缓存与毫米波通信相结合以增强5G网络中的移动性管理
计算机科学与博弈论
2017-03-23 v2 信息论
math.IT
摘要
克服毫米波(mmW)通信的不确定性和动态信道变化最有前景的方法之一是部署集成了mmW和微波(W)频率的双模基站。如果设计得当，此类双模基站可增强高移动性无线环境中的移动性和切换。本文提出了一种在联合W-mmW网络中分析和管理移动性的新方法。该方法利用设备级缓存以及双模基站的能力，以最小化切换失败、降低频间测量能耗，并在新兴密集异构网络中提供无缝移动性。首先，针对所提出的双模网络场景，推导了关于缓存能力的基本结果，包括缓存概率和缓存时长。其次，推导了移动用户缓存的平均可达速率。第三，将所提出的支持缓存的移动性管理问题建模为移动用户设备(MUEs)与小型基站(SBSs)之间的动态匹配博弈。该博弈的目标是找到一种分布式切换机制，在受限于切换失败(HOFs)和有限缓存大小的网络约束下，允许每个MUE选择执行到目标SBS的切换(HO)、连接到宏基站(MBS)，或利用缓存内容执行透明切换。所建模的匹配博弈能够捕捉由HOFs引起的移动性管理问题的动态特性。为解决该动态匹配问题，提出了一种新算法，并证明了其收敛于双边动态稳定的切换策略。数值结果证实了分析推导，并表明所提方案能显著减少MUE的HOF和能耗。
引用
@article{arxiv.1701.05125,
title = {Caching Meets Millimeter Wave Communications for Enhanced Mobility Management in 5G Networks},
author = {Omid Semiari and Walid Saad and Mehdi Bennis and Behrouz Maham},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.05125},
year = {2017}
}