基于 Whittle 指数进行毫米波网络的波束调度
网络与互联网体系结构
2025-03-25 v1
摘要
我们聚焦于单细胞毫米波（mmWave）网络中下行传输的波束调度问题。该小区包含一个毫米波基站（mBS）及其关联用户。每个时间槽结束时，带有一定概率的 packet arrives 到 mBS 关联用户队列中。对于存储在 mBS 用户队列中的 packet，在每个时间槽中都会产生保存费用。mBS 能同时为不同用户形成的波束数量少于关联用户数量。此外，每当 mBS 为用户形成波束时，都会产生一定费用。在给定时间槽内，来自 mBS 发送给已分配波束的用户的 packet 若 channel quality 良好，则成功接收（否则则未接收）。在每个时间槽中，mBS 需要分配可用波束给子集用户，以最小化长期期望平均成本。该问题可建模为无休眠多臂老虎机问题，已被证明难以求解。我们证明了上述波束调度问题的 Whittle 指数可调性，并提出了计算每个用户 Whittle 指数的方法。在每个时间槽中，我们的波束调度策略会分配波束给 Whittle 指数最小的那些用户。通过大量仿真，我们展示了基于 Whittle 指数的波束调度策略在平均成本、平均延迟以及能源效率方面均显著优于先前工作中提出的几种调度策略。
引用
@article{arxiv.2503.18133,
title = {Beam Scheduling in Millimeter Wave Networks Using the Whittle Index},
author = {Mandar R. Nalavade and Ravindra S. Tomar and Gaurav S. Kasbekar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18133},
year = {2025}
}