毫米波蜂窝异构网络中的最优负载均衡

在本文中，我们提出了一种新颖有效的方法，用于优化由宏层与微层构成的毫米波（mmWave）蜂窝异构网络（HetNet）中的负载均衡。通过采用泊松点过程（PPP）刻画基站（BS）位置、视距（LoS）球模型刻画毫米波链路、扇形天线模型刻画关键天线阵列特性，以及Nakagami-$m$衰落刻画无线信道，将毫米波传输的独特特性纳入网络模型。为减轻宏层BS的负载，我们在网络中引入偏置因子$A_{s}$以将用户设备（UE）卸载至微层BS。针对该网络，我们首先分析了宏层与微层BS的负载。随后推导了网络速率覆盖概率的新表达式，并基于此找到了使速率覆盖概率最大的最优$A_{s}$。通过数值结果，我们证明了分析的正确性及最优$A_{s}$的有效性。重要的是，相对于固定$A_{s}$，最优$A_{s}$能为速率覆盖概率带来显著改善。此外，我们评估了各种网络参数（如BS的密度与波束宽度）对速率覆盖概率与最优$A_{s}$的影响，为实际毫米波HetNet设计提供了有价值的指导。