基于广义小区关联的绿色小蜂窝网络中最优小区负载与吞吐量

本文深入探讨了节能（绿色）小蜂窝网络中小区关联、小区负载与吞吐量之间的基本相互作用，其中所有基站构成强度为 $\lambda_B$ 的齐次泊松点过程（PPP），所有用户构成另一个强度为 $\lambda_U$ 的独立PPP。小区空置现象在蜂窝网络建模中常因罕见而被忽略，本文首次在广义（信道感知）小区关联（GCA）下对其进行了理论分析。我们表明空小区概率不可再被忽视，因为其上界为 $\exp(-\lambda_U/\lambda_B)$，而在小蜂窝网络中该值通常并不小。我们刻画了GCA下空小区概率的精确表达式，并用以推导平均小区和用户吞吐量。我们发现小区关联和小区负载 $\lambda_U/\lambda_B$ 显著影响着这两种吞吐量。根据平均小区和用户吞吐量，分别定义了绿色小区和绿色用户吞吐量，以反映基站能量是否被高效地用于传输信息。为在具有一定绿色程度下获得满意吞吐量，应恰当确定小区负载。我们给出了分别最大化绿色小区和绿色用户吞吐量的最优小区负载的理论解，并通过仿真验证了其正确性。