去中心化无线网络中的带宽划分

本文探讨了多用户去中心化网络设计中的一个关键问题：给定总系统带宽为 $W$ Hz，且每次传输的固定数据速率约束为 $R$ bps，应将频带划分为多少个大小为 $W/N$ 的频段 $N$，以最大化网络中同时存在的链路数量？划分可用频谱会产生两种竞争效应。正面而言，较大的 $N$ 允许在同一区域内进行更多并行且互不干扰的通信。负面而言，较大的 $N$ 会增加每条链路的信干噪比 (SINR) 要求，因为必须在更少的带宽上实现相同的信息速率。探索这种权衡并根据系统参数确定 $N$ 的最优值是本文的重点。利用随机几何，我们推导出了低信噪比 (SNR)（功率受限）和高信噪比（干扰受限）机制下的最优 SINR 阈值，该阈值直接对应于最优频谱效率。由此，根据路径损耗指数、功率和噪声功率谱密度、期望速率以及总带宽，得出了频段数量 $N$ 的最优选择。