毫米波多跳网络中基于空分多址与空分复用的优化链路调度技术报告

本文研究了在具有高度定向天线阵列的多跳网络中，通过最优调度可实现的最大吞吐量，该天线阵列在发送端支持空分复用（SDM），在接收端支持空分多址（SDMA）。该网络模型与未来毫米波（mmWave）系统相关，后者有望实现具有极高数据速率的自回程蜂窝网络，依赖于 10-300 GHz 的载波频率、具有非常大带宽的信道，以及即使在移动设备中也具有大量天线单元。我们将毫米波信道传播、天线阵列和链路速率模型适配到经典的多跳网络吞吐量最优和网络效用最大化（NUM）调度框架中。定向天线增益、同时向多个目的地传输，以及同时接收来自多个源的信号，都是在现有 NUM 文献中未出现的新特性。我们验证了经典 NUM 收敛引理在这一新约束集下仍然有效，并讨论了一系列实现或逼近最优最大反向压力（MBP）解性能的算法。最后，我们的分析可作为由于集成 SDM/SDMA 技术和多跳而对蜂窝网络吞吐容量的潜在改进的估计。