蜂窝、无蜂窝及其间的一切：无线网络效用域分析的统一框架
信号处理
2026-05-07 v6 信息论
math.IT
摘要
我们引入了一个用于分析无线网络效用域的统一框架，重点关注信号与干扰加噪声比（SINR）和可达速率域。该框架为现代网络架构的干扰模式提供了有价值的见解，包括超大规模 MIMO 和无蜂窝网络。一个核心贡献是使用非线性映射谱半径的概念对可行效用域进行了简单刻画。这一刻画为无线系统的设计和分析提供了强大的数学工具。例如，它允许我们使用紧凑的记号推广弱 Pareto 边界的现有刻画。它还允许我们推导出识别凸效用域的可处理充分条件。这一性质尤为重要，因为在弱 Pareto 边界上，它保证了时间共享（或用户分组）不能同时提升所有用户的效用。除了几何见解外，这些充分条件还有两个关键推论。首先，它们识别了一类固有的凸（加权）和速率最大化问题，从而为开发此类问题的高效、可证明最优求解器铺平了道路。其次，它们为直接根据可达速率而非 SINR 水平来表述和速率最大化问题提供了依据。我们的理论见解还激发了大规模 MIMO 文献中良好传播概念的替代方案——一种明确考虑自干扰和波束成形策略的方案。
引用
@article{arxiv.2507.23707,
title = {Cellular, Cell-less, and Everything in Between: A Unified Framework for Utility Region Analysis in Wireless Networks},
author = {Renato Luis Garrido Cavalcante and Tomasz Piotrowski and Slawomir Stanczak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.23707},
year = {2026}
}