来解决，该分布式方法最优地解决了联合客户端关联和中继的基本资源分配问题。该问题被视为一个多任务优化问题，通过一系列的变换，建立了一种新的求解方法，从而得到一个易于处理的最小费用流问题。该方法允许设计分布式拍卖解决方案的算法，其中客户端和中继异步动作。新算法的计算复杂性远优于集中式通用求解器。结果表明，该算法总是收敛到一个解决方案，最大限度地提高总的网络吞吐量在所需的范围内。理论和数值计算结果表明，许多有用的性能相比，标准的方法和潜在的应用，即将毫米波无线接入网络。
2013-07-29 cs.NI
Joint User Association, Power Control and Scheduling in Multi-Cell 5G Networks
- 本文的重点是针对多小区5G网络，该多小区5G网络由诸如控制信令和系统广播信息的演进节点B（HPN）的HPN（高功率节点）和在同一操作区域中共存并共享稀缺无线电资源的简化的LPN（低功率节点）组成。因此，更加强调基于特别考虑用户关联的多资源管理技术的小区间干扰协调（ICIC）。除了用户关联到HPN，本文还考虑功率控制和调度。这一问题在很大程度上仍然没有得到解决，主要是由于其非凸性质使得难以获得全局最优解。我们根据无线网络中广泛采用的两种方法来解决用户关联的挑战：以网络为中心的方法，其中用户关联以集中的方式有效地分配;以用户为中心的方法，其中分布式分配占主导地位，以降低复杂性。调度和HPN功率分配以集中方式解决，以达到联合优化问题的最优解。
2018-03-07 cs.NI
Distributed Resource Allocation for Proportional Fairness in Multi-Band Wireless Systems
在多频带多小区自组织无线系统（诸如多信道Wi-Fi网络、3G/4G蜂窝网络中的毫微微/微微小区以及TV空白空间上的更近的无线网络）中的挑战性问题是分布式资源分配。这涉及四个组件：通道选择、客户端关联、通道访问和客户端调度。在本文中，我们提出了一个统一的框架，共同解决的四个组件与全球系统的目标，最大限度地提高客户端的吞吐量按比例公平的方式。我们的配方允许一个自然的问题分解成两个子部分。我们表明，第一部分，涉及信道接入和客户端调度，是凸的，并得出一个分布式的适应过程，实现帕累托最优解。对于第二部分，涉及信道选择和客户端关联，我们开发了一个吉布斯采样器为基础的方法，局部适应，以实现全球目标，以及从中获得快速贪心算法，实现良好的解决方案。
2011-02-13 cs.NI
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
Improvement of the Global Connectivity using Integrated Satellite-Airborne-Terrestrial Networks with Resource Optimization
在本文中，我们提出了一种新的无线方案，集成了卫星，机载和地面网络，旨在支持地面用户。更具体地说，我们研究了可实现的用户的吞吐量的增强与地面基站，高海拔平台（HAP），和卫星站的协助。目标是优化资源分配和HAP位置，以最大化用户的吞吐量。在这种情况下，我们建议分两个阶段解决优化问题;首先是短期阶段，然后是长期阶段。在短期阶段，我们首先提出一个接近最优的解决方案和低复杂度的解决方案来解决关联和功率分配。在第一个解决方案中，我们制定并解决一个二元线性优化问题，以找到最佳的关联，然后使用泰勒展开近似，以最佳方式确定功率分配。而在第二种解决方案中，我们提出了一种低复杂度的方法，基于频率划分技术来解决的关联和功率分配。另一方面，在长期阶段，我们提出了一种基于递归收缩和重新对齐过程的高效算法来优化HAP的位置。最后，选定的数值结果显示了我们提出的优化方案所提供的优势。
2019-12-09 cs.NI
Dynamic Power Allocation and Virtual Cell Formation for Throughput-Optimal Vehicular Edge Networks in Highway Transportation
本文从用户的角度研究了高速公路交通中的高移动车辆网络。特别地，引入了集中式软件定义架构，其中可以使用边缘服务器的锚节点（AN）来分配、编程和控制集中式资源。与传统网络不同，在传统网络中，典型的用户仅从一个接入点（AP）获得服务，在所提出的系统模型中，车辆用户同时从多个AP获得服务。虽然这增加了被辅助用户的可靠性和频谱效率，但也需要在所有传输时隙中进行精确的功率分配。因此，一个联合的用户关联和功率分配问题，制定实现增强的可靠性和加权用户和速率。然而，制定的问题是一个复杂的组合问题，非常难以解决。因此，细粒度的机器学习算法被用于有效地优化高度移动的车辆网络中的AP的联合用户关联和功率分配。此外，一个分布式的单智能体强化学习算法，即SARL-MARL，提出了获得几乎相同的基因辅助的最佳解决方案内的名义数量的训练集比基线的解决方案。仿真结果表明，该方案优于现有方案，可以达到基因辅助的最优性能。
2020-03-13 cs.NI cs.SY eess.SP
Tier Association Probability and Spectrum Partitioning for Maximum Rate Coverage in Multi-tier Heterogeneous Networks
针对无线多层异构网络中各层间的正交频谱分配问题，以最大化覆盖率为目标，优化关联概率和分配给各层的频谱比例.实际上，可以使用偏置的接收信号功率来控制关联概率。优化问题是非凸的，我们被迫探索局部最优解。我们在本文中做了两个贡献：首先，我们表明，目标函数的一阶导数相对于每个优化变量之间存在一个关系。这可以用于简化优化问题的数值解。其次，我们探讨了直观的解决方案，分配给每个层的频谱的分数应该等于层关联概率的最优性。我们表明，在这种情况下，存在一个封闭形式的解决方案。重要的是，我们的数值结果表明，基本上是零性能损失。结果还说明了联合优化用户关联和资源分配可能带来的显著收益。
2014-08-16 cs.IT cs.NI math.IT
Matching-based Spectrum Allocation in Cognitive Radio Networks
提出了一种新的认知无线电网络频谱关联方法。基于推理和信心的措施，以及对服务质量的措施，在网络中的次级用户（SU）和授权给主用户（PU）的频带之间的关联进行了研究。该问题被制定为SU和PU之间的匹配游戏。在这个游戏中，SU采用软决策贝叶斯框架来检测PU的信号，并最终根据后验比的对数对它们进行排名。SU进一步计算捕获排名度量和速率两者的性能度量。使用此性能度量，PU评估其用于构建其自身关联偏好的自身效用函数。提出了一种允许SU和PU相互作用并自组织成稳定匹配的分布式算法。仿真结果表明，相对于延迟接受算法和随机信道分配方法，该算法可以将SU的速率之和分别提高20%和60%。结果还显示了改进的收敛时间。
2015-08-12 cs.GT cs.IT cs.NI
Joint Program Partitioning and Resource Allocation for Completion Time Minimization in Multi-MEC Systems
本文考虑了一个实际的移动边缘计算（MEC）系统，其中边缘服务器不预先安装执行用户卸载的计算任务所需的程序。提出了一种部分程序卸载（PPO）方案，该方案将用户程序分为两部分，第一部分由用户自己执行，第二部分被传送到边缘服务器远程执行。然而，后一部分的执行需要前一部分的结果（称为中间结果）作为输入。我们的目标是最大限度地减少多服务器MEC系统完成所有用户卸载任务的总时间消耗。它被建模为一个混合整数非线性规划（MINLP）的问题，认为用户和服务器的关联，程序分区，和通信资源分配的联合方式。利用该问题的结构特征，提出了一种有效的求解算法。首先，在给定计算工作量和可用资源的情况下，最小化单个服务器的任务完成时间。然后，通过更新用户-服务器关联和通信资源分配来平衡边缘服务器的工作时间。数值结果表明，该方案可以实现显着的性能改善。
2022-02-24 cs.NI
Online User-AP Association with Predictive Scheduling in Wireless Caching Networks
对于无线高速缓存网络，在面对以下权衡时，用于内容递送的方案设计是不平凡的。一方面，为了优化整体吞吐量，用户可以将其附近的AP与大的信道容量相关联;然而，这可能导致AP上的不稳定队列积压并延长请求延迟。另一方面，为了确保队列稳定性，一些用户可能不得不将AP与较差的信道状态相关联，这将导致吞吐量损失。此外，对于这样的系统，如何进行预测调度，以减少延迟和其好处的基本限制仍然没有探索。在本文中，我们制定了一个随机网络优化问题的在线用户AP关联和资源分配的内容交付与预测调度下的固定内容放置。通过利用其独特的结构，我们把问题转化为一系列的模块化极大化子问题与拟阵约束。然后，我们设计了PUARA，预测用户AP关联和资源分配计划，实现了可证明的接近最优的吞吐量与队列稳定性。我们的理论分析和仿真结果表明，PUARA不仅可以执行吞吐量最大化和队列稳定性之间的可调控制，但也引起了显着的延迟减少与预测信息。
2020-08-01 cs.NI
An Improved Virtual Force Approach for UAV Deployment and Resource Allocation in Emergency Communications
本文针对灾害环境下的无人机应急通信，提出一种融合联盟博弈与虚拟力的交替优化算法，联合优化部署、功率分配和用户关联，在满足用户需求的同时将计算耗时降至传统方法的5.6%。
2024-01-17 cs.NI eess.SP
Machine Learning-based Inter-Beam Inter-Cell Interference Mitigation in mmWave
在本文中，我们解决了采用毫米波（mmWave）、波束成形和非正交多址（NOMA）技术的5G网络中的波束间小区间干扰缓解问题。这些技术通过在空间域和功率域上复用用户，在提高网络容量和频谱效率方面发挥着关键作用。此外，来自不同小区的多个波束的覆盖区域可以相交，从而允许用户-小区关联的更大灵活性。然而，覆盖区域的交叉也意味着增加的波束间小区间干扰，即由附近小区形成的波束之间的干扰。因此，联合用户-小区关联和波束间功率分配是减轻波束间、小区间干扰的有希望的解决方案。在本文中，我们考虑了5G毫米波网络，并提出了一种强化学习算法来执行联合用户-小区关联和波束间功率分配，以最大化网络的和速率。所提出的算法相比，一个均匀的功率分配，平均划分每个小区的波束之间的功率。仿真结果表明，在最低和最高流量负载下，网络的总速率分别提高了13-30%。
2021-03-08 cs.NI
Data Service Maximization in Space-Air-Ground Integrated 6G Networks
本研究针对空天地一体化6G网络，提出联合优化用户关联、轨迹与功率分配的数据服务最大化框架，采用Gurobi和DDPG算法分解求解，仿真验证性能优于基线。
2024-07-19 cs.NI eess.SP
Decentralized Computation Offloading and Resource Allocation in Heterogeneous Networks with Mobile Edge Computing
我们考虑一个具有移动边缘计算的异构网络，其中用户可以将其计算卸载到多个服务器中的一个。特别是，我们最大限度地减少了系统范围内的计算开销，通过联合优化个人的计算决策，用户的传输功率和计算资源在服务器上。问题的关键在于多用户卸载决策的组合性质、优化目标的复杂性以及小区间干扰的存在。然后，将问题分解为两个子问题：一是卸载决策，包括用户关联和子信道分配两个阶段;二是联合资源分配，进一步分解为发射功率和计算资源分配问题。为了实现分布式计算卸载，我们依次应用多对一匹配游戏的用户关联和一对一匹配游戏的子信道分配。此外，卸载用户的发射功率使用二分法近似的小区间干扰，并分配给卸载用户的计算资源通过对偶方法来实现。所提出的算法是收敛和稳定的。最后，我们提供模拟来验证所提出的算法的性能，以及与现有的框架进行比较。
2018-03-02 cs.NI
Joint Optimization of Resource Allocation and User Association in Multi-Frequency Cellular Networks Assisted by RIS
针对RIS辅助的多频异构蜂窝网络，提出联合资源分配与RIS相移优化的BCD交替算法，以低复杂度显著提升系统和速率。
2023-08-16 cs.IT cs.NI math.IT
Sum-Rate Maximizing Cell Association via Dual-Connectivity
提出了一种双连接（DC）模式分配算法，在中心宏基站（MBS）下随机分布工作在不同载频上的小基站（SBS）。我们介绍了两个双连接配置文件和它们之间的差异。我们利用双连接轮廓的特点和他们的应用场景，以减少可行的组合集考虑。算法分析和数值实验结果表明，该算法在$10^6$倍的复杂度下，能达到最优算法性能的5%以内.
2015-05-12 cs.NI
Flexible Base Station Sleeping and Resource Allocation for Green Uplink Fully-Decoupled RAN
针对全解耦无线接入网，提出联合优化用户关联、基站休眠与功率控制的算法，以最大化能源效率，仿真验证其有效性。
2025-09-04 cs.NI
Analysis of Two-Tier LTE Network with Randomized Resource Allocation and Proactive Offloading
包括多个基站类型的蜂窝网络中的异构性对网络规划和部署提出了新的挑战。无线电资源管理（RRM）技术，例如可用资源的动态共享和高级用户关联策略，决定了整体网络容量和网络/频谱效率。本文评估了一个两层异构LTE网络（包括宏和毫微微层）的下行链路性能的速率分布，即在系统中达到一定速率的用户的百分比。该文件具体涉及：（1）通过随机化所分配的资源的毫微微层RRM;（2）通过引入新颖的主动卸载方案的用户关联过程;以及（3）毫微微层接入控制。系统级仿真结果表明，最佳的RRM策略可以设计不同的情况下（如拥塞和非拥塞网络）。所提出的主动卸载方案在关联阶段通过有效地利用可用的毫微微层资源来提高拥塞网络的性能。最后，毫微微层中引入的混合接入被示出为执行与开放获取几乎相同的操作。
2014-12-17 cs.IT cs.NI math.IT
Energy Efficient Resource Allocation Optimization in Fog Radio Access Networks with Outdated Channel Knowledge
雾无线电接入网络（F-RAN）正在全球范围内获得关注，以实现超越5G的移动边缘计算。然而，为了实现未来的实时和延迟敏感的应用，F-RAN定制的无线电资源分配和干扰管理变得必要。这项工作研究用户关联和波束成形问题，提供能源效率的F-RAN。我们制定的能源效率最大化的问题，其中F-RAN的具体约束，以保证本地边缘处理明确考虑。为了解决这个复杂的问题，我们设计了一个算法的基础上增广拉格朗日（AL）方法。然后，为了减轻计算复杂性，开发了启发式低复杂性策略，其中任务被分成两部分：一种是基于全局但过时的用户信道状态信息（CSI）来解决在云端以集中方式激活用户关联和雾接入点（F-AP）以解决前传延迟，以及第二种基于完美但局部的CSI在每个活动F-AP处以分布式方式求解波束成形。仿真结果表明，所提出的探试法实现了一个可观的性能水平相比，基于AL的方法，同时大大优于基线F-RAN方案的能量效率和限制的和速率最大化算法相比，和速率退化。
2020-09-25 cs.NI
Dynamic Multi-time Scale User Admission and Resource Allocation for Semantic Extraction in MEC Systems
本文针对MEC系统中语义提取任务的动态到达特性，提出一种基于Lyapunov优化的多时间尺度用户准入与资源分配算法，实现系统收益与成本的灵活权衡。
2023-07-06 cs.NI eess.SP
Ruin Theory for Energy-Efficient Resource Allocation in UAV-assisted Cellular Networks
无人机（UAV）可以为提高地面无线蜂窝网络的覆盖范围、容量和整体性能提供有效的解决方案。特别是，无人机辅助蜂窝网络可以满足第五代新无线电（5G NR）应用的严格性能要求。本文研究了在5G NR应用的可靠性和时延约束下，无人机辅助蜂窝网络的节能资源分配问题。破产理论的框架，允许太阳能无人机捕捉收获和消耗的能量的动态。首先建立了无人机剩余功率模型，然后利用剩余功率计算无人机的破产概率。破产概率表示无人机能量耗尽的脆弱性。接下来，破产的概率是用于有效的用户关联与每个无人机。然后，使用注水方法执行5G NR应用的功率分配以最大化可实现的网络速率。仿真结果表明，与基于信干噪比的方案相比，该方案可使无人机飞行持续时间提高61%，服务用户数提高58%.
2020-06-01 cs.NI eess.SP
Artificial Intelligence Empowered Multiple Access for Ultra Reliable and Low Latency THz Wireless Networks
University of Piraeus（比雷埃夫斯大学）；RapidMiner GmbH（RapidMiner有限公司）；Nokia Standardization Department（诺基亚标准化部）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；CentraleSupélec（巴黎中央理工-高等电力学院）
太赫兹（THz）无线网络有望推动超越第五代（B5G）时代的到来。然而，由于THz链路的方向性和视线需求，以及THz网络的超密集部署，产生了介质访问控制（MAC）层需要面对的许多挑战。更详细地说，通过结合能够在复杂和频繁变化的环境中提供“实时”解决方案的人工智能（AI）来重新思考用户关联和资源分配策略的必要性变得显而易见。此外，为了满足几种B5G应用的超可靠性和低延迟需求，需要新的移动性管理方法。基于此，本文提出了一种整体MAC层方法，该方法可以实现智能用户关联和资源分配，以及灵活和自适应的移动性管理，同时通过最小化阻塞来最大限度地提高系统的可靠性。更详细地说，一个快速和集中的联合用户关联，无线电资源分配，并通过一个新的元机器学习框架的阻塞避免记录，最大限度地提高太赫兹网络的性能，同时最小化的关联延迟约三个数量级。为了在接入点（AP）覆盖区域内支持移动性管理和阻塞避免，讨论了用于波束选择的深度强化学习（DRL）方法。最后，为了支持相邻AP覆盖区域之间的用户移动性，提出了一种基于人工智能辅助快速信道预测的主动切换机制。
2022-08-17 cs.AI cs.LG cs.NI
A Resource Allocation and Coordinated Transmission Scheme for Large Cellular Networks
随着用户设备（UE）和数据需求数量的增加，正在采用更密集的接入点（AP）。资源分配问题已经被广泛研究，其中干扰被视为噪声。多个终端通过相干或非相干的方式进行传输协调，可以显著提高系统的频谱效率，本文重点研究如何选择AP对进行协调，并根据协调结果进行资源分配。通过灵活地优化AP配对、频谱分配、用户关联和功率管理，将网络效用函数最大化。提出了一种基于迭代方案追踪和分式规划的可扩展高效算法。数值结果表明，由于在128个AP和384个UE的网络中的协调传输，网络效用大幅增加。
2020-04-16 cs.NI
Dynamic Task Offloading and Resource Allocation for Ultra-Reliable Low-Latency Edge Computing
为了克服设备在执行计算密集型应用方面的局限性，移动边缘计算（MEC）使用户能够将任务卸载到邻近的MEC服务器，以实现更快的任务计算。然而，目前的MEC系统设计是基于平均的指标，这不能考虑在任务关键型应用程序的超可靠的低延迟的要求。为了解决这个问题，本文提出了一种新的系统设计，概率和统计约束的任务队列长度，应用极值理论。目标是最小化用户的功耗，同时权衡分配的资源用于本地计算和任务卸载。由于无线信道动态性，用户被重新关联到MEC服务器，以便使用更高的速率或访问邻近的服务器来卸载任务。在这方面，提出了一个用户-服务器关联策略，考虑到信道质量以及服务器的计算能力和工作负载。结合李雅普诺夫优化和匹配理论，提出了一种双时间尺度机制，在长时间尺度上解决用户-服务器关联问题，在短时间尺度上执行动态任务卸载和资源分配策略.仿真结果证实了所提出的方法的有效性，保证高可靠的任务计算和较低的延迟性能相比，几个基线。
2020-05-18 cs.NI
Graph Diffusion-Based AeBS Deployment and Resource Allocation in RSMA-Enabled URLLC Low-Altitude Wireless Networks
State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室）；College of Computing and Data Science, Nanyang Technological University（南洋理工大学计算机与数据科学学院）；Department of Electrical and Electronic Engineering, University of Hong Kong（香港大学电气电子工程学系）
针对低空无线网络中频谱受限和同频干扰问题，提出基于速率分割多址接入（RSMA）的传输设计，并利用生成式图扩散模型联合优化AeBS部署、用户关联和资源分配，以最大化总速率和覆盖率。
2026-06-19 cs.NI
Integrating Atmospheric Sensing and Communications for Resource Allocation in NTNs
Aalborg University（奥尔堡大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文提出一种融合感知与通信的框架，通过感知准确估计通信链路的大气衰减，从而优化卫星选择和资源分配，提升地面用户的数据传输效率和公平性。
2025-03-20 cs.NI eess.SP
Joint Resource Allocation for eICIC in Heterogeneous Networks
高功率宏和低功率微微之间的干扰协调对异构网络（HetNet）的性能有着深刻的影响。它应该处理三个挑战：与宏和微微的用户关联、宏应该为微微保留的几乎空白子帧（ABS）的量、以及每个eNB中的资源块（RB）分配策略。我们制定的三个问题联合和加权对数效用最大化，同时保持比例公平的用户。提出了一类求解联合优化问题的分布式算法。我们的框架可以部署用于现有LTE-A协议中的增强型小区间干扰协调（eICIC）。广泛的评估进行验证我们的算法的有效性。
2014-09-12 cs.IT cs.NI math.IT
Optimizing Client Association in 60 GHz Wireless Access Networks
60 GHz频段的毫米波通信被认为是实现多千兆位无线接入的关键技术之一。然而，在这样的频带中的高传播损耗对无线资源的最佳利用构成了主要障碍，其中高效的客户端与接入点（AP）的关联的问题至关重要。本文研究了60 GHz无线接入网中的客户端关联问题。AP利用率和快速消失的通信链路的质量是控制参数。由于客户端关联优化问题具有复杂的非凸性和组合性，因此提出了一种新的求解方法来保证资源分配的均衡性和公平性。基于拉格朗日对偶理论和次梯度方法，提出了一种新的分布式、轻量级、易于实现的关联算法。结果表明，该算法是渐近最优的，即相对的对偶差距减少到零的客户端的数量增加。理论和数值结果表明，许多有用的属性的算法，如快速收敛，可扩展性，时间效率，和公平执行相比，现有的方法。最后得出结论，所提出的解决方案可以应用在即将到来的60 GHz无线接入网络。
2013-02-11 cs.NI
User-Network Association in a WLAN-UMTS Hybrid Cell: Global & Individual Optimality
我们研究最佳的用户网络关联在一个集成的802.11 WLAN和3G-UMTS混合小区。假设饱和的资源分配的WLAN和UMTS网络的下行链路和一个单一的QoS类的移动到达一个平均位置的混合小区，我们制定了两种不同的方法的问题：全球和个人的最优性。全局最优关联被公式化为SMDP（Semi Markov Decision Process）连接路由决策问题，其中奖励包括财务增益分量和聚合网络吞吐量分量。利用数值迭代法求解相应的动态规划方程，得到了一个既不具有凸型也不具有凹型切换曲线结构的稳态最优策略。阈值型和对称开关曲线观察类似的同质网络的情况下。在一个非合作动态博弈框架下，以移动台的期望服务时间为决策代价，研究了个体最优性问题。结果表明，在WLAN-UMTS混合小区中的个体最优性，导致随着移动台的泊松到达率的增加，阈值策略曲线呈下降的阶梯形式。
2006-08-04 cs.NI
Content Caching and Distribution in Smart Grid Enabled Wireless Networks
为了方便多媒体内容的无线传输到移动用户，我们提出了一个内容缓存和分发框架，智能电网使能OFDM网络，每个流行的多媒体文件被编码和分布式存储在多个能量收集使能服务节点（SN），和绿色能源分布式收集SN可以通过智能电网彼此共享。分布式缓存、绿色能源共享和在线能源备份提高了无线多媒体下载过程的可靠性和性能。为了使全网总的上网功耗最小，在保证每个用户都能检索到全部内容的前提下，联合考虑子信道分配、功率分配和节点间功率流等资源分配，设计用户关联方案，由用户关联方案决定哪个SN为哪个用户服务。首先，解析地推导出分配给每个子信道的最优功率和节点间的功率流。然后，用户关联问题从子信道分配问题中解耦，并且所提出的用户关联方案利用了内容下载过程的多播性质。为了决定将哪个子信道分配给哪个节点，首先根据绿色能量产生速率和相关联的业务卸载来确定分配给每个节点的子信道的数量，然后从总的分配的系统频谱中选择对应的子信道。仿真结果表明，使内容、绿色能源和服务节点更接近终端用户可以显著降低上网能耗。
2016-03-17 cs.NI
Licensed and Unlicensed Spectrum Allocation in Heterogeneous Networks
在未来的网络中，运营商可以在多个许可和未许可频带上使用各种无线接入技术（RAT）来采用广泛的接入点。本文研究了集中式用户关联和频谱分配在许多接入点在这样的异构网络（HetNet）。这种集中式控制在相对较慢的时间尺度上，以允许在多个小区上进行信息交换和联合优化。这与快速时标分布式调度形成对比和互补。引入了一个频谱模型来捕获较低的频谱效率，可靠性，以及由于竞争和/或通话前监听要求而导致的非授权频带上的数据传输的额外延迟。提出了两种基于优化的频谱分配方案以及计算分配的有效算法。所提出的解决方案完全了解业务负载、网络拓扑以及未授权频带中的外部干扰水平。分组级仿真结果表明，所提出的方案显着优于正交和全频率复用分配在所有业务条件下。
2016-08-31 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Interference and User Association Optimization in Cellular Wireless Networks
在蜂窝无线网络中，用户关联是指将移动用户分配到基站小区的问题--这在许多新兴的小小区和异构网络中是一个关键但具有挑战性的问题。本文考虑了一类通用的效用最大化问题的移动用户协会和带宽和功率分配的联合优化。该公式可以包含一大类网络拓扑结构、干扰模型、SNR到速率映射和网络约束。此外，该模型可以应用于载波聚合的情况下，移动台可以同时由多个小区服务。虽然问题是非凸的，我们的主要贡献表明，优化承认一个可分离的对偶分解。这个属性使得能够快速计算上界的效用，以及一个有效的，分布式的实现近似局部优化，通过增广拉格朗日技术。模拟在异构网络中的宏和微微蜂窝的混合物。我们证明了所提出的方法在毫微微小区链路中具有可变回程容量的情况下以及在用户密度足够低的情况下的重要价值，即轻度使用的小区可以降低功率。
2013-04-15 cs.NI
Resource Allocation Based on Optimal Transport Theory in ISAC-Enabled Multi-UAV Networks
针对ISAC使能多无人机网络中的资源分配问题，本文提出基于最优传输理论的交替迭代算法AIBOT，联合优化小区关联与功率分配，在仿真中实现系统总速率提升近12%、定位CRB降低约29%。
2024-10-03 cs.NI cs.SY eess.SY
