基于截断信道反转功率控制的蜂窝上行链路传输的随机几何建模

利用随机几何，我们为单层和多层蜂窝无线网络中的中断概率和频谱效率开发了一种易于处理的上行链路建模范式。该分析考虑了每用户设备（UE）的功率控制以及 UE 的最大功率限制。具体而言，为了干扰缓解和鲁棒的上行链路通信，要求每个 UE 控制其发射功率，使其在服务基站（BS）处的平均接收信号功率等于特定阈值 $\rho_o$。由于发射功率有限，UE 采用具有截止阈值 $\rho_o$ 的截断信道反转功率控制策略。我们表明，上行链路系统性能中存在一个转移点，该点取决于三元组：BS 密度（$\lambda$）、UE 最大发射功率（$P_u$）和 $\rho_o$。即，当 $P_u$ 相对于 $\lambda$ 和 $\rho_o$ 是紧的操作约束时，上行链路中断概率和频谱效率高度依赖于 $\lambda$ 和 $\rho_o$ 的值。在这种情况下，存在一个依赖于系统参数的最优截止阈值 $\rho^*_o$，可使中断概率最小化。另一方面，当 $P_u$ 相对于 $\lambda$ 和 $\rho_o$ 不是紧的操作约束时，上行链路中断概率和频谱效率变得与 $\lambda$ 和 $\rho_o$ 无关。我们获得了中断概率和频谱效率的近似但准确的简单表达式，这些表达式在某些特殊情况下可简化为闭式解。