Integrated Access and Backhaul via Satellites
本文针对5G-NR中IAB标准未覆盖非地面网络的问题，分析了卫星IAB的兼容性与适配需求，通过LEO卫星带内IAB案例研究验证了可行性，对比了不同双工模式和带宽分配方案的性能。
2023-06-19 cs.NI eess.SP
Safehaul: Risk-Averse Learning for Reliable mmWave Self-Backhauling in 6G Networks
在静态场景中以毫米波频率（mmWave）的无线回程是蜂窝网络中的成熟实践。然而，当今毫米波系统中的高度定向和自适应波束成形为自回程开辟了新的可能性。利用这种潜力，3GPP已经标准化了集成接入和回程（IAB），允许同一基站服务接入和回程业务。尽管IAB毫米波网络更具成本效益和灵活性，但资源分配和路径选择是一项艰巨的任务。迄今为止，现有的工作已经通过大量的经典优化和学习方法来解决这个挑战，通常优化关键性能指标（KPI），例如吞吐量、延迟和公平性，并且很少关注KPI的可靠性。我们提出了Safehaul，一种针对IAB毫米波网络的基于风险规避学习的解决方案。除了优化平均性能外，Safehaul还通过最大限度地减少性能分布尾部的损失来确保可靠性。我们开发了一种新的模拟器，并通过大量的模拟表明，Safehaul不仅将延迟降低了43.2%，而且还表现出更可靠的性能（例如，实现延迟的方差减少71.4%）。
2023-01-12 cs.NI
HBF MU-MIMO with Interference-Aware Beam Pair Link Allocation for Beyond-5G mm-Wave Networks
本文提出符合5G-NR标准的IABA波束对链路分配方案，通过干扰感知的分布式或集中式BPL分配缓解HBF MU-MIMO空间干扰，显著提升超5G毫米波网络吞吐量并超越全数字MU-MIMO基线。
2024-02-27 cs.NI eess.SP
Load Balancing-based Topology Adaptation for Integrated Access and Backhaul Networks
针对移动IAB网络中拓扑自适应仅依赖链路质量可能导致负载不均的问题，提出一种同时考虑回传链路质量和业务负载的负载均衡算法，在不显著损害行人QoS的前提下提升乘客上下行最差连接吞吐量。
2024-10-03 cs.NI cs.SY eess.SY
Constrained Deployment Optimization in Integrated Access and Backhaul Networks
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
集成接入和回程（IAB）是用于5G网络和超越（6 G）的有前途的技术之一，其中相同的节点/硬件用于以多跳方式提供回程和蜂窝服务。由于具有高速率/可靠性需求的回程链路的敏感性，需要适当的网络规划以使IAB网络适当地并且尽可能好地执行。在本文中，我们研究了部署优化对IAB网络覆盖的影响。我们专注于的情况下，由于地理或干扰管理的限制，不受约束的IAB节点的位置是不可行的，在某些地区。为此，我们提出了各种毫米波（mmWave）阻塞感知约束部署优化方法。我们的研究结果表明，即使部署优化的限制，网络规划大大提高了IAB网络的覆盖范围。
2022-10-11 cs.IT cs.LG cs.NI
Cellular Network Densification: a System-level Analysis with IAB, NCR and RIS
本文系统级比较IAB、NCR和RIS三种辅助节点在蜂窝网络密集化中的性能，通过户外体育赛事场景仿真表明IAB总体最优但存在干扰劣势，并分析了无人机部署的增益与限制。
2024-10-03 cs.NI cs.SY eess.SY
On Topology Optimization and Routing in Integrated Access and Backhaul Networks: A Genetic Algorithm-based Approach
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Ericsson research（爱立信研究）；King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（沙特国王科技大学(KAUST)）
在本文中，我们研究了集成接入和回程（IAB）网络中的拓扑优化和路由问题，这是发展5G网络的有前途的技术之一。我们从不同的角度研究这个问题。我们开发了高效的遗传算法为基础的计划IAB节点的位置和非IAB回程链路分布，并评估绕过时间阻塞路由的效果。在这里，集中在基于毫米波的通信，我们研究的服务覆盖概率，定义为事件的概率，用户设备（UE）的最低速率要求得到满足。此外，我们还研究了不同参数如天线增益、阻塞和树叶对系统性能的影响。最后，我们总结了最近的Rel-16以及即将到来的Rel-17 3GPP关于IAB网络中路由的讨论，并讨论了实现基于网格的IAB网络的主要挑战。正如我们所展示的那样，通过适当的网络拓扑结构，IAB是实现5G及以后所需的网络致密化的一种有吸引力的方法。
2021-09-22 cs.IT cs.LG cs.NI
SeBaSi system-level Integrated Access and Backhaul simulator for self-backhauling
本文提出了用于集成接入与回传（IAB）网络的系统级仿真器SeBaSi，通过在曼哈顿和帕多瓦的部署模拟，展示了其在评估自回传蜂窝网络性能和支持新技术扩展方面的实用性。
2023-09-11 cs.NI
Joint Routing and Energy Optimization for Integrated Access and Backhaul with Open RAN
本文提出一种基于O-RAN架构的IAB网络动态联合路由与节能优化模型，通过最小化活跃IAB节点数量并保证UE最低容量，在米兰真实流量数据上实现了47%的RAN能耗降低。
2023-09-10 cs.NI
Resource Management for 5G NR Integrated Access and Backhaul: a Semi-centralized Approach
下一代移动网络将被部署为超密集网络，以匹配对增加容量的需求以及频谱的较高部分（即，毫米波波段）引入。然而，超密集网络需要普及的高容量回程解决方案，并且将光纤部署到所有基站通常被认为对于网络运营商来说过于昂贵。因此，第三代合作伙伴计划（3GPP）引入了集成接入和回程（IAB），这是一种无线回程解决方案，其中接入和回程链路共享相同的硬件、协议栈以及频谱。然而，相同频带中不同链路的复用引入了干扰和容量共享问题，因此要求引入高级调度和协调方案。本文提出了一种适用于IAB网络的半集中式资源分配方案，该方案设计灵活、复杂度低，符合3GPP IAB规范。我们开发了一个版本的最大加权匹配（MWM）的问题，可以应用于一个生成树，代表IAB网络，其复杂性是线性的IAB节点的数量。所提出的解决方案相比，最先进的分布式方法，通过端到端，全栈系统级仿真与3GPP兼容的信道模型，协议栈，和一组不同的用户应用程序。结果表明，我们的方案可以增加小区边缘用户的吞吐量高达5倍，同时减少整体网络拥塞，端到端延迟减少高达25倍。
2022-01-24 cs.IT cs.NI math.IT
Joint Fiber and Free Space Optical Infrastructure Planning for Hybrid Integrated Access and Backhaul Networks
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本文研究了光纤与自由空间光通信在混合接入和回传网络中的覆盖性能优化，探讨了在光纤成本受限情况下，混合部署带来的成本节约和能效提升。
2025-07-27 cs.IT cs.NI math.IT
Integrated mmWave Access and Backhaul in 5G: Bandwidth Partitioning and Downlink Analysis
随着网络密度的增加，向每个小区站点提供传统的光纤回程接入变得非常困难，这对于小小区基站（SBS）尤其如此。毫米波（mmWave）通信的日益成熟开辟了向这样的小区站点提供高速无线回程的可能性。由于毫米波也适用于接入链路，因此第三代合作伙伴计划（3GPP）正在设想用于第五代（5G）蜂窝网络的集成接入和回程（IAB）架构，其中相同的基础设施和频谱资源将用于接入和回程两者。在本文中，我们开发了一个分析框架，IAB使能蜂窝网络，使用它，我们提供了一个准确的表征其下行链路速率覆盖概率。使用此，我们研究两个回程带宽（BW）分区策略的性能，（i）相等分区：当所有SBS获得回程BW的相等份额时，以及（ii）基于负载的分区：当SBS的回程BW份额与其负载成比例时。我们的分析表明，根据分区策略的选择，存在一个最佳的分割接入和回程带宽的速率覆盖范围最大化。此外，存在小区负载（用户总数）的临界量，超过该临界量，由启用IAB的网络提供的增益消失，并且其性能收敛到没有SBS的传统仅宏网络的性能。
2017-10-17 cs.IT cs.NI math.IT
Federated Multi-Agent Deep Reinforcement Learning for Dynamic and Flexible 3D Operation of 5G Multi-MAP Networks
CEA-Leti（原子能和替代能源委员会信息技术实验室）；Universite Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
针对5G网络中无人机MAP的动态3D管理问题，提出两层分层架构与联邦双注意力DRL方法，联合优化MAP数量、位置及无线回传连接。
2023-06-30 cs.LG cs.MA cs.NI
Wireless Backhaul in 5G and Beyond: Issues, Challenges and Opportunities
随着无人机（UAV）、高空平台站（HAPS）、毫米波（mmWave）频率、大规模多输入多输出（mMIMO）和波束成形等新技术的引入，无线回程有望成为5G网络不可或缺的一部分。虽然这个概念并不新鲜，但与光纤回程相比，它在性能方面存在缺陷。然而，有了这些新技术，光纤不再是回程的最重要技术。随着网络密度的增加，无线回程已成为强制性的使用。如果要有效地使用无线回程，仍然存在需要解决的挑战。资源分配、部署、调度、功率管理和能量效率是这些问题中的一些。无线回程也是新技术的推动者，并显着改进了一些现有技术。仅举几例，农村连接，卫星通信和移动边缘计算是无线回程作为推动者的一些概念。具有无线回程的小小区使用提出了不同的安全挑战。蜂窝网络的管理机构正在进行标准化工作，特别是针对集成回程（IAB）概念，并且简要地提及这一点。最后，无线回程也预计将成为5G网络的重要组成部分，而新开发的概念，如无蜂窝网络，超大规模MIMO和极密集网络也显示了这一趋势。在本次调查中，我们介绍了5G中无线回程的上述问题、挑战、机遇和应用，同时简要介绍了5G之后无线回程的相关概念以及安全和标准化问题。
2021-07-20 cs.NI
Bandwidth Partitioning and Downlink Analysis in Millimeter Wave Integrated Access and Backhaul for 5G
随着网络密度的增加，向每个小区站点提供传统的光纤回程接入变得非常困难，这对于小小区基站（SBS）尤其如此。毫米波（mm波）通信的日益成熟已经开启了向这样的小区站点提供高速无线回程的可能性。由于毫米波也适用于接入链路，因此第三代合作伙伴计划（3GPP）正在设想用于第五代（5G）蜂窝网络的集成接入和回程（IAB）架构，其中相同的基础设施和频谱资源将用于接入和回程两者。在本文中，我们开发了一个分析框架IAB使能蜂窝网络，使用其下行链路速率覆盖概率准确的特点。使用该框架，我们研究了三种回程带宽（BW）划分策略的性能：1）相等划分：当所有SBS获得相等的回程带宽份额时; 2）基于瞬时负载的划分：当SBS的回程带宽份额与其瞬时负载成比例时;以及3）基于平均负载的划分：当SBS的回程带宽份额与其平均负载成比例时。我们的分析表明，根据分区策略的选择，存在一个最佳的分割接入和回程带宽的速率覆盖范围最大化。此外，存在小区负载（用户总数）的临界量，超过该临界量，由启用IAB的网络提供的增益消失，并且其性能收敛到没有SBS的传统仅宏网络的性能。
2018-11-11 cs.IT cs.NI math.IT
CoMP-Enhanced Flexible Functional Split for Mixed Services in Beyond 5G Wireless Networks
本文针对B5G混合eMBB与URLLC业务场景，提出基于处理器共享模型的CoMP增强功能分割模式分配方案CFSMA，在保证严格时延的同时优化系统频谱效率。
2023-04-16 cs.NI
Flexible Coherent Optical Access: Architectures, Algorithms, and Demonstrations
本文针对超越50G PON的带宽需求，提出了基于TFDMA的相干PON架构与低复杂度DSP算法，并实验演示了首个支持256用户、上下行峰值速率达100Gb/s和200Gb/s的实时相干PON系统。
2023-08-02 cs.NI
A Flexible Architecture for Broadcast Broadband Convergence in Beyond 5G
针对3GPP 5G MBS架构在交付方式选择和非3GPP广播融合方面的局限，提出一种蜂窝宽带与非3GPP广播网络融合的新架构，将信令视为数据以提高可扩展性，仿真证明其能显著减少MBS会话建立的信令开销。
2024-01-02 cs.NI
Measurement Study of Programmable Network Coding in Cloud-native 5G and Beyond Networks
本文提出FlexNC和RecNet两种可编程网络编码方案，在真实5G硬件上实现并验证其能灵活适配应用需求并显著降低丢包。
2024-08-12 cs.NI
Flexible and dependable manufacturing beyond xURLLC: A novel framework for communication-control co-design
6 G时代的未来工业4.0应用对高可靠性的要求远远超出了目前的超可靠低延迟通信（URLLC），并对通信技术提出了严峻的挑战。通信控制协同设计（CoCoCo）似乎是一个更有前途的解决方案，而不是与极端URLLC（xURLLC）的物理和技术限制作斗争。这项工作提出了一种新的CoCoCo框架，它不仅提高了远程控制等6 G工业应用的可靠性，而且还展示了通过制造系统的开放性和灵活性来彻底改变未来工业的巨大潜力。
2022-12-05 cs.NI cs.SY eess.SY
Flexible failure detection and fast reroute using eBPF and SRv6
分段路由是源路由的现代变体，网络运营商正在逐步部署。大型ISP将其用于流量工程和快速重新路由目的。它的IPv6数据平面（名为SRv6）超越了最初的MPLS数据平面，特别是通过启用网络可编程性。使用SRv6，可以在路由器和端主机上定义透明网络功能。这些功能被映射到IPv6地址，它们的执行由放置在转发的数据包中的段来调度。我们最近扩展了Linux SRv6实现，以便在接收到包含本地段的SRv6数据包时执行特定的eBPF代码。eBPF是Linux内核中包含的虚拟机。我们利用Linux 4.18的这一新功能，提出并实现了灵活的基于eBPF的快速重路由和故障检测方案。我们的实验室测量证实，它们提供了良好的性能，并且比Linux路由器和服务器上现有的BFD实现更快地进行故障检测。
2018-10-24 cs.NI
On the Performance of Blockchain-enabled RAN-as-a-service in Beyond 5G Networks
区块链（BC）技术可以通过实现分散和开放的共享网络来彻底改变通信的未来。在本文中，我们提出BC的应用以促进移动网络运营商（MNO）和诸如垂直或过顶（OTT）服务提供商的其他参与者交换无线电接入网络（RAN）资源（例如，基础设施、频谱）。特别是，我们提出了一个支持BC的反向拍卖机制，用于在Beyond 5G网络中进行RAN共享和动态用户服务提供，并分析了其相对于当前服务提供和RAN共享方案的潜在优势。此外，我们研究的延迟和开销所产生的BC在整个过程中，当运行在无线和有线接口。
2021-12-10 cs.NI
Network Slicing with Flexible VNF Order: A Branch-and-Bound Approach
针对VNF顺序可调的网络切片嵌入问题，提出联合优化准入控制与嵌入的框架，并设计结合A*搜索的近优BnB算法，显著提升可部署切片数与资源利用率。
2024-12-08 cs.NI
5G Network on Wings: A Deep Reinforcement Learning Approach to the UAV-based Integrated Access and Backhaul
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Ericsson Research（爱立信研究院）；Malmö University（马尔默大学）
本文针对灾害等任务关键场景中宏基站失效的问题，提出基于深度强化学习的多无人机基站三维部署方法，利用IAB技术实现灾区覆盖，并验证其在用户吞吐量和掉线率上满足服务需求。
2023-05-26 cs.AI cs.NI
A Flexible Machine Learning-Aware Architecture for Future WLANs
人们对机器学习（ML）寄予了很大的希望，认为它是未来无线网络的关键推动者。通过利用大量数据，ML有望处理日益复杂的网络问题。不幸的是，目前的网络还没有准备好支持基于ML的应用程序在数据汇集，处理和输出分配方面的要求。本文指出了将ML作为未来无线网络操作的一部分所需的架构要求。具体来说，我们研究了无线局域网（WLAN），由于其性质，可以以多种形式存在，从基于云的部署到边缘计算式部署。特别是，我们建议在5G及以后采用国际电信联盟（ITU）统一架构。基于国际电联的架构，我们提供了关于将ML引入多种形式的WLAN的主要要求和主要挑战的见解。最后，我们通过一个支持ML的未来网络用例展示了该架构的优越性。
2020-02-17 cs.NI
UAV Communications for 5G and Beyond: Recent Advances and Future Trends
为各种设备类型提供无处不在的连接是5G和超越5G（B5 G）的关键挑战。无人机（UAV）有望成为即将到来的无线网络的重要组成部分，其可以潜在地促进无线广播并支持高速率传输。与固定基础设施的通信相比，无人机具有部署灵活、视距连接能力强、机动性可控的额外设计自由度等突出特点。本文对5G/B5 G无线网络的无人机通信进行了全面的综述。本文首先简要介绍了空-地-空一体化网络的基本背景和研究现状，并讨论了这种新兴的一体化网络体系结构所面临的相关研究挑战。然后，我们对基于无人机平台的各种5G技术进行了详尽的回顾，我们按不同的领域进行了分类，包括物理层，网络层以及联合通信，计算和缓存。此外，大量的开放研究问题的概述和确定为可能的未来研究方向。
2019-01-20 cs.NI
Intent-Based Orchestration for Application Relocation in a 5G Cloud-native Platform
移动网络运营商对成本效益的需求正在推动5G及以上网络走向高度灵活和敏捷的部署，以适应动态和资源受限的场景，同时满足无数用户网络利益相关者的需求。在这种情况下，我们认为基于配备端到端监控功能的云原生部署的零接触编排方案提供了成为候选解决方案所需的技术组合。该演示建立在具有空中传输的端到端云原生5G实验平台之上，展示了动态编排如何重新定位基于容器的最终用户应用程序，以满足基于意图的需求。因此，我们提供了一个实验验证，以展示该平台如何实现所需的灵活和敏捷的5G部署。
2022-11-21 cs.NI
Joint Design of Access and Backhaul in Densely Deployed MmWave Small Cells
针对毫米波异构蜂窝网络接入与回传吞吐量失衡问题，提出基于多智能体深度强化学习的用户关联与回传资源分配联合优化方法，以适应链路动态并提升长期总吞吐量。
2023-08-17 cs.IT cs.NI math.IT
Low Layer Functional Split Management in 5G and Beyond: Architecture and Self-adaptation
本文基于O-RAN架构提出支持RAN功能分割的架构框架，并研究如何在不同负载条件下优化功能分割以最小化能源成本。
2024-09-03 cs.NI eess.SP
Beyond D2D: Full Dimension UAV-to-Everything Communications in 6G
在本文中，我们考虑了一个互联网的无人机（UAV）在蜂窝网络中，无人机作为空中用户收集各种传感器数据，并发送收集到的数据到他们的传输目的地通过蜂窝链路。与传统蜂窝网络中的地面用户不同，不同的无人机由于其传感应用而具有不同的通信需求，需要一种更灵活的通信框架。为了解决这个问题，我们提出了一个无人机到一切（U2X）的网络，它使无人机能够调整其通信模式全维度根据其传感应用的要求。在本文中，我们首先介绍了U2X通信的概念，并详细阐述了其三种通信模式。然后，讨论了U2X通信的关键技术，包括联合感知与传输协议、无人机轨迹设计和无线电资源管理。然后提出了一种基于强化学习的U2X通信数学框架。最后，对U2X通信的扩展进行了介绍。
2020-04-04 cs.NI eess.SP
Beyond 1$\to$N Decoding: Capacity-Aware Rateless Polar Codes for IR-HARQ
Huawei Technologies Co. Ltd.（华为技术有限公司）
提出一种基于容量感知调度和嵌套奇偶校验极化码的无速率极化码框架，实现灵活IR-HARQ，匹配固定速率码的编码增益。
2026-05-29 cs.IT cs.NI math.IT
Network Slicing for Service-Oriented Networks with Flexible Routing and Guaranteed E2E Latency
网络功能虚拟化是在第五代及以后的网络中同时支持具有不同特性和需求的多个服务的有前途的技术。在实践中，每个服务都由一系列预定的功能组成，称为服务功能链（SFC），在云环境中运行。为了使不同的服务切片能够协调工作，关键是选择云节点来部署SFC中的功能，并灵活地路由服务的流程，使得这些功能按顺序处理，保证所有服务的端到端（E2E）延迟约束，并尊重所有资源约束。在本文中，我们提出了一个新的（混合二进制线性规划）制定上述网络切片问题，优化系统的能源效率，同时共同考虑资源预算，功能实例化，流路由，和E2E延迟要求。数值结果表明，所提出的配方相比，现有的优势。
2020-05-01 cs.IT cs.NI eess.SP
DecentRAN: Decentralized Radio Access Network for 5.5G and beyond
无线接入网面临着隐私和灵活的广域和局域网接入的挑战。由于蜂窝网络的集中式设计以及对用户隐私和数据安全的担忧，RAN被限制直接提供本地服务。DecentRAN或分散式无线电接入网络提供了另一种视角，以应对5G非公共网络的新兴需求以及校园网络中5GS和Wi-Fi的混合部署。从作为身份的公钥开始，以隐私保护的方式使得UE和RAN之间的独立相互认证成为可能。随着使用区块链和智能合约引入分散式架构和网络功能，DecentRAN能够为用户提供本地管理的端到端加密5G NPN，并通过校园路由器与局域网进行潜在连接。此外，还讨论了吞吐量和延迟方面的性能，为DecentRAN的部署提供了指导。
2023-03-30 cs.CR cs.NI cs.SY
