我们开发一个框架,利用网络编码(NC)和/多输入多输出(MIMO)技术,联合在一起,提高下行吞吐量的广播频道。具体来说,我们考虑一个基站(BS)配备多个发射天线同时服务多个移动站(MSs)通过生成多个信号光束。考虑到大量的MSs和少量的传输天线,BS必须决定,在任何传播机会,哪一组的海量存储系统(MSs)中,它应该传输数据包,为了最大化总体吞吐量。我们提出两种算法对海量存储系统(MSs)中,利用数控和正交分组的用户渠道改善整体吞吐量。我们的结果表明,该技术显著增加实现吞吐量,特别是在高度有损环境。
近年来,/多输入多输出(MIMO)一直被认为是一个关键使能技术为提高无线通信系统的性能。与传统的通信,MIMO技术依赖于多个天线发送和/或接收信号。天线的数量,一个设备可以配备有限的由于空间的限制。例如,在一个蜂窝网络,而天线的数量可能没有限制,可以配备基站(BS),数量有一个限制,当涉及到移动站(MS)由于大小和/或成本约束。可以利用再分配功能,使空间的时分多址(SDMA)技术,它允许多个BS的同时传输多个海量存储系统(MSs)中,从而实现更高的整体数据吞吐量(
废话,<我nl在e- - - - - -为米ula>
网络编码(NC)是另一种有效的技术,也认识到伟大的网络吞吐量的潜力,获得了相当大的关注由于其简单实用
在本文中,我们开发的调度算法,利用数控和高炉技术联合在一起整体吞吐量最大化实现无线广播下行通道。具体地说,我们考虑一个BS与多个发射天线,同时服务多个海量存储系统(MSs)中生成多个信号光束具有定义良好的波束形成的权重向量,其中每个对应于一个特定的梁女士。给予大量的海量存储系统(MSs)中,少量的传输天线,BS必须决定,在任何传播机会,哪一组的海量存储系统(MSs)中,它应该传输数据包,为了最大化总体吞吐量。在这项工作中,我们证明了群体形成的问题是np困难并提出两个调度启发式,利用数控功能和用户渠道改进的正交性的整体吞吐量广播传输。我们的模拟结果表明,该技术实现更高的吞吐量比实现在现有的技术下,特别是在高损耗环境。
我们论文的大纲如下。首先,我们现在的文献综述部分
同时服务支持多个海量存储系统(MSs)中通过高炉技术可以非常具有挑战性的由于不同的积极信号光束产生的干涉。因此,一些高效的调度算法和合适的男朋友策略提出了减少干扰在多个光束。最大化容量之和,将海量存储系统(MSs)中通常选择通过穷举搜索,可以非常昂贵的大池女士甚至不可行。例如,鲱鱼et al。
另一个传统的技术,但效率,是使用一个男朋友码包含一组所有可能的系数(或码字)形成一个男朋友。一般来说,码书生成离线,由固定数量的码字,不依赖于信道条件的统计特征(
大多数报告的这些作品为每个目的考虑将分配一个男朋友/梁女士然而,海量存储系统(MSs)中近距离内经常经历同样的信道条件和有类似的SINR的水平。因此,考虑分组和关联这些海量存储系统(MSs)中一起在一个男朋友梁不仅可以支持更多的海量存储系统(MSs)中,也使有效利用数控技术,进一步提高吞吐量。这项工作提出了一个框架,考虑邻近SINRs和CSI正交分组海量存储系统(MSs)中,形成的男朋友。我们首先证明群体形成的问题是np困难(在附录中给出的证明),然后提出两种启发式技术:greedy-selection-based技术和codebook-based技术,在描述部分
对符号方便,在这篇文章中,大写粗体字母用于矩阵和小写粗体字母用于向量,和<我nl在e- - - - - -为米ula>
在本节中,我们简要介绍了使用数控技术在无线广播频道。我们考虑<我nl在e- - - - - -为米ula>
考虑一个广播传输蜂窝网络的例子,所有BS数据包传输都认为达到海量存储系统(MSs)中。系统有两个海量存储系统(MSs)中,也就是说,<我nl在e- - - - - -为米ula>
不失一般性,系统<我nl在e- - - - - -为米ula>
在这项工作中,我们考虑广播传输下行信道的蜂窝网络,在b用于发送的数据包并达到所有网络中海量存储系统(MSs)中。当数据包传输不成功,BS保持电源,直到失去了成功/失败的包交付给所有海量存储系统(MSs)中。我们假设b需要广播<我nl在e- - - - - -为米ula>
第一次传输后,一个或多个海量存储系统(MSs)中可能不接收数据包。,当这一切发生的时候,一个简单的方法来确保成功交付数据包是BS中继/每个丢失数据包广播给所有的海量存储系统(MSs)中(例如,图 数控的例子。
没有波束形成
与波束形成
简单的广播数据包输给了所有海量存储系统(MSs)中,而不是使用高炉技术,可以非常低效的原因如下。首先,海量存储系统(MSs)中往往位于不同位置与各种距离BS,导致高变化的海量存储系统(MSs)中接收信号的优点。,不同的海量存储系统(MSs)中可能会经历不同的包成功率。第二,没有指导传播信号,可以浪费电能信号发送方向/区域没有海量存储系统(MSs)中发生。让我们考虑图所示的例子
我们现在描述如何结合数控和高炉进一步提高广播网络的吞吐量。数据 重传技术。
没有波束形成
与波束形成
在第一次槽,注意,编码数据包结合第一个4丢失的数据包(即。,w我thout BF) when sent to all MSs exactly suffices as it enables each of the 4 MSs to recover its lost packet (i.e.,<我nl在e- - - - - -为米ula>
请注意,有一个权衡使用高炉技术在海量存储系统(MSs)中分组。分组下的海量存储系统(MSs)中大量相同的梁可能减少编码的数据包的数量,但这也会导致较小的机会成功接收编码数据包的目的让我们考虑女士的例子4海量存储系统(MSs)中,如图 分组女士的例子。
没有一个男朋友梁
有两个男朋友梁
我们假设BS配备多个天线系统,使它能够同时生成多个光束传播。我们还假设BS知道所有通道向量<我nl在e- - - - - -为米ula>
目标是最小化<我nl在e- - - - - -为米ula>
回想一下,信号质量在海量存储系统(MSs)中可以通过SINR /量化评估。特别是,<我nl在e- - - - - -为米ula>
让<我nl在e- - - - - -为米ula>
此外,每个女士只能属于一个梁;也就是说,<我nl在e- - - - - -为米ula>
在哪里<我nl在e- - - - - -为米ula>
没有失去的通用性,
因为我们的分配问题是np难,我们建议使用两种技术来设计启发式算法,有效地解决它。第一种技术时间表和组根据他们的SINRs海量存储系统(MSs)中,和第二个使用一个预定义的电报密码本,首先生成多组正交BF梁,然后分配每个SINR的梁女士是最大化。提出技术将被描述的细节。
我们首先描述和制定群体形成的问题,基本上试图找到最优的海量存储系统(MSs)中,最大化整体吞吐量,然后提出了一个调度算法来解决它。调度算法提高了整体吞吐量通过共同开发的高炉和数控技术。给定一个<我nl在e- - - - - -为米ula>
当海量存储系统(MSs)中,的数量<我nl在e- - - - - -为米ula>
我们的算法的细节描述如下:在步骤1中,<我nl在e- - - - - -为米ula>
请注意,算法
{注意,当<我nl在e- - - - - -为米ula>
通过<我nl在e- - - - - -为米ula>
在哪里<我nl在e- - - - - -为米ula>
{注意,如果<我nl在e- - - - - -为米ula>
返回一组预定MSs}
第二个方法,所述伪代码如下所示,使用了两个算法:算法
运行算法 为每个女士}{确定最佳梁
运行算法 {进一步减少传输的数量}
对梁<我nl在e- - - - - -为米ula>
{注意,如果女士<我nl在e- - - - - -为米ula>
所有其他的光束在集合<我nl在e- - - - - -为米ula>
鉴于<我nl在e- - - - - -为米ula>
计算<我nl在e- - - - - -为米ula>
在海量存储系统(MSs)中分配给一组<我nl在e- - - - - -为米ula>
一组<我nl在e- - - - - -为米ula>
更新<我nl在e- - - - - -为米ula>
然后转到第2步
算法 使用所有<我nl在e- - - - - -为米ula>
算法
我们考虑一个下行信道组成的BS和多个海量存储系统(MSs)中。BS和每个女士都分别配备4-transmit 1-receive天线天线元素和元素。系统参数设置如下:最大数量的并发信号光束<我nl在e- - - - - -为米ula>
在播放场景,BS数据包发送到所有的海量存储系统(MSs)中。广播传输的一个例子是数字电视广播,所有MSs看同样的电视频道在同一时间。因此,BS只需要传输数据包无方向性,这使得它们达到海量存储系统(MSs)中。我们假设b使用一个天线,并没有必要应用高炉技术在数据传输。
为了评估我们的提出的调度算法的性能,我们认为评价四重传方案:1-Omni ARQ(即。,传统的重传技术),1-Omni数控(即。,传统的仅与NC), BF-ARQ(即。,BF with traditional retransmission technique), BF-NC with SINR (proposed technique 1: greedy-selection-based scheduler), and BF-NC with codebook (proposed technique 2: codebook-based scheduler). Both 1-Omni ARQ- and 1-Omni NC-based retransmission schemes use one transmit antenna element, and retransmissions of lost packets are respectively done with ARQ and NC techniques only. BF-ARQ-based retransmission scheme is to use BF to retransmit lost packets to a group of MSs with ARQ techniques. The group formation for BF-ARQ is based on technique 1 (Algorithm 广播传输/传输方案。
首先,我们研究了广播场景如图 模拟网络拓扑的场景与不同的分布。
均匀分布
3-cluster分布
随机分布
记得BS使用一个传输天线在数据传输阶段,使信号/包(全方位传播)达到海量存储系统(MSs)中。在图 仿真结果对于网络拓扑场景图 平均丢包率
的传输数量根据拟议的计划
吞吐量增益
图 在本节中,我们考虑研究网络拓扑与女士集群分布。具体地说,我们认为网络拓扑的场景图 海量存储系统(MSs)中,每个集群都接近彼此,和渠道获得海量存储系统(MSs)中属于同一个集群是相同的(或关闭)。图 仿真结果对于网络拓扑场景图 平均丢包率
的传输数量根据拟议的计划
吞吐量增益
第二步,我们可以画出的图是提出技术实现非常相似的总数的传输性能。这是因为当所有在同一集群海量存储系统(MSs)中也有类似的渠道获得,每个编码数据包最有可能来自所有海量存储系统(MSs)中,其丢包率是相似的。换句话说,这丢失的数据包的数量最大化编码。
我们现在情节的吞吐量增长提出方案和1-Omni数控方案与传统方案相比(例如1-Omni ARQ)。如图 最后,我们研究网络拓扑女士与一个随机分布。特别是,我们考虑图的网络拓扑的场景 数据包传输的平均损失率在这些全方位传输图所示 仿真结果对于网络拓扑场景图 平均丢包率
的传输数量根据拟议的计划
吞吐量增益
在本节中,我们想要研究的海量存储系统(MSs)中对性能的影响行为。在这个模拟中,我们使用图的网络拓扑 仿真结果对于网络拓扑场景图 的传输数量根据拟议的计划。
吞吐量增益
本文提出了两个联合BF / NC-based无线广播调度算法下行通道。第一个算法依赖于贪婪的选择基于他们的SINRs海量存储系统(MSs)中,而第二种算法使用电报密码本集团和调度海量存储系统(MSs)中。贪婪的选择方法包括使用MSs正交性和物理位置来最大化他们的信号通过无线网络质量。codebook-based方法,另一方面,使用一个预定义的码书生成多组正交梁。
我们的结果表明,所提出的技术/算法增加了整体吞吐量通过最小化传输尝试的数量。
我们的模拟表明,技术显著减少重传的次数,从而实现高吞吐量增加多达175%的广播传输相比,传统的ARQ传输方法。
在本节中,我们证明我们BF-NC调度问题是np困难的。首先,我们知道,著名的问题“调度不相关的并行机器(SUPM)”是np难
鉴于SUPM问题的实例,我们可以构建以下版本的BF-NC-based调度问题,减少如下。海量存储系统(MSs)中都是一组<我nl在e- - - - - -为米ula>
插图的减少SUPM问题BF-NC-based调度问题。
假设我们有解决BF-NC-based调度问题的最优解。完成,我们可以证明我们BF-NC-based调度问题的最优解是一个SUPM问题的最优解如下。首先,我们只使用一组正交的男朋友光束从一个给定的速率。例如,BS只使用<我nl在e- - - - - -为米ula>
比较(