《Journal of Network and Computer Applications》：Color Based Allocation (CBA) approach for managing high user density in 6G Networks
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6G网络高密度场景下通过颜色分配机制优化多接入点（SS、中继、D2D）的资源分配与调制选择，降低功耗和复杂度，提升设备电池寿命22.22%。
作者：Anutusha Dogra, Rakesh Kumar Jha
印度空间研究组织Satish Dhawan空间科学中心，印度查谟和克什米尔中央大学
摘要
6G网络与大量的连接设备相关联。诸如远程机器人技术、远程驾驶、触觉通信、全息成像等各种高级应用需要较高的数据传输速率和较低的延迟才能实现。因此，网络趋向于采用更高的调制方案来满足对高数据传输速率的需求。然而，实施更高的调制方案需要更多的功率、更长的电池寿命以及更低的复杂性。本文提出了一种基于颜色的分配（CBA）方法，通过在高密度6G网络中部署小型蜂窝接入点（SCA）、中继和设备对设备（D2D）通信等服务站来处理高用户密度问题。这些服务站有助于减轻网络的流量负担。用户根据信道条件和应用需求连接到最近的服务站或基站（BS）。每个用户根据所连接的站点类型被赋予不同的颜色和标识符。然后使用这些颜色和标识符来进行最优功率分配和自动调制方案选择。所提出的方法有助于根据应用需求分配合适的调制方案，并减少功率浪费，从而将复杂性降低约51%，同时将设备的电池寿命延长至多4小时（约提高22.22%）。
部分摘录
引言
第六代（6G）网络将是5G网络的继任者，目前正处于开发阶段。6G将专门整合人工智能（AI）/机器学习（ML）部署的服务，以实现多种用例[1]、[2]。6G将具备高数据传输速率、扩展的覆盖范围和无缝连接能力。它将在太赫兹（THz）频率范围内（约3THz）运行，可实现约1Tb/s的数据传输速率，从而支持众多高级应用。
系统模型
本节详细描述了假设的网络架构。网络框架如图2所示。所提出的架构是基于3GPP标准的架构，采用了城市宏观（UMa）场景和6G参数。用于链路估计的信道模型、路径损耗条件和噪声模型基于3GPP第14版[36]，以实现实时通信网络。
基于颜色的分配（CBA）和调制方案选择
本节展示了6G网络中CBA的实现过程。图3显示了基于颜色的用户分布和分类，CBA算法1解释了基于颜色的用户分类的实现方式。所有用户被分为直接用户和间接用户。距离基站（BS）100米范围内的用户被视为直接用户，其索引存储在K中；其余用户的索引存储在L中。
CBA：一个示例
图4展示了使用CBA方法进行调制方案选择和功率分配的整个过程。假设在一个半径为300米的区域内随机部署了若干用户。每个用户的位置和需求在每次迭代中都会发生变化。用户在区域内随机移动，并连接到不同的服务站。部署了5个小型蜂窝接入点（S1、S2、S3、S4、S5）、4个中继（R1、R2、R3、R4）以及一个基站（BS），为所有用户提供连接。
仿真与讨论
本节展示了所提出的CBA方法与SBRRA和可重构智能表面（RIS）辅助分配方案相比的仿真结果。图6显示了根据颜色矩阵向用户分配调制方案的情况。6G网络将具有高密度，用户密度的增加会显著增加基站的流量负载。通过所提出的CBA方法，服务站的部署有助于减轻网络负担。
结论
本文提出了CBA方法，用于处理6G网络中的高用户密度问题。服务站（SS）与基站（BS）的结合使用有助于管理不断增长的网络流量。本文重点介绍了基于应用需求自动选择调制方案的方法。研究了每个用户的信道条件，并评估了来自所有站点（SS和BS）的用户接收信号强度（SINR）值。用户连接到信道条件良好且SINR值较高的站点。
作者贡献声明
Rakesh Kumar Jha：验证、监督、项目管理、方法论、资金获取、概念构思。Anutusha Dogra：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、可视化、软件开发、资源管理、形式化分析、数据整理
利益冲突声明
? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：报告了与之相关的关系；拥有待审批的专利。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢印度查谟和克什米尔中央大学Satish Dhawan空间科学中心（SDCSS）的支持。
Anutusha Dogra博士目前担任印度查谟和克什米尔中央大学Satish Dhawan空间科学中心（SDCSS）的初级研究员。她的研究兴趣包括5G及未来5G/6G无线通信网络的新兴技术。
