大型无线网络中的结晶现象

我们分析了衰落干扰中继网络，其中 M 个单天线源 - 目的终端对通过一组 K 个单天线中继，使用半双工两跳中继方式在同一频段并发通信。假设中继拥有信道状态信息 (CSI)，结果表明在 M 趋于无穷大的极限下，只要 K 作为 M 的函数增长得足够快，网络就会“解耦”，即各个源 - 目的终端对的容量严格为正。发现 K 作为 M 的函数所需的相应增长率也足以使各个源 - 目的衰落链路收敛为非衰落链路。我们将这种网络分解为一组有效隔离的“空中导线”的现象称为网络“结晶”。我们执行了大偏差分析以表征“结晶”速率，即解耦链路收敛为非衰落链路的速率（作为 M, K 的函数）。在此分析过程中，我们开发了一种新技术来表征某些依赖随机变量之和的大偏差行为。对于中继层无 CSI 的情况，假设采用放大转发中继，我们利用大随机矩阵理论工具计算了当 M, K 趋于无穷大且 K/M 保持固定时的每个源 - 目的终端对的容量。