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全双工无线网络的容量分析

发布时间:2018-11-10 13:58
【摘要】:近年来,由于无线网络用户迅速增长,导致无线网络的频谱资源日益匮乏,不能满足日益增长的无线网络用户的需要。因此在频谱资源有限的情况下,怎样进一步改善无线网络的频谱效率,进一步的优化网络容量等问题就越来越具有挑战性。全双工技术能够同时接收和发送的无线网络信号,理论上可以成倍地增加网络容量。因此全双工技术对于无线网络研究者来说具有巨大的吸引力。虽然理论上全双工技术可以比半双工技术提高一倍的网络容量,但是在实际操作当中,由于自干扰的存在,全双工技术的容量增益往往达不到理论上的一倍增益,甚至当自干扰过于强大的时候,导致全双工节点解码效率降低,其容量甚至低于半双工无线网络的容量。许多对自干扰消除技术的研究,虽然在很大程度上对自干扰进行了消除,但是却仍然无法实现完全消除,这种不完全自干扰消除导致的剩余自干扰往往会影响全双工技术的容量增益,使得研究者无法准确地认知全双工无线网络的容量问题,甚至许多研究者在假设自干扰可以完全消除的条件下,研究了全双工无线网络的容量,显然并不现实。在本文中,与过去的研究不同,我们改进了过去使用的成功传输概率模型,并且使用信干比(SIR)模型,计算了全双工无线网络的成功传输概率。我们的研究表明在一些链路实现双向成功传输的前提下,仍然存在另一些链路实现单向成功传输的可能,而这些单向成功传输的链路,在过去的研究中,往往被忽略了。这些被忽略的单向成功链路的发现,提高了全双工无线网络的成功传输概率和网络容量,真实反映了全双工无线网络的容量增益。在第三章当中,我们使用了泊松点过程来模拟无线网络。并且根据无线ad hoc网络节点分布的随机性,很容易导致中断的特性,以及使用全双工技术会增加干扰节点的数量,增大无线网络的干扰,以及自身具有的自干扰问题等会增大中断概率的特点,我们将全双工技术应用到中断约束模型中,在给定一个中断约束的前提下,计算了在该中断约束条件下的泊松点过程密度的取值范围,计算了在满足该中断约束的条件下的全双工无线ad hoc网络的传输容量。我们的研究提高了全双工无线网络的成功传输概率,优化了全双工无线网络的容量。
[Abstract]:In recent years, due to the rapid growth of wireless network users, wireless network spectrum resources are increasingly scarce, which can not meet the growing needs of wireless network users. Therefore, how to further improve the spectrum efficiency of wireless networks and further optimize the network capacity are more and more challenging when the spectrum resources are limited. Full duplex technology can receive and transmit wireless network signals at the same time, which can increase the network capacity exponentially. Therefore, full duplex technology has great attraction for wireless network researchers. Although in theory full-duplex technology can increase the network capacity twice as much as half-duplex technology, in practice, due to the existence of self-interference, the capacity gain of full-duplex technology is often not equal to the theoretical one. Even when the self-interference is too strong, the decoding efficiency of full-duplex node is reduced, and its capacity is even lower than that of half-duplex wireless network. Many studies on self-interference elimination techniques, although to a large extent eliminating self-interference, are still unable to achieve complete elimination, The residual self-interference caused by the elimination of incomplete self-interference often affects the capacity gain of full-duplex technology, which makes researchers unable to accurately understand the capacity problem of full-duplex wireless networks. Even under the assumption that self-interference can be completely eliminated, many researchers have studied the capacity of full-duplex wireless networks, which is obviously not realistic. In this paper, different from previous studies, we improve the successful transmission probability model used in the past and calculate the successful transmission probability of full-duplex wireless networks using the signal-to-interference ratio (SIR) model. Our research shows that under the premise of bidirectional successful transmission in some links, there is still a possibility for other links to realize one-way successful transmission, and these one-way successful transmission links are often ignored in the past studies. These neglected one-way successful links improve the transmission probability and network capacity of full-duplex wireless networks and reflect the capacity gain of full-duplex wireless networks. In Chapter 3, we use Poisson Point process to simulate wireless network. According to the randomness of node distribution in wireless ad hoc network, it is easy to lead to interruption, and the use of full-duplex technology will increase the number of interference nodes and increase the interference of wireless network. We apply full-duplex technology to the interrupt constraint model, and give an interrupt constraint under the premise of given an interrupt constraint, because of its own characteristics of self-interference problem, such as increasing the outage probability, and so on, in this paper, we apply the full-duplex technique to the interrupt constraint model. The range of Poisson point process density under the condition of the interrupt constraint is calculated, and the transmission capacity of the full-duplex wireless ad hoc network is calculated under the condition that the interruption constraint is satisfied. Our research improves the transmission probability of full duplex wireless network and optimizes the capacity of full duplex wireless network.
【学位授予单位】:曲阜师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN92

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本文编号:2322656

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