Software Defined Applications in Cellular and Optical Networks
小型无线小区具有通过共享频谱资源来克服无线接入中的瓶颈的潜力。一种基于小小区基站之间的智能网关（Sm-GW）的新型接入回程网络架构，LTE eNB和传统的回程网关，例如，已经引入LTE服务/分组网关（S/P-GW）来解决瓶颈。Sm-GW灵活地调度用于eNB的上行链路传输。基于软件定义网络（SDN），已经提出了允许多个运营商经由多个Sm-GW与多个小小区灵活地互操作的管理机制。本文还对SDN在光网络中的应用研究进行了综述。随着物理层功能划分的改进，电缆架构中分布式融合电缆接入平台（DCCAP）的性能（尤其是远程物理层和远程MACPHY节点）也得到了评估。在PHY功能划分中，除了重用具有用于多种技术的公共FFT模块的基础设施之外，还提出了一种新颖的跨功能划分交互，以在远程节点处跨时间缓存重复的QAM符号，以降低前传链路的传输速率要求。
2017-12-08 cs.NI
Traffic-aware Gateway Placement and Queue Management in Flying Networks
无人机（UAV）已经成为承载通信节点（包括Wi-Fi接入点和蜂窝基站）的适当平台。这导致了由无人机组成的飞行网络的概念，作为一种灵活和敏捷的解决方案，随时随地提供按需无线连接。然而，现有技术的工作已经集中在优化提供到地面用户的连接的接入网络的布置，而忽略了回程网络设计。为了提高提供给地面用户的整体服务质量（QoS），需要仔细定义飞行网关（FGW）的位置和UAV中配置的队列的大小，以满足严格的性能要求。本文的主要贡献是一个流量感知的网关布局和队列管理（GPQM）算法的飞行网络。GPQM利用预先知道的位置的无人机和他们的交通需求，以确定FGW的位置和队列大小的无人机，以最大限度地提高总吞吐量，并提供随机延迟保证。GPQM评估通过ns-3模拟，考虑到一个现实的无线信道模型。结果表明，GPQM使用时提供的QoS显着的收益。
2022-07-05 cs.NI
PHaul: A PPO-based forwarding agent for Sub6 enhanced Integrated Access and Backhaul networks
I2CAT Foundation（I2CAT基金会）
研究Sub6增强型IAB网络的转发问题，提出PHaul，结合离线启发式算法与基于PPO的在线DRL代理，利用网络数字孪生采样更新映射，相比替代算法，能提升吞吐量效率和公平性，且对拓扑差异有鲁棒性。
2026-07-09 cs.NI
Max-min Rate Deployment Optimization for Backhaul-limited Robotic Aerial 6G Small Cells
为了克服标称机载基站（ABS）有限的机载电池问题，我们正在探索使用机器人机载基站（RABS）与能量中性抓终端执行器，能够自主栖息在高大的城市地貌。具体来说，本文研究了一个异构网络（HetNet）的辅助下，移动RABS作为一个小小区，连接到一个宏基站（MBS）通过有限容量的无线回程链路，这可以被视为另一个主要的挑战。为了充分利用RABS的移动性带来的潜在增益，通过联合优化RABS部署、用户关联和子载波分配，使所有用户之间的最小速率最大化。这个问题最初被公式化为一个二元多项式优化（BPO）问题。在将其转化为非凸二次约束二次规划（QCQP）问题后，提出了一种基于半定松弛（SDR）的探试法，在多项式时间内获得高质量的解.仿真结果表明，部署RABS作为小小区可以使最小数据率最多提高95.43%，平均提高33.97%，并且所提出的SDR启发式算法明显优于线性松弛（LR）基线方法。
2022-05-07 cs.NI
Dynamic Backhaul Network Configuration in SDN-based Cloud RANs
移动接入网中基站的协调是减少有害干扰并向用户提供高数据率的重要途径。当集中基站的数据处理（称为云RAN）时，可以容易地实现这样的协调机制，如多个BS向用户设备发送数据的协调多点（CoMP）。这种集中化还对回程网络提出了对于到基站的连接的高容量和低延迟的显著要求。这些要求可以通过（a）基站数据处理功能的灵活布置和（b）动态分配回程网络资源来减轻。我们展示了这两种技术是如何通过使用启发式算法来增加密集移动接入网络中基站协调的可行性。此外，我们提出了一个原型实现我们的方法的基础上软件定义网络（SDN）与OpenDaylight和Maxinet。
2015-03-11 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
Energy-efficient Traffic Allocation in SDN-based Backhaul Networks: Theory and Implementation
预计5G网络将具有高能效，能耗比目前的系统低10倍。实现这样的目标的有效方式是通过控制节点的操作状态和业务流的分配来作用于回程网络。为此，在本文中，我们制定能源效率的流路由的回程网络作为一个优化问题。鉴于其复杂性，这会损害大规模场景中的解决方案，然后我们提出了一种启发式方法。我们的计划，名为EMMA，旨在关闭空闲节点和集中流量的最小可能的一组链路，这反过来又增加了空闲节点的数量。我们在ONOS上实现EMMA，并通过Mininet仿真网络得出实验结果。我们的研究结果表明，EMMA提供了良好的节能性能，接近最佳。在更大的网络场景中，EMMA提供的能耗增益相对于所有节点都处于活动状态的简单基准非常高，在中低流量负载下几乎达到1。
2016-09-15 cs.NI
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
Fast Steerable Wireless Backhaul Reconfiguration
未来的移动流量增长将需要5G蜂窝网络来密集部署小小区基站（BS）。由于通过将所有BS布线到核心网络来形成回程（BH）是不可行的，因此定向毫米波链路由于其大的可用容量而可以是形成BH链路的有吸引力的解决方案。当小型小区被通电/断电或者业务需求改变时，BH可能需要重新配置，从而导致拓扑和业务路由改变。理想情况下，这种重新配置应该是无缝的，并且不应该影响现有的流量。然而，当使用可以动态旋转以形成新链路的高度定向BH天线时，这可能变得耗时，需要BH接口移动、链路建立和业务路由的协调。在本文中，我们提出了基于贪婪的启发式算法来解决BH重构问题的实时性。我们数值上比较所提出的算法与通过求解混合整数线性规划（MILP）较小的情况下，并与次优减少MILP较大的情况下获得的最优解。所得到的结果表明，基于贪婪的算法实现了良好的质量的解决方案，显着减少执行时间。
2019-07-23 cs.NI
Backhaul-Aware Optimization of UAV Base Station Location and Bandwidth Allocation for Profit Maximization
无人机基站（UAVBS）被设想为下一代无线通信网络（WCN）的一个组成部分，通过动态地将供应转向需求。现有技术的一个显著缺点是设计了一种WCN，其中面向服务的性能度量（例如，吞吐量）被优化，而不考虑不同的相关决策，例如联合地确定位置和分配资源。在这项研究中，我们解决无人机基站的位置和带宽分配问题一起优化网络的总利润。特别是，一个混合的非线性规划（MINLP）制定，其中一个单一的UAVBS和带宽分配给用户的位置是共同确定的。目标是在不超过回程和接入容量的情况下最大化总利润。假设从特定用户获得的利润是所提供的数据率水平的分段线性函数，其中较高的数据率水平将产生较高的利润。由于MINLP的高复杂性，我们提出了一个有效的启发式算法具有较低的计算复杂性。我们发现，当无人机基站的位置是确定的，资源分配问题可以减少到一个多维二进制背包问题（MBKP），它可以解决在伪多项式时间。为了利用这种结构，通过在搜索算法中求解几个MBKP来确定最优带宽分配。我们测试了我们的算法的性能与两个questistics和MINLP模型解决了商业求解器。我们的数值结果表明，该算法优于其他解决方案的方法，将是一个有前途的工具，以提高网络的总利润。
2020-02-05 cs.IT cs.NI math.IT
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
A Scalable Communication Model to Realize Integrated Access and Backhaul (IAB) in 5G
本文针对5G中IAB多跳网络，形式化最大化传输容量与最小化发射功率问题，考虑中继选择、信道分配和功率控制约束，推导最优性界并提出启发式算法进行验证。
2023-09-18 cs.ET cs.NA cs.NI
SLA-Aware Traffic Steering in Hybrid TN-NTN 5G Backhaul: A Potential Game Approach
IDLab, Department of Information Technology, Ghent University – imec（根特大学-imec信息技术系IDLab）；ITIS Software, University of Malaga（马拉加大学ITIS软件）
针对混合地面-非地面网络回传中的SLA感知流量引导问题，提出一种基于精确势博弈的轻量级分布式负载均衡框架，显著降低SLA违例率。
2026-05-26 cs.NI
MobiCacher: Mobility-Aware Content Caching in Small-Cell Networks
已经提出了小小区网络以满足不断增长的移动数据业务的需求。小小区网络面临的突出挑战之一是缺乏足够的回程容量来将小小区基站（small-BS）连接到核心网络。我们利用有效的应用层语义的空间和时间的局部性，以减少回程流量。具体地，小型BS配备有存储设施以缓存用户所请求的内容。随着{ \em缓存命中率}的增加，大多数用户的请求可以在本地得到满足，而不会在回程上产生流量。为了做出明智的缓存决策，必须仔细考虑用户的移动性模式，因为用户可能频繁地从一个小小区迁移到另一个小小区。我们研究的问题，移动感知的内容缓存，这是制定成一个优化问题的目标，以最大限度地提高缓存效用。由于该问题是NP-完全的，我们提出了一个多项式时间的启发式求解方法，称为{ \em KCacher}，具有有界的逼近比。我们还进行了基于跟踪的模拟，以评估性能的{ \em缓存器}，这表明，{ \em缓存器}产生更好的缓存效用比现有的解决方案。
2014-07-04 cs.NI
Assessing the Benefits of Ground Vehicles as Moving Urban Base Stations
本文提出随机几何框架和优化方法，评估车辆搭载小基站构成的移动网络在城市异构网络中的优势，证明其结合动态管理策略可在保证QoS的同时显著减少基站部署数量。
2025-07-21 cs.NI
Optimizing 6G Dense Network Deployment for the Metaverse Using Deep Reinforcement Learning
本文提出带动作消除并集成DQN、DDQN与竞争DQN的深度强化学习方法，用于优化6G元宇宙场景下的IAB节点部署，仿真显示竞争DQN较启发式方法平均减少12.3%节点数。
2025-03-14 cs.NI
LoRa-RL: Deep Reinforcement Learning for Resource Management in Hybrid Energy LoRa Wireless Networks
LoRa无线网络被认为是下一代物联网（IoT）系统的关键技术。新的物联网部署（例如，智能城市场景）每平方公里可能具有数千个设备，导致提供连接的巨大功耗。在本文中，我们研究了由电网和可再生能源混合供电的绿色LoRa无线网络，它可以在处理间歇性供应的同时受益于收获的能量。本文提出了有限数量的信道和扩频因子（SF）的资源管理方案，以提高LoRa网关的能量效率。首先，在满足系统的服务质量需求的同时使电网功耗最小化的问题被公式化。具体而言，这两种情况下的不相关和时间相关的信道进行了研究。最优的资源管理问题是通过解耦成两个子问题：信道和SF分配问题和能量管理问题。由于最优解的获得具有较高的复杂性，在线资源管理启发式算法，最大限度地减少电网的能源消耗。最后，考虑到信道和能量的相关性，自适应资源管理方案的基础上强化学习（RL），开发。仿真结果表明，所提出的资源管理方案提供了在LoRa无线网络中的可再生能源的有效利用。
2021-09-06 cs.NI eess.SP
QoS Guaranteed Intelligent Routing Using Hybrid PSO-GA in Wireless Mesh Networks
在多信道多射频无线Mesh网络中，如何在满足服务质量（QoS）约束的前提下找到最优路由是一项艰巨的任务。为了保证网络的可靠性，从源节点到网关之间存在多条路径，有时需要处理链路故障。MCMR-WMN的一个主要挑战是从冗余路径中找到满足QoS且无干扰的路径，以便通过该路径传输数据包，粒子群优化算法（PSO）是一种在搜索空间中寻找最优候选解的优化技术，它将人工智能应用于路由问题的求解。另一方面，遗传算法（Genetic Algorithm，GA）是一种基于种群的元启发式优化算法，它的灵感来自于自然进化，如选择、变异和交叉。粒子群算法很容易陷入局部最优解，同时由于底层动态网络的存在，遗传算法不适用于动态数据。在本文中，我们提出了一个最佳的智能路由，使用混合粒子群算法-遗传算法，这也满足QoS约束。该算法综合了粒子群算法和遗传算法的优点。将带宽、时延、抖动和干扰等QoS约束转化为惩罚函数。仿真结果表明，该混合算法的性能优于粒子群算法和遗传算法，且收敛时间相对较短，避免了过早收敛。关键词：无线网状网络，多射频，多信道，粒子群优化，遗传算法，服务质量。
2015-03-12 cs.NI
Optimal Resource Management for Hierarchical Federated Learning over HetNets with Wireless Energy Transfer
针对工业物联网异构网络中资源受限设备开展分层联邦学习的能效挑战，提出结合无线能量传输的启发式资源管理算法H2RMA，在训练损失和电网能源成本上实现更优性能。
2023-05-03 cs.NI eess.SP
