Evolution Towards 5G Multi-tier Cellular Wireless Networks: An Interference Management Perspective
演进的第五代（5G）蜂窝无线网络被设想为克服现有蜂窝网络的基本挑战，例如，更高的数据率、出色的端到端性能以及热点和拥挤区域中的用户覆盖率，同时降低延迟、能耗和每次信息传输的成本。为了应对这些挑战，5G系统需要采用由宏小区、不同类型的授权小小区、中继和设备到设备（D2D）网络组成的多层架构，以频谱和节能的方式为具有不同服务质量（QoS）要求的用户提供服务。本文从5G多层网络的愿景和要求开始，概述了干扰管理的挑战（例如，功率控制、小区关联）在这些具有共享频谱接入的网络中（即，当不同的网络层共享相同的许可频谱时）。有人认为，现有的干扰管理方案将无法解决优先级5G多层网络中的干扰管理问题，其中不同层中的用户具有不同的信道接入优先级。在这种情况下，提供了对潜在的现有小区关联和功率控制方案的调查和定性比较，以证明它们在5G网络中的干扰管理方面的局限性。突出了开放的挑战，并提供了修改现有方案的指导方针，以克服这些限制，使其适用于新兴的5G系统。
2014-02-17 cs.NI
Management of Location Based Advertisement Services using Spatial Triggers in Cellular Networks
本文讨论了新技术的出现，已经出现在该地区的基于位置的服务（LBS）。一个创新的实现和方法已经提出了对用户的创造性和有吸引力的应用程序的设计。空间触发器是LBS技术中最有前途的补充之一。本文介绍了移动广告服务可以有效地引入蜂窝市场带来创新，通过有效地利用空间触发器的方式。因此，开辟了新的视野，使消费者蜂窝网络，商业，更有效和信息。
2009-11-04 cs.NI
Multi-Agent Deep Reinforcement Learning Based Resource Management in SWIPT Enabled Cellular Networks with H2H/M2M Co-Existence
机器对机器（M2M）通信在发展物联网（IoT）中至关重要。众所周知，蜂窝网络已被认为是M2M通信的主要基础设施，为了在蜂窝网络上部署M2M通信，存在要解决的若干关键问题。值得注意的是，M2M流量的快速增长显著增加了能耗，并且降低了现有人对人（H2 H）流量的性能。可持续运行技术和资源管理是解决这些问题的有效途径。在本文中，我们研究了H2 H/M2M共存的蜂窝网络中的资源管理问题。首先，考虑到机器类型通信设备（MTCD）的能量受限性质，我们提出了一种新的网络模型，通过同时无线信息和功率传输（SWIPT），使MTCD具有同时执行能量收集（EH）和信息解码的能力。考虑到物联网设备的不同特性，我们将MTCD细分为关键和可容忍类型，进一步将资源管理问题制定为各种服务质量（QoS）约束下的能源效率（EE）最大化问题。然后，我们开发了一个基于多智能体深度强化学习（DRL）的方案来解决这个问题。它提供了最佳的频谱，发射功率和功率分配（PS）比分配策略，以及在设计的基于行为跟踪的状态空间和公共奖励函数下的有效模型训练。最后，我们验证了一个合理的训练机制，多个M2M代理成功地协同工作，以分布式的方式，导致网络性能优于其他智能方法的收敛速度和满足EE和QoS的要求。
2022-12-29 cs.NI
An ANN Based Call Handoff Management Scheme for Mobile Cellular Network
由于简单性和有效性，Hanover决策通常基于信号强度。除了传统的技术，例如基于阈值和滞后的方案之外，最近许多人工智能技术，例如模糊逻辑、人工神经网络（ANN）等也被用于进行切换决策。本文提出了一种基于人工神经网络的切换算法，并对其性能进行了研究。我们在这里使用人工神经网络进行快速准确的切换决策。在我们提出的切换演算法中，使用反向传播神经网络模型，反向传播方法的优点是它的简单性和合理的速度。该算法的设计，测试和发现，以提供最佳的结果。
2014-01-10 cs.NI
Base Station Switching Problem for Green Cellular Networks with Social Spider Algorithm
随着最近移动数据的爆炸式增长，移动通信行业的能源消耗和碳足迹正在迅速增加。必须开发更节能的系统，以减少对环境的潜在有害影响。一个可能的策略是在非高峰时段关闭一些未充分利用的基站。在本文中，我们提出了一个二进制的社会蜘蛛算法，为选择基站关闭的指导方针。在我们的实现中，我们使用惩罚函数来制定问题，并设法绕过原始优化问题中的大量约束。我们采用几个随机生成的蜂窝网络进行仿真，结果表明，我们的算法可以产生优越的性能。
2015-02-01 cs.NI
Intent-driven autonomous network and service management in future cellular networks: A structured literature review
本综述全面分析意图驱动网络（IBN）在自主网络管理中的现状，提出融合架构框架，并指出其作为超越5G网络基本管理范式的关键挑战与前景。
2023-05-09 cs.NI
Resource Management and Quality of Service Provisioning in 5G Cellular Networks
随着5G技术的商业推出和蜂窝网络基础设施的快速扩张，预计蜂窝和移动网络流量将呈指数级增长。此外，新的服务预计将广泛传播，例如连接到移动网络的物联网。这将在业务负载方面增加额外的负担。因此，一些研究表明，与现在产生的流量相比，移动流量可能会增加1000多倍。这意味着必须以智能的方式管理和控制用于移动服务的网络资源，因为资源总是有限的，但是对服务的需求和保持用户设备总是连接到移动网络的需要可以被认为是无限的，从而在巨大的服务需求和可用资源之间留下差距。为了缩小这一差距，应主要考虑网络资源的管理，以避免高峰时段和流量高峰期间的网络拥塞和性能下降，并允许更多客户在需求高时访问网络服务。另一方面，保证各种新业务的服务质量要求是5G网络必须满足的另一个挑战。在本文中，我们将回顾5G网络的特点和规范，然后对资源管理和QoS提供进行调查，以提高和管理5G网络中的资源利用率。
2020-08-21 cs.NI
Tractable Resource Management in Millimeter-Wave Overlaid Ultra-Dense Cellular Networks
在毫米波覆盖的5G蜂窝网络中，毫米波（mmW）向微波（μW）寻求什么帮助？本文提出了是否补充下行链路（DL）或上行链路（UL）传输的问题，并得出结论，μW应该帮助UL更多。这种对UL的贡献是由于移动用户处的高峰均功率比（PAPR）而导致的低mmW UL速率。DL/UL分配是基于经由随机几何的新颖的封闭形式的mm-uW频谱效率（SE）推导而可追踪地提供的。调查结果明确表明：（i）DL/UL mmW（或μW）SE两者在超密集蜂窝网络（UDN）中一致地收敛于相同值，以及（ii）这样的mmW（或μW）UDN SE是BS与用户密度比的对数函数。相应的毫米-μW的资源管理进行了评估，利用三维（3D）堵塞模型与真实的地理在韩国首尔。
2015-07-16 cs.IT cs.NI math.IT
User-Centric Mobility Management in Ultra-Dense Cellular Networks under Spatio-Temporal Dynamics
本文从能量效率（EE）的角度研究了超密集蜂窝网络（UDN）的移动性管理。UDN中的许多休眠基站（BS）不发送信号，因此传统蜂窝网络中的基于接收功率的切换（HO）方法几乎不适用。此外，与大量BS相比，有限的前端/回程容量使得难以实现集中式HO和功率控制。基于这些原因，提出了一种新的以用户为中心的关联规则，它联合优化HO和功率控制，以最大限度地提高EE。所提出的移动性管理不仅能够应付用户移动的空间随机性，而且与时间相关的无线信道。所提出的方法实现了HO时间窗口和易处理的功率控制策略，利用平均场博弈（MFG）和随机几何（SG）。与具有固定HO间隔和发射功率的基线相比，所提出的方法在典型的活动BS处实现了1.2倍更高的长期平均EE。
2016-09-14 cs.IT cs.NI math.IT
Secure Real-Time Monitoring and Management of Smart Distribution Grid using Shared Cellular Networks
电力生产和分配面临两大变革。首先，生产正在从煤炭和核能等传统能源转向太阳能和风能等可再生能源。其次，由于电动汽车的预期引入，低压电网的消费预计将大幅增长。实现更高效的运营能力的第一步是引入配电系统的可观察性，并允许利用具有可管理的消费、发电和存储能力的终端连接点的灵活性。得益于FP 7 SUNSEED项目开发的先进测量设备、管理框架和安全通信基础设施，配电系统运营商（DSO）现在可以全面观察中/低压电网的能量流动。此外，生产消费者能够积极参与并与DSO和电网中的其他利益相关者协调。监控和管理功能对通信延迟、可靠性和安全性有很强的要求。本文提出了新的解决方案和分析这些方面的SUNSEED方案，其中智能电网ICT解决方案，通过共享蜂窝LTE网络提供。
2017-01-13 cs.NI
Spatial and Temporal Management of Cellular HetNets with Multiple Solar Powered Drones
本文提出了一种动态太阳能无人机支持的蜂窝异构网络（HetNets）的能量管理框架。部署由宏小区基站（BS）、微小区BS和无人机小小区BS组成的HetNet以服务网络的订户。无人机可以降落在由移动运营商定义的预先计划的位置和宏小区BS站点，在那里它们可以为电池充电。该框架的目标是联合确定可以安全关闭的无人机和MBS的最佳行程，以最小化网络的总能耗。这是在考虑小区的容量和保证成功通信的最小接收功率的同时完成的。要做到这一点，整数线性规划问题的制定和优化解决三种情况下的知识水平的基础上，未来的可再生能源统计的无人机。一个低复杂度的松弛的解决方案也被开发。其性能被证明是接近的最优解。然而，随着网络变得更加拥塞，间隙增大。数值结果研究了所提出的基于无人机的方法的性能，并在节能和网络容量方面显示出显着的改善。
2019-12-08 cs.NI
Minimizing Latency to Support VR Social Interactions over Wireless Cellular Systems via Bandwidth Allocation
通过虚拟现实（VR）技术和无线蜂窝系统，移动用户的沉浸式社交互动很快将在虚拟空间内实现。在VR移动社交网络中，所有交互用户的状态应该通过与边缘计算服务器的双向通信同步更新，并且延迟较低。由此产生的端到端延迟取决于无线VR用户和边缘服务器的虚拟和物理位置之间的关系。在这项工作中，分析和优化的端到端的延迟的问题进行了调查，一个简单的网络拓扑结构，产生重要的见解物理和虚拟几何之间的相互作用。
2018-04-04 cs.IT cs.NI math.IT
DBSCAN-based Vehicle Clustering and UAV Placement for NOMA-based Resource Management in Cellular V2X Communications
本文研究C-V2X网络中的无线资源管理，提出两阶段方法：先基于DBSCAN和车辆状态聚类并部署UAV，再在簇内构建NOMA分组分配资源，仿真证明其在频谱效率等指标上表现优越。
2025-04-30 cs.NI
Resource Management and Cell Planning in Millimeter-Wave Overlaid Ultra-Dense Cellular Networks
本文提出了一种利用毫米波（mmWave）和超密集基站（BS）的蜂窝网络，以实现下行平均速率的深远5G目标。然而，毫米波覆盖网络由于在移动用户处的实现困难而导致其充足的数据率仅适用于下行链路传输的缺陷，从而导致上行链路和下行链路速率之间的巨大差异。因此，我们把我们的注意力不仅要最大化下行链路速率，而且要确保最小的上行链路速率。为此，我们首先推导出毫米波覆盖的超密集蜂窝网络频谱效率的上行链路和下行链路的情况下，在封闭的形式，通过使用随机几何通过下界近似。在实际场景中，所提出的网络的这种易处理的结果揭示了现有微波（$μ$ Wave）蜂窝资源应该主要专用于上行链路传输，以便与毫米波下行链路速率改进相对应。此外，经由$μ$ Wave BS致密化来增加上行链路速率不能单独应对毫米波下行链路/上行链路速率不对称，并且因此在5G蜂窝网络中需要额外的$μ$ Wave频谱。
2015-04-20 cs.IT cs.NI math.IT
Tractable Resource Management with Uplink Decoupled Millimeter-Wave Overlay in Ultra-Dense Cellular Networks
即将到来的5G蜂窝网络预计将覆盖毫米波（mmW）传输与现有的微波（μW）架构。因此，整个毫米-μW资源管理应相互协调。本文旨在以最小上行链路（UL）速率约束最大化总体下行链路（DL）速率，并得出结论：在时分双工（TDD）mmW操作下，mmW倾向于更多地关注DL传输，而μW具有补充UL的高优先级。这种μW的UL专用是由于移动用户处的过度功耗和/或高峰均功率比（PAPR）而导致的对mmW UL带宽的有限使用。为了进一步缓解这种UL瓶颈，我们提出了mmW UL解耦，其允许每个传统μW基站（BS）接收mmW信号。它对毫米-μW资源管理的影响是通过一种新的封闭形式的毫米-μW频谱效率（SE）推导，以一种易于处理的方式提供。在超密集蜂窝网络（UDN）中，我们的推导证明了mmW（或μW）SE是BS与用户密度比的对数函数。这种惊人的简单，但实际有效的分析，使利用随机几何结合真正的三维（3D）建设堵塞统计在韩国首尔。
2016-03-08 cs.IT cs.NI math.IT
Adaptive Slot Allocation And Bandwidth Sharing For Prioritized Handoff Calls In Mobile Netwoks
移动性管理和带宽管理是蜂窝移动网络中的两个主要研究课题。移动性管理包括两个基本部分：位置管理和切换管理。为了给用户提供QoS，移动通信是无线蜂窝网络中的一个关键要素。它通常是由跨越小区边界或由当前信道中的信号质量恶化而发起的。本文提出了一种新的蜂窝移动网络接纳控制策略。在蜂窝网络中，两个重要的QoS参数是呼叫丢弃概率（CDP）和分组丢弃概率（HDP）。CDP表示呼叫由于切换失败而掉线的概率。HDP表示由于目标小区中的可用资源不足而导致的切换失败的概率。大多数算法试图将HDP限制到某个目标最大值，但不限制CDP。在本文中，我们表明，当HDP被控制，CDP也被控制到最低程度，同时保持较低的阻塞率为新的呼叫在系统中。
2010-05-06 cs.NI
Velocity-Aware Handover Management in Two-Tier Cellular Networks
虽然网络致密化被认为是满足不断增长的容量需求的重要解决方案，但其对切换（HO）速率的影响被忽视。在密集的5G网络中，HO延迟可能会抵消甚至抵消网络密集化带来的收益。因此，用户的移动性提出了一个不平凡的挑战，收获能力增益通过网络致密化。在本文中，我们提出了一种速度感知HO管理方案，双层下行链路蜂窝网络，以减轻HO的影响，可预见的致密化吞吐量增益。所提出的HO方案通过跳过HO到沿着用户轨迹的一些BS来牺牲最佳BS连接性，以维持较长的连接持续时间并降低HO速率。此外，所提出的方案使合作BS服务和最强干扰消除，以补偿跳过最佳连接。为此，我们考虑不同的HO跳过的情况下，并开发一个速度感知的数学模型，通过随机几何，量化的覆盖概率和用户吞吐量方面的性能建议HO计划。结果突出了密集蜂窝环境中的HO速率问题，并显示了所提出的HO方案的重要性。最后，随着切换跳过的BS合作的价值被量化为不同的用户移动性配置文件。
2016-09-04 cs.IT cs.NI math.IT
Social Network Enhanced Device-to-Device Communication Underlaying Cellular Networks
设备到设备（D2D）通信已被视为克服即将到来的无线容量紧缩并实现新的应用服务的主要技术。在本文中，我们提出了一个社会意识的方法，通过利用两个层：社交网络和物理无线层的D2D通信优化。首先，我们制定的物理层D2D网络根据用户的遭遇历史。随后，我们提出了一种方法，基于所谓的印度自助餐过程，以便模拟用户的在线社交网络的内容分布。给定由演进节点B（eNB）收集的社会关系，我们共同优化D2D通信中的流量卸载过程。此外，我们给出了卸载流量的Bundoff界和近似的累积分布函数（CDF）。在仿真中，我们证明了边界和CDF的有效性。基于实际跟踪的数值结果表明，该方法成功地卸载了eNB的流量。
2015-10-15 cs.NI cs.SI
Green Networking in Cellular HetNets: A Unified Radio Resource Management Framework with Base Station ON/OFF Switching
针对蜂窝异构网络（HetNets）中的能量有效性问题，研究了无线资源和功率管理与基站（BS）ON/OFF切换相结合的方法。目标是在满足每个连接用户的服务质量（QoS）要求的同时最小化网络的总功耗。我们考虑共存的宏小区BS、小小区BS和专用毫微微小区接入点（FAP）的情况。根据FAP的状态，研究了三种不同的网络场景，即，没有FAP的HetNet、具有封闭FAP的HetNet和具有半封闭FAP的HetNet。提出了一种统一的框架，以同时以能量有效的方式向用户分配频谱资源并关闭冗余的小小区BS。采用高复杂度的对偶分解技术来获得问题的最优解。提出了一种低复杂度的迭代算法，并将其性能与最优技术进行了比较。半封闭式FAP的特别有趣的情况是，FAP接受服务外部用户，由于增加的自由度而实现了最高的能量效率。在本文中，FAP和移动运营商之间的合作方案也进行了研究。FAP的激励措施，例如，讨论了可再生能源共享和漫游价格，使合作成为运营商间协议的有用指南。
2016-12-05 cs.NI
Mobility Management in Emerging Ultra-Dense Cellular Networks: A Survey, Outlook, and Future Research Directions
University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）
源自移动设备的移动流量呈指数级增长，这凸显了在未来网络中实现比以往任何时候都更高效、更无缝的移动性管理的需求。超密集蜂窝网络的愿景包括不同大小的细胞与传统和毫米波波段被视为灵丹妙药的突出容量紧缩。然而，由于多个切换实例以及由此产生的设备混杂的信令开销和数据中断，在具有混杂的高频和毫米波频带小区的超密集异构网络中的移动性挑战将是前所未有的。同样，在实现新兴移动网络的雄心勃勃的收益之前，需要解决窄波束毫米波的用户跟踪和小区发现等问题。当考虑到5G可交付的多Gbps无线连接，<1 ms延迟和支持以500 km/h的最高速度移动的设备时，移动性挑战进一步突出。尽管它的重要性，很少有流动性调查存在，大多数集中在adhoc网络。本文是第一个提供一个全面的调查在新兴的超密集移动网络的移动性挑战的全景。我们不仅提供了关于5G移动方法的详细教程，并强调了传统网络的主要移动风险，还回顾了最近研究的主要结果，并从新兴超密集蜂窝网络的角度强调了与移动相关的技术挑战和潜在机遇。
2020-09-29 cs.AI cs.NI
A Framework for Automated Cellular Network Tuning with Reinforcement Learning
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
针对始终发生的无线损害调整蜂窝网络性能可以显著提高最终用户的可靠性。在本文中，我们制定蜂窝网络性能调整作为一个强化学习（RL）的问题，并提供了一个解决方案，以提高室内和室外环境的性能。通过利用Q学习的能力来估计未来的性能改进回报，我们提出了两种算法：（1）用于LTE下行语音（VoLTE）的闭环功率控制（PC）和（2）自组织网络（SON）故障管理。VoLTE PC算法使用RL来调整室内基站发射功率，使得用户设备（UE）的信号与干扰加噪声比（SINR）满足目标SINR。它这样做，而UE不必发送功率控制请求。SON故障管理算法使用RL通过配置管理解决网络中的故障来提高室外基站集群的性能。这两种算法都利用来自连接用户的测量、无线损伤和相关配置参数来使用RL解决非凸性能优化问题。仿真结果表明，我们提出的基于RL的算法优于当今的行业标准，在现实的蜂窝通信环境。
2019-12-29 cs.LG cs.NI stat.ML
SACRM: Social Aware Crowdsourcing with Reputation Management in Mobile Sensing
移动感知已经成为移动用户通过任务众包获取信息的一个很有前途的范例。然而，由于移动用户的社会偏好，传感报告的质量可能会受到潜在的社会属性和个人自私的影响。因此，在选择移动感知任务参与者时，考虑移动用户的社会影响和可信度至关重要。在本文中，我们提出了一个社会意识众包与声誉管理（SACRM）计划选择合适的参与者和分配任务奖励在移动传感。具体而言，我们考虑的社会属性，任务延迟和声誉众包，并提出了一个参与者选择计划，选择合适的参与者在一个固定的任务预算下的传感任务。报告评估和奖励计划也被引入到测量的传感报告的质量和分配的基础上评估的报告质量的任务奖励。此外，我们开发了一个信誉管理方案，以评估移动用户的可信度和性价比的参与者选择。理论分析和大量的模拟表明，SACRM可以有效地提高众包效用，有效地激励参与者提高他们的感知报告的质量。
2014-11-26 cs.NI
Learning Based Uplink Interference Management in 4G LTE Cellular Systems
LTE的上行链路（UL）效率关键取决于如何控制不同小区之间的干扰。LTE调制和UL资源分配的独特特性在实现该目标方面提出了相当大的挑战，因为大多数LTE部署具有1：1频率重用，并且上行链路干扰可以在连续时隙上显著变化。在这项工作中，我们提出了LeAP，一个测量数据驱动的机器学习模式的功率控制，以管理在LTE的上行链路干扰。数据驱动的方法具有固有的优点，即解决方案基于网络流量、传播和网络拓扑进行适配，网络拓扑随着多个小区覆盖而越来越异构。LeAP系统设计包括以下组件：（i）设计简洁但表达力足以捕获网络动态的用户设备（UE）测量统计，以及（ii）设计两种基于学习的算法，其使用报告的测量来设置功率控制参数并优化网络性能。LeAP符合标准，可以在集中式SON（自组织网络）服务器资源（云）中实现。我们使用来自美国一个主要城市地区的实际LTE网络的无线电网络计划进行了广泛的评估。我们的研究结果表明，与现有方法相比，LeAP在用户数据速率的第20个百分位中提供了4.9倍的增益，并且在中值数据率中提供了3.25倍的增益。
2013-09-10 cs.NI
Best Signal Quality in Cellular Networks: Asymptotic Properties and Applications to Mobility Management in Small Cell Networks
快速增长的数据流量和用户对随时随地全覆盖移动服务的需求正在将移动网络带入小型蜂窝网络的未来。然而，由于小小区网络的高密度和随机性，存在若干技术挑战。在本文中，我们研究两个关键问题：\emph{best signal quality}和\emph{mobility management}。假设基站均匀分布在一个环形区域内，并且阴影是对数正态分布、独立同分布，我们证明了当环中基站数趋于无穷大时，环中心接收到的最大信号强度在适当重正化后趋于Gumbel分布，并且与干扰渐近无关.使用这些属性，我们得到的最佳信号质量的分布。此外，提出了一种优化的随机小区扫描方案，基于最佳数量的网站进行扫描，以最大限度地提高用户数据吞吐量的评估。
2015-02-03 cs.IT cs.NI math.IT
Social Data Offloading in D2D-Enhanced Cellular Networks by Network Formation Games
近来，蜂窝网络被基于社交的服务（诸如YouTube、Facebook和Twitter）严重过载，其中数千个客户端订阅公共内容提供方（例如，流行歌手）并一直下载他/她的内容更新。通过补充网络（诸如由移动订户之间的设备到设备（D2 D）通信形成的延迟容忍网络）卸载这样的业务是减少蜂窝负担的有前景的解决方案。在现有的解决方案中，移动用户被假设为志愿者，他们在移动时自私地将内容传递给附近的每个其他用户。然而，实际用户是自私的，并且他们将在D2 D共享过程中评估他们的个人收益，这与无私用户的情况相比可能会极大地影响网络性能。在本文中，我们考虑到用户的自私，并提出了一个网络形成游戏，捕捉自私行为的动态特性。在建议的游戏中，我们提供了每个用户的效用函数，并指定的条件下，保证用户收敛到一个稳定的网络。然后，我们提出了一个实用的网络形成算法，其中用户可以决定他们的D2 D共享策略的基础上，他们的历史记录。仿真结果表明，与理想的志愿用户相比，用户自私会严重降低数据卸载的效率。此外，由用户自私引起的减少可能受到蜂窝传输和D2 D传输之间的成本比、接入延迟和移动性模式的高度影响。
2015-07-24 cs.GT cs.NI cs.SI
Machine Learning for Network Slicing Resource Management: A Comprehensive Survey
University of Kaiserslautern（凯泽斯劳滕大学）；German Research Center for Artificial Intelligence（德国人工智能研究中心）
新兴的多租户网络切片技术被认为是5G蜂窝网络的基本特征。它提供网络切片作为一种新型的公共云服务，从而增加了服务的灵活性，提高了网络资源的效率。同时，也对网络资源管理提出了新的挑战。近年来已经提出了许多各种方法，其中广泛地部署了机器学习和人工智能技术。在这篇文章中，我们提供了一个调查现有的网络切片资源管理的方法，突出了机器学习在其中所扮演的角色。
2020-01-22 cs.LG cs.NI
Load Balancing Optimization in LTE/LTE-A Cellular Networks: A Review
在过去的几十年中，无线技术已经经历了巨大的增长。最近高端移动设备的引入进一步增加了用户对高带宽的需求。当前的蜂窝系统需要手动配置和管理网络，由于移动用户和节点的速率呈指数增长，这现在是昂贵的、耗时的并且容易出错。这导致引入自组织能力的网络管理与最少的人的参与。预计它将允许更高的终端用户服务质量（QoS）以及电信服务提供商更低的运营和维护成本。自组织蜂窝网络包括用于蜂窝网络的自动配置、优化和维护的功能的集合。由于移动终端用户在从一个小区边界移动到另一个小区边界时继续使用网络资源，小区内的业务负载不会保持恒定。因此，负载均衡作为自组织网络解决方案的一部分，已经成为蜂窝网络中最活跃和新兴的研究领域之一。它涉及将负载从过载小区转移到具有空闲资源的相邻小区以用于更平衡的负载分布，以便维持适当的终端用户体验和网络性能。本文综述了当前移动网络中使用的各种负载均衡技术，特别强调了适合未来蜂窝网络自优化特性的技术。
2014-12-23 cs.NI
Simulated Annealing for Location Area Planning in Cellular networks
蜂窝网络中的位置管理规划有助于最小化GSM网络中的位置管理成本。事实上，可以优化LA的大小以在LA更新速率和LA内的预期寻呼速率之间创建平衡。为了得到蜂窝网络中LA规划的最优结果，采用了模拟退火算法。模拟退火在可接受的运行时间内给出最优结果。
2010-03-18 cs.NI
Drone-Enabled Load Management for Solar Small Cell Networks in Next-Gen Communications Optimization for Solar Small Cells
Birla Institute of Technology and Science Pilani（比拉理工科学技术学院皮拉尼分校）；Sardar Patel Institute of Technology（萨达尔·帕特尔技术学院）；Ajay Kumar Garg College of Engineering（阿贾伊·库马尔·加工程技术学院）
针对5G及未来网络能源约束，提出利用无人机搭载空中基站在太阳能小蜂窝微电网间转移负载，实现稳定电力再分配，降低复杂度并减少基站断电。
2023-11-05 cs.LG cs.NI
A Multi-Layer Blockchain Simulator and Performance Evaluation of Social Internet of Vehicles with Multi-Connectivity Management
本文提出一种结合SUMO与BlockSim的多层区块链模拟架构，并设计Enhanced MAX-SINR多连接管理方法，通过提升区块链消息重传成功率来改善社会车联网的交易性能。
2024-11-21 cs.NI
Inband device-to-device relays in cellular networks
提出了一种新的蜂窝网络中两跳机会中继的设计，以提高吞吐量为目标。我们建议在蜂窝系统中使用空闲UE，该蜂窝系统具有到基站的更好的信道，以中继活动UE的业务。所提出的关键思想之一是将（仅）上行链路频谱用于接入链路，以及用于管理接入链路与回程链路之间的干扰的对应干扰管理方案。所提出的算法和架构示出了110%的中位吞吐量增益的下行链路和40%的上行链路在根据3GPP方法进行的系统仿真。
2015-10-08 cs.NI
Deep Q-Learning for Self-Organizing Networks Fault Management and Radio Performance Improvement
我们提出了一种算法，自动故障管理在室外蜂窝网络中使用深度强化学习（RL）对无线损伤。该算法通过允许RL学习如何通过探索和利用各种警报校正动作来提高下行链路信号与干扰加噪声比，使得蜂窝网络集群能够自我修复。本文的主要贡献是：1）介绍了一种基于深度RL的故障处理算法，自组织网络可以在多项式运行时间内实现，2）表明这种故障管理方法可以在实际网络设置中提高无线链路性能。仿真结果表明，我们提出的算法学习一个动作序列，以清除报警和提高性能的蜂窝集群比现有的算法，即使对网络故障发生和用户移动的随机性。
2019-01-10 cs.NI stat.ML
Content Retrieval At the Edge: A Social-aware and Named Data Cooperative Framework
近年来，随着移动设备的普及，移动多媒体内容呈现爆炸式增长，占移动数据流量的50%以上。这种显著的增长对未来的蜂窝网络提出了严峻的挑战。作为一个有前途的方法来克服这一挑战，我们提倡在边缘的内容检索，通过设备到设备（D2 D）通信，以减少移动网络中的蜂窝流量的内容为中心的合作服务范例。通过利用命名数据网络（NDN）的原则，我们提出了sNDN，一个社会感知的命名数据框架，以实现高效的合作内容检索。具体地，sNDN通过将用户与她的高移动性相似性和高内容相似性的亲密朋友分组来引入友谊圈。我们构造NDN路由表的条件下的友谊圈相遇频率导航的内容请求和内容回复包之间的友谊圈，并利用友谊圈的社会属性，以寻找最终的目标作为内部友谊圈路由。测试结果表明，sNDN可以大大节省蜂窝网络容量，并明显优于其他内容检索方案。
2016-06-20 cs.NI
A self-managing fault management mechanism for wireless sensor networks
传感器网络可以被描述为传感器节点的集合，这些节点相互协调以执行某些特定功能。这些传感器节点主要是在大量和密集地部署在现象内部或非常接近它。他们可以用于各种应用领域（例如，健康，军事，家庭）。无线传感器网络由于环境恶劣、无人值守等原因，故障不可避免。因此，有必要提前检测网络故障，并采取适当的措施来维持网络运行。我们以前提出了一个细胞的方法进行故障检测和恢复。在本文中，我们扩展了细胞的方法，并提出了一个新的故障管理机制来处理故障检测和恢复。我们提出了一个层次结构，通过引入更多的“自我管理”功能，合理分配故障管理任务之间的传感器节点。提出的故障检测和恢复算法已与一些现有的相关工作进行了比较，并被证明是更节能。
2010-11-23 cs.NI
A Tutorial on Beam Management for 3GPP NR at mmWave Frequencies
毫米波（mmWave）频率提供了巨大带宽的可用性，以向下一代蜂窝移动终端提供前所未有的数据率。然而，毫米波链路对快速信道变化非常敏感，并且遭受严重的自由空间路径损耗和大气吸收。为了应对这些挑战，基站和移动终端将使用高度定向的天线来实现广域网中的足够链路预算。其结果是需要发射器和接收器波束的精确对准，这是一种可能增加建立链路的延迟的操作，并且对控制层过程（诸如初始接入、切换和波束跟踪）具有重要影响。本教程概述了最近提出的用于毫米波蜂窝网络中波束和移动性管理的测量技术，并深入探讨了适用于3GPP NR蜂窝网络的精确、反应式和鲁棒控制方案的设计。我们将说明，最佳策略取决于节点部署的特定环境，并给出指导方针，以告知作为系统参数的函数的最佳选择。
2019-11-04 cs.NI
Resource Management for Device-to-Device Underlay Communication
设备到设备（D2 D）通信是用于LTE-A的技术组件。现有的研究允许D2 D作为蜂窝网络的一种接入，以提高频谱效率。在本书中，研究了蜂窝网络下的D2 D通信。提出并讨论了一些物理层技术和跨层优化的资源管理和干扰避免方法。采用WINNER II信道模型作为信号和干扰模型，仿真结果表明D2 D链路的性能与D2 D发射机和接收机之间的距离以及干扰源和接收机之间的距离密切相关。此外，通过功率控制，D2 D SINR降低，这将自然有助于对蜂窝通信的低干扰。介绍了一种简单的D2 D通信模式选择方法。基于路径损耗（PL）模式选择准则，D2 D提供了比传统蜂窝系统更好的性能。当D2 D对远离BS时，可以获得更好的结果。博弈论提供了各种各样的分析工具来研究参与者的复杂交互并预测他们的选择，可以用于D2 D通信中的功率和无线电资源管理。反向迭代组合拍卖被公式化为分配用于具有共享相同信道的多个用户对的D2 D通信的频谱资源的机制。此外，一个博弈论的方法来实现联合调度，功率控制和信道分配的D2 D通信。最后，研究了考虑电池寿命的联合功率和频谱资源分配方法，这是D2 D通信在提高用户能量效率方面的一个重要应用。仿真结果表明，这些方法对提高系统性能都有一定的作用。
2013-11-05 cs.GT cs.NI
AI-based Self-healing Solutions Applied to Cellular Networks: An Overview
Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；Tor Vergata University of Rome（罗马第二大学）
本文综述了用于蜂窝网络小区中断自愈的经典及深度学习类机器学习方法，介绍了SON、自愈等相关概念分类，梳理了该领域前沿研究，助力降低4G/5G/6G网络运维成本。
2023-11-04 cs.AI cs.NI
Interference Management with Partial Uplink/Downlink Spectrum Overlap
上行链路和下行链路的频谱资源的同时重用（表示为带内全双工（FD）通信）被提升为当与其半双工（HD）对应物相比时使频谱效率加倍。然而，干扰管理在FD蜂窝网络中仍然具有挑战性，特别是当上行链路和下行链路传输功率之间存在高差异时。当在同时被下行链路传输占用的信道上操作时，上行链路性能可能特别恶化。本文研究了一种下行链路和上行链路部分频谱重叠的蜂窝无线系统。因此，系统的性能成为重叠分数以及上行链路和下行链路传输的功率电平的函数。本文考虑了最大化网络整体效用的问题，以确定每个小区的上行/下行传输功率和上行/下行频谱之间的频谱重叠率，并提出使用内点法求解该问题。仿真结果证实了上行链路性能的脆弱性FD操作，并显示了该方案的FD和HD计划的优越性。结果进一步表明，明确的上行链路和下行链路的性能应该被考虑用于具有重叠的上行链路/下行链路资源的蜂窝网络的有效设计。
2015-11-19 cs.IT cs.NI math.IT
Simplicial Homology for Future Cellular Networks
单纯同调是一种工具，它提供了一种数学方法来计算蜂窝网络的连通性和覆盖范围，而无需任何节点位置信息。在这篇文章中，我们使用单纯同调，以便不仅计算蜂窝网络的拓扑结构，而且还发现仍然没有位置信息的节点簇。我们提出了三种算法的管理未来的蜂窝网络。第一个是用于未来蜂窝网络自配置的频率自动规划算法。它旨在最大限度地减少计划频率的数量，同时最大限度地利用每个频率。然后，我们的节能算法落入未来蜂窝网络的自我优化功能。它优化了蜂窝网络在非高峰时段的能耗，同时考虑了覆盖范围和用户流量。最后，我们提出并讨论了一个灾难恢复算法的性能，使用决定点过程修补覆盖漏洞。
2014-09-11 cs.NI
An Effective Handover Analysis for the Randomly Distributed Heterogeneous Cellular Networks
切换率是无线蜂窝网络中指导移动性管理和资源管理的重要指标之一。在文献中，针对同构蜂窝网络，分别采用正六边形覆盖模型和随机几何模型推导出了切换速率的数学表达式，但对于异构蜂窝网络，还没有可靠的结果。最近，随机几何建模已被证明可以很好地模拟HCN的实际部署，并已被广泛用于分析HCN。本文利用随机几何建模方法对HCN进行了有效的切换分析，并利用无穷小方法推导了广义多层场景下切换率的数学表达式，通过推导一些有意义的推论对结果进行了讨论，最后通过多步行模型的计算机模拟验证了分析的正确性。通过我们的分析，我们发现，在HCN的切换率是相关的许多因素，如基站的密度和发射功率，用户的速度分布，偏置因子，通过损耗因子等，虽然我们的分析侧重于多层HCN的情况下，分析框架可以很容易地扩展到更复杂的场景，并可能为未来的研究提供一些启示。
2015-01-07 cs.IT cs.NI math.IT
A low-latency control plane for dense cellular networks
为了跟上不断增长的容量需求，蜂窝网络正变得越来越密集和异构。由于空间重用增益，期望密集部署提供随着部署的小小区的数量的线性容量缩放。然而，在实践中，由于干扰，密集网络中的网络容量受到严重限制。主要原因是当前LTE控制平面部署模型具有非常高的延迟，并且不能应对实现需要在毫秒时间帧上协调的干扰管理技术的需求。本文介绍了SwiftC，一种新的低延迟控制平面设计的LTE网络。SwiftC的新贡献是一种通过LTE频谱本身有效发送和接收控制平面消息的设计，从而在小型小区和宏小区之间创建直接和低延迟的协调信令链路。SwiftC建立在全双工无线电的最新工作基础上，并通过原型实现表明，可以在现有LTE网络上构建低延迟控制平面，而不会浪费授权频谱。我们还展示了SwiftC在实施复杂的干扰管理技术方面的优势，并展示了SwiftC小小区部署可以实现几乎线性的容量扩展。
2014-07-31 cs.NI
Cell planning for mobility management in heterogeneous cellular networks
在小小区网络中，用户的高移动性导致频繁的切换，从而严重限制了移动用户的数据率。为了缓解这个问题，我们提出使用异构的双层网络结构，其中静态用户由宏基站和微基站两者服务，而移动（即，移动）用户仅由具有较大小区的宏基站服务;该思想是防止由于切换而导致的移动用户的频繁数据中断。本文采用经典的两层Poisson网络模型（参见[1]），假设静态用户为独立的Poisson过程，移动用户沿Poisson线过程生成的无限条直线匀速移动为双随机Poisson过程。使用随机几何学，我们计算典型的静态和移动的平均下行链路数据率（即，移动）用户，后者占切换中断周期。我们还考虑这两种类型的用户的平均吞吐量，其被定义为它们的平均数据率除以由同一基站共同服务的用户的平均总数。我们发现，如果一个同构网络的密度和/或移动用户的速度是高的，这是有利的，让移动用户只连接到一些最佳的分数的BS，以减少在连接不被保证的中断的频率。如果允许网络的异构结构，则可以通过适当地调谐微基站和宏基站的功率来进一步联合地优化移动用户和静态用户的平均吞吐量，其中微基站和宏基站的功率受制于经由网络等效属性确保静态用户的平均数据率不变的某种聚合功率约束（参见[2]）。
2016-05-24 cs.NI
On the Number and 3D Placement of Drone Base Stations in Wireless Cellular Networks
在无线网络中使用无人机基站（drone-BS）已经开始引起人们的关注。无人机BS可以在容量和覆盖增强方面辅助地面BS。关于将无人机BS集成到蜂窝网络的重要问题之一是管理它们的放置以满足动态系统要求。在本文中，我们提出了一种方法来找到位置的无人机基站在不同的用户密度的区域使用启发式算法。目标是找到最少数量的无人机BS及其3D布局，以便为所有用户提供服务。我们的仿真结果表明，所提出的方法可以满足网络的服务质量要求。
2018-04-17 cs.NI
An Activity Management Algorithm for Improving Energy Efficiency of Small Cell Base Stations in 5G Heterogeneous Networks
异构网络（HetNet）是为了满足下一代蜂窝无线网络日益增长的需求而提出的，但它们也增加了基站的能耗。本文提出了一种提高HetNets能量效率的活动管理算法。智能睡眠策略被用于运营商部署的微微基站以进入睡眠和活动模式。根据该策略，当用户数量超过开启阈值时，微微节点变为活动的，并且当用户数量下降到关闭阈值以下时，微微节点进入睡眠方式。移动用户动态地进入和离开小区，触发微微基站的激活和去激活。该系统的性能进行了检查，为三种不同的蜂窝网络架构：边缘上的细胞（COE），均匀分布的细胞（UDC）和宏细胞唯一的网络（MoNet）。两种不同的用户分布被认为是：均匀和热点。研究了热点用户数和微微节点休眠能量对能量效率的影响。所提出的活动管理算法将以比特/J为单位测量的能量效率提高了$20\%$。与MoNet架构相比，HetNet用户实现的平均比特率增加了$29\%$。因此，所提出的活动控制算法增加了网络的频谱效率，同时更有效地消耗能量。
2019-01-28 cs.NI
Decentralized Opportunistic Access for D2D Underlaid Cellular Networks
我们提出了一种分散的接入控制方案，用于D2D（设备到设备）底层蜂窝网络中的干扰管理。我们的方法在D2D链路机会性地接入许可蜂窝频谱的情况下将SIR感知链路激活与蜂窝排除区域相结合。推导出蜂窝和D2D链路的覆盖概率的解析表达式和紧密近似。我们表征的保护区半径和SIR阈值上的D2D区域的频谱效率和蜂窝覆盖的影响。提出了一种易于处理的方法，以便找到SIR阈值和保护区半径，其最大化D2D通信的区域频谱效率，同时确保蜂窝上行链路用户的足够覆盖概率。仿真验证了我们的分析结果的准确性，并显示了我们提出的方案相比，现有的最先进的解决方案的性能增益。
2016-07-19 cs.IT cs.NI math.IT
Security for Cyber-Physical Systems: Leveraging Cellular Networks and Fog Computing
网络物理系统（CPS）的范围和规模正在扩展到我们日常生活的许多方面。健康、安全、交通和教育是CPS越来越普遍的几个领域。无论是在边缘还是在网络核心，都迫切需要保护CPS。我们提出了一种用于保护CPS的混合框架，该框架利用雾网络的计算资源和协调，并建立在低功耗和资源受限的CPS设备的蜂窝连接的基础上。通过添加蜂窝云控制器来接管专用于CPS设备的无线电和核心安全上下文的管理，增强了对蜂窝身份验证、加密和完整性保护的常规支持。专门的蜂窝云与核心网络组件联系，以实施针对拒绝或服务、智能干扰或未经授权的CPS跟踪攻击的本地化和网络范围的防御。我们的框架和最近的蜂窝/雾解决方案之间的比较，连同操作框架部署的可行性分析。我们认为未来的研究方向是安全和可扩展的CPS扩散的关键。
2018-06-28 cs.NI
5G Network Management, Orchestration, and Architecture: A Practical Study of the MonB5G project
过去几十年来，蜂窝设备的爆炸式增长为后代创造了许多不同的发展机会。5G网络提供了更快的传输速度，更低的延迟，因此更大的远程执行能力。AI对5G网络切片编排和管理的好处将在本调查报告中讨论。我们将根据欧盟资助的MonB5G项目研究这些主题，该项目致力于提供零接触管理和编排，以支持5G LTE及以后的大规模网络切片。
2022-12-28 cs.CY cs.NI
Seamless Data Services for Real Time Communication in a Heterogeneous Networks using Network Tracking and Management
异构网络是在单个环境下集成所有现有网络，理解功能操作之间的关系，还包括利用多种宽带传输技术和支持广义移动性的能力。如何将多种基于IP的接入技术无缝集成是异构网络面临的一个挑战。本文的重点是多媒体实时通信业务的移动性管理方案的要求-移动视频会议。如今，可用的无线接入网络技术的范围包括蜂窝或广域无线系统，诸如蜂窝网络（GSM/GPRS/UMTS）或Wi-Max、局域网或个人区域无线系统，包括例如WLAN（802.11 a/b/g）和蓝牙。当考虑移动视频会议时，更先进的移动终端能够同时具有多于一个的活动接口。此外，接入技术的异构性以及信息的无缝流动在未来将增加，使得接入网络的无缝集成成为异构网络环境中的移动性管理的关键挑战。必须向用户提供服务，而不管特定的接入技术以及所使用的服务提供商或网络的类型。
2010-04-10 cs.NI
Centralized Radio Resource Management for 5G small cells as LSA enabler
针对5G系统定义的严格要求推动了向现有蜂窝网络推广新模式的需求。基于小型小区的密集和超密集网络以及新的频谱共享方案似乎是新兴5G移动网络的关键技术。本文探讨了SPEED-5G项目的愿景，分析了集中式无线电资源管理实体在基于网络切片和网络共享范式的部署中支持许可共享接入频谱共享框架的能力。
2017-06-25 cs.NI
A Survey and Taxonomy of Urban Traffic Management: Towards Vehicular Networks
城市交通管理（UTM）的课题已经解决了很长时间，主要是由土木工程师和城市规划师。新通信技术的引入--如蜂窝系统、卫星定位系统和车辆间通信--极大地改变了研究人员处理UTM问题的方式。在这项调查中，我们提供了一个审查和分类如何UTM已在文献中解决。我们从城市交通估计和优化的“经典”方法的最新成就开始，包括基于固定传感器收集的数据分析的方法（例如，照相机和雷达），以及基于移动电话提供的信息的方法，例如浮动车数据（FCD）。然后，我们讨论了城市交通优化，介绍了交通信号控制和车辆路径控制的最新工作。然后，在回顾了车辆自组织网络（VANETH）的主要概念后，我们将不同的基于VANET的UTM方法分为三类（“纯”VANETH，混合车辆传感器网络和混合车辆蜂窝网络），同时说明了每个人的主要研究问题。这项调查的主要目的是提供一个全面的观点UTM的研究人员重点VANESTIC，以铺平道路的设计和开发的新技术，以减轻城市交通问题，基于车辆间的通信。
2014-09-15 cs.NI
SDN based Control and Management of WLANs in the 3GPP 5G Network
移动宽带使用[1]的指数增长已经催化了对高数据率通信系统的需求。在这方面，用于标准化被称为第五代（5G）系统的下一代移动宽带系统的活动正在进行中。5G系统还能够集成电气和电子工程师协会（IEEE）无线局域网（WLAN），以提供具有成本效益的宽带连接。因此，迫切需要找到用于WLAN的控制和管理的解决方案，同时提供与蜂窝网络的无缝互通能力。在本文中，我们提出了一种新的基于软件定义网络（SDN）的架构，用于IEEE WLAN的有效控制和管理，同时提供了一种在5G系统中平滑集成WLAN的机制。
2018-01-27 cs.NI
Time-based Handover Skipping in Cellular Networks: Spatially Stochastic Modeling and Analysis
在无线蜂窝通信网络的背景下，切换（HO）管理引起了研究的关注。HO管理的一个关键问题是处理移动用户经历的越来越多的HO。为了解决这个问题，近年来已经研究了HO跳过技术。在本文中，我们提出了一种新的HO跳过方案，即基于时间的HO跳过。在所提出的方案中，用户的HO由一定的固定时间段控制，我们称之为跳过时间。可以将跳过时间作为系统参数来管理，从而实现HO跳过的灵活操作。我们分析了该方案的传输性能的基础上的随机几何方法。在用户执行基于时间的HO跳过的情况下，我们推导出两个性能指标的解析表达式：HO速率和期望的数据率。分析结果表明，具有基于时间的HO跳过的场景优于没有HO跳过的场景，特别是当用户快速移动时。此外，我们发现，有一个唯一的最佳跳过时间最大化的传输性能，我们近似获得。
2020-08-24 cs.IT cs.NI math.IT
Modeling of Key Quality Indicators for End-to-End Network Management: Preparing for 5G
本文提出基于机器学习的框架，从低层测量参数计算关键质量指标（KQI），以支持5G端到端网络管理，并在真实蜂窝测试平台上验证了其有效性。
2024-02-11 cs.NI
A Hybrid Energy Sharing Framework for Green Cellular Networks
移动运营商越来越多地转向可再生能源（RE）作为使用传统电力的替代方案，以减少运营支出和碳足迹。由于每个基站（BS）处的RE生成和移动业务的随机性，能量的过剩或不足可能在任何给定时间发生。为了增加能量的自依赖性并最小化网络的能量成本，运营商需要有效地利用跨所有BS生成的RE。在本文中，提出了一种混合的蜂窝网络的能量共享框架，其中使用的物理电力线和能量交易与其他BS使用智能电网的组合。基于平均和完全统计的净RE可用的BS之间的物理电力线部署的算法，开发。之后，制定了一个能源管理框架，以最佳地确定要采购的电力和可再生能源的数量和交换BS之间，分别，同时考虑电池容量和实时能源定价。三种情况下，RE生成是未知的，完全已知的，部分提前知道。结果调查时变能源管理的BS和表现出相当大的减少平均能源成本由于混合能源共享计划。
2016-12-05 cs.CG cs.IT cs.NI
