基于随机几何的大规模MIMO中继异构网络性能分析

计算机工程与科学

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基于随机几何的大规模MIMO中继异构网络性能分析

周猛1，贾向东1,2，颉满刚1

（1.西北师范大学计算机科学与工程学院，甘肃兰州 730070；

2.南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室，江苏南京 210003）

收稿日期:2016-08-16 修回日期:2017-04-01 出版日期:2018-06-25 发布日期:2018-06-25
基金资助:
国家自然科学基金(61261015，61561043);甘肃省杰出青年基金项目（130RJDA007）;西北师范大学创新能力提升计划(CX2018Y043)

Performance analysis for laregescale heterogeneous cellular

networks with massive MIMO relays based on stochastic geometry

ZHOU Meng1,JIA Xiangdong1,2,XIE Mangang1

(1.College of Computer Science and Engineering,Northwest Normal University,Lanzhou 730070;

2.Wireless Communication Key Laboratory of Jiangsu Province,

Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210003,China)

Received:2016-08-16 Revised:2017-04-01 Online:2018-06-25 Published:2018-06-25

摘要/Abstract

摘要：

采用随机几何理论，对大规模多输入多输出MIMO中继异构蜂窝网络HetNets的频谱效率进行了研究。其中基站采用最大比结合/最大比传输以及迫零预处理方案和放大转发AF协议，宏小区被稠密的小小区所覆盖。为了得到目标小区总的频谱效率SE，首先计算了用户对的信干比SINR和功率放大因子表达式；其次获得了目标小区总的频谱效率的闭式解。研究发现，只有当小小区半径小于宏小区保护半径时，系统才能达到最优(或次优)的性能。而对于宏小区的保护半径则存在上界，即仅当满足此条件时，增大宏小区的保护半径才有助于提高系统的SE。此外，宏小区半径存在最优的下限，且仅当宏小区半径小于最优下限时，系统所实现的总的SE随着宏小区半径的增大而增大。

关键词: 异构网络, 放大转发, 大规模MIMO, 中继, 随机几何

Abstract:

By using stochastic geometry theorem, we investigate the spectral efficiency (SE) of largescale heterogeneous cellular networks (HetNets) with massive MIMO relays, where the maximum ratio combining/ maximal ratio transmission, zeroforcing processing scheme as well as amplifyandforward are employed at base stations and the macro cells are overlaid with dense small cells. To obtain the aggregate SE in target cell, we first formulate the signaltointerference noise ratios (SINR) for a user pair as well as the expression of power amplification factor. We then achieve the closedform expressions of aggregate SE. We find that when the radius of small cells is less than the guard radius we can acquire optimal (or suboptimal) system performance. For the guard radius, there is an upper bound, only under which the increase of the guard radius can contribute to the improvement of SE. Meanwhile, the radius of small cells has an optimal lower bound and only when the radius of macro cells is less than the optimal lower bound, the aggregate SE increases with the macro cell radius.

Key words: heterogeneous network, amplifyandforward, massive MIMO, relay, stochastic geometry

周猛1，贾向东1,2，颉满刚1. 基于随机几何的大规模MIMO中继异构网络性能分析[J]. 计算机工程与科学.

ZHOU Meng1,JIA Xiangdong1,2,XIE Mangang1 .

Performance analysis for laregescale heterogeneous cellular

networks with massive MIMO relays based on stochastic geometry

[J]. Computer Engineering & Science.

[1]	王艳, 皮婵娟, 刘亚东, 施君豪. 带宽异构网络下的精确修复再生码数据修复方案[J]. 计算机工程与科学, 2024, 46(06): 1001-1012.
[2]	胡海霞, 贾向东, 叶佩文, 纪澎善, 敬乐天. 混合频谱分配的三层异构网络覆盖概率分析[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(07): 1226-1235.
[3]	纪澎善, 贾向东, 路艺, 徐文娟. NOMA双连接异构网络条件解耦设计架构及性能分析[J]. 计算机工程与科学, 2020, 42(07): 1174-1183.
[4]	刘辉1,2,3，宋家旺1,2，代云霞1,2，朱彬欣1,2. 异构网络中基于用户划分的资源分配与功率控制方案[J]. 计算机工程与科学, 2019, 41(08): 1398-1405.
[5]	李召义，刘占军，薛亚茹，刘红霞. 基于势博弈的认知全双工中继选择策略研究[J]. 计算机工程与科学, 2019, 41(02): 286-292.
[6]	贾向东1,2，颉满刚1，周猛1. 非同分布衰落环境下最大链路选择方案及性能研究[J]. 计算机工程与科学, 2017, 39(11): 2006-2015.
[7]	梁倬骞1,2，付丹龙2，邓原1. 级联过程中基于动态信息的负载重分配策略[J]. 计算机工程与科学, 2017, 39(09): 1638-1644.
[8]	秦宁宁1,2，吴德恩1，余颖华1. 基于骨干多边形的传感器网络分区双连通恢复算法[J]. 计算机工程与科学, 2017, 39(04): 673-677.
[9]	曹敦1,2，雷正保1. 一种山区环境下车际网的中继节点选择方法[J]. 计算机工程与科学, 2017, 39(02): 297-302.
[10]	詹武，刘祥远，郭阳，丁艳平. YHFT-XX芯片中长线延时优化策略[J]. J4, 2015, 37(01): 23-27.
[11]	张伟，雷为民，李广野，关云冲. 基于应用层流量优化的中继路径选择方案[J]. J4, 2014, 36(10): 1880-1887.
[12]	余鹰范辉见春蕾. 基于BER的ASN．1编解码原理与设计实现[J]. J4, 2005, 27(1): 83-86.
[13]	王越[1] 曹长修[2]. 基于主动网的拥塞控制研究[J]. J4, 2002, 24(3): 45-47.
[14]	张金祥吴泉源等. 一种基于分布对象技术的异构网管系统集成框架[J]. J4, 2001, 23(3): 85-88.

基于随机几何的大规模MIMO中继异构网络性能分析

Performance analysis for laregescale heterogeneous cellular

networks with massive MIMO relays based on stochastic geometry

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