以用户为中心的无蜂窝 MIMO 网络中的切换：一种 POMDP 框架
信息论
2024-03-15 v1 分布式、并行与集群计算
网络与互联网体系结构
系统与控制
信号处理
系统与控制
math.IT
摘要
我们研究了在以用户为中心的无蜂窝大规模 MIMO (UC-mMIMO) 网络中管理切换 (HO) 的问题。受控制 HO 数量的重要性以及高效 HO 决策与信道条件时间演化之间相关性的启发，我们构建了一个部分可观测马尔可夫决策过程 (POMDP)，其状态空间表示大尺度衰落的离散版本，动作空间表示用户与接入点 (AP) 的关联决策。我们开发了一种新算法，利用该模型基于当前和未来奖励为移动用户推导 HO 策略。为了缓解 POMDP 的高复杂度，我们采用分治法，将 POMDP 公式分解为多个子问题，并分别求解。然后，使用产生最佳总期望奖励的子问题的策略和 AP 候选池在特定时间范围内执行 HO。随后，我们对算法引入修改以减少 HO 数量。结果表明，UC-mMIMO 网络中一半的 HO 可以被消除。即，我们的新解决方案能够在保持速率保证的同时控制 HO 数量，在密度为每平方公里 125 个 AP 的网络中观察到 HO 累积数量减少了 47%-70%。最重要的是，我们的结果表明，基于 POMDP 的 HO 方案在控制 HO 方面具有前景。
引用
@article{arxiv.2403.08900,
title = {Handoffs in User-Centric Cell-Free MIMO Networks: A POMDP Framework},
author = {Hussein A. Ammar and Raviraj Adve and Shahram Shahbazpanahi and Gary Boudreau and Kothapalli Venkata Srinivas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.08900},
year = {2024}
}
备注
Accepted in IEEE Transactions on Wireless Communications (TWC)