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无线回传网络:容量界、可扩展性分析与设计指南

信息论 2014-06-12 v1 网络与互联网体系结构 math.IT

摘要

本文研究了建模为具有多天线基站 (BSs) 的随机扩展网络的无线回传网络的可扩展性,其中每个基站的 antenna 数量允许随网络规模缩放。这种天线缩放的合理性在于当前使用更高载波频率的趋势,这使得能够在小型封装中容纳大量天线。主要目标是研究确保该网络可扩展性(即其能够为每个源 - 目的对提供非消失速率的能力)所需的每基站天线要求。我们首先推导了在一般传播模型下该网络容量的信息论上界,从而提供了每基站天线要求的下界。然后,我们刻画了两种竞争策略的可扩展性要求:(i) 长跳:每个源 - 目的对通过牺牲复用增益来最小化跳数,同时在每一跳实现完全的波束成形(功率)增益;(ii) 短跳:每个源 - 目的对通过一系列短跳进行通信,每次跳跃均实现完全的复用增益。虽然长跳策略在大规模多输入多输出 (MIMO) 传输背景下似乎更直观,但我们表明,就吞吐量可扩展性的每基站天线要求而言,短跳策略显著更高效。作为证明的一部分,我们构建了一种可扩展的短跳策略,并表明它不违反空间自由度 (DoFs) 的任何基本限制。

关键词

引用

@article{arxiv.1406.2738,
  title  = {Wireless Backhaul Networks: Capacity Bound, Scalability Analysis and Design Guidelines},
  author = {Harpreet S. Dhillon and Giuseppe Caire},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1406.2738},
  year   = {2014}
}