毫米波网络中干扰的过渡行为及其对介质访问控制的影响

毫米波(mmWave)通信系统使用大量天线单元，可通过窄波束赋形潜在地克服严重的信道衰减。毫米波网络中的窄波束操作也减少了多用户干扰，引入了噪声受限无线网络的概念，以区别于干扰受限网络。噪声受限或干扰受限体制深刻反映了介质访问控制(MAC)层吞吐量以及适当的资源分配和干扰管理策略。然而，当前毫米波MAC层设计方法忽略了这些体制，可能对通信性能产生灾难性后果。本文从碰撞概率和吞吐量角度研究这些体制。我们推导了在时隙ALOHA下运行的毫米波自组织网络的碰撞概率和MAC层吞吐量的易处理闭式表达式。新分析表明，取决于发射机密度、障碍物的密度和尺寸、传输概率、工作波束宽度和传输功率，毫米波网络可能表现出从噪声受限体制到干扰受限体制的不可忽略的过渡行为。这种过渡行为需要一种新的自适应混合资源分配过程框架，包含基于竞争和无竞争阶段，并按需实现无竞争阶段。此外，由于干扰的过渡行为，应重新审视基于竞争阶段中的传统碰撞避免过程，以最大化毫米波网络的吞吐量/延迟性能。我们得出结论，除非研究适当的混合方案，否则过渡行为的严重性可能显著降低毫米波网络的吞吐量/延迟性能。