全双工自回程异构网络的回程-接入联合分析

随着带内全双工（IBFD）收发器的成功演示，无线网络增添了新的研究维度。本文提出了一种将此种能力应用于 IBFD 自回程异构网络（HetNet）的有趣用例。HetNet 中的 IBFD 自回程指的是支持 IBFD 的小小区通过无线信道以宏小区为自己提供回程。凭借其 IBFD 能力，小小区使用同一频带同时在接入链路与回程链路上通信。该设想具有双重优势：既免除了每百米以光纤回程小小区的需要，又允许接入频谱被复用于回程而无额外成本。本工作考虑了一个具有 IBFD 能力小小区的两层蜂窝网络，其以常规宏小区无线自回程。为清晰阐述，所考虑案例为 FDD 网络，其中在接入与回程链路内部，下行（DL）与上行（UL）为频分双工（分别为 $f1$、$f2$），而接入与回程使用的总频谱（$f1+f2$）相同。利用随机几何领域的工具，推导了此类网络中覆盖与平均下行（DL）速率的解析表达式。研究表明，此类网络的 DL 速率可能接近传统 TDD/FDD 自回程网络的两倍，代价是因 IBFD 网络内更高干扰导致覆盖降低。针对所提 IBFD 网络，将一侧干扰增加与另一侧高频谱效率的矛盾方面纳入数学模型。该数学模型引入了回程（或前传）与接入链路的端到端联合分析，与大量已有的以接入为中心的研究形成对比。