Розподіл потужності передачі стільникової мережі 5G в діапазонах до 6 ГГц і mmWave

Дж. Бора; С. Баруа; Т. Дінеш; К. Дів’я; С. Ф. Анжум; С. Раджасекаран

doi:10.20535/S0021347023060043

Автор(и)

Дж. Бора Маданапальський технологічний і науковий інститут, Маданапалле, Індія https://orcid.org/0000-0002-0051-0313
С. Баруа Маданапальський технологічний і науковий інститут, Маданапалле, Індія https://orcid.org/0000-0003-0153-1084
Т. Дінеш Маданапальський технологічний і науковий інститут, Маданапалле, Індія
К. Дів’я Маданапальський технологічний і науковий інститут, Маданапалле, Індія
С. Ф. Анжум Маданапальський технологічний і науковий інститут, Маданапалле, Індія
С. Раджасекаран Маданапальський технологічний і науковий інститут, Маданапалле, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347023060043

Ключові слова:

5G, розподіл потужності, малий стільник, мм-хвилі, mmWave, до 6 ГГц, енергоефективність

Анотація

Розмаїття користувачів, що постійно змінюється, та високотехнологічні пристрої стали ключовими проблемами для сучасних операторів мобільного зв’язку. В статті запропоновано алгоритм максимально-мінімального справедливого динамічного керування потужністю (Max-Min Fair Dynamic Power Control) для зменшення енергоспоживання на базовій станції. Просторова неоднорідність користувачів досягається шляхом застосування процесу Кокса на основі стохастичної геометрії. Розгорнута мережа проаналізована з використанням спектру мм-хвиль (mmWave) у розгорнутих малих стільниках SC (small cell) і з частотою до 6 ГГц у макростільнику MC (macrocell). Результати моделювання в MATLAB показали збільшення загальної сумарної швидкості мережі, а також середньої пропускної здатності користувачів при переході від фіксованого розподілу потужності до пропонованого алгоритму динамічного розподілу потужності.

Посилання

A. Anpalagan, M. Bennis, R. Vannithamby, Design and Deployment of Small Cell Networks. Cambridge University Press, 2015, doi: https://doi.org/10.1017/CBO9781107297333.
H. Claussen, D. López-Pérez, L. Ho, R. Razavi, S. Kucera, Small Cell Networks: Deployment, Management, and Optimization. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2017, doi: https://doi.org/10.1002/9781119307600.
G. Ghatak, “Coverage analysis of indoor users from mm‐wave multi‐RAT small cells deployed along roads,” Internet Technol. Lett., vol. 4, no. 6, 2021, doi: https://doi.org/10.1002/itl2.306.
B. Błaszczyszyn, M. Haenggi, P. Keeler, S. Mukherjee, Stochastic Geometry Analysis of Cellular Networks. Cambridge University Press, 2018, doi: https://doi.org/10.1017/9781316677339.
H. ElSawy, A. Sultan-Salem, M.-S. Alouini, M. Z. Win, “Modeling and analysis of cellular networks using stochastic geometry: a tutorial,” IEEE Commun. Surv. Tutorials, vol. 19, no. 1, pp. 167–203, 2017, doi: https://doi.org/10.1109/COMST.2016.2624939.
C. Chen, R. C. Elliott, W. A. Krzymien, J. Melzer, “Modeling of cellular networks using stationary and nonstationary point processes,” IEEE Access, vol. 6, pp. 47144–47162, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2018.2865182.
Д. Бора, С. Баруах, Г. Бхаргаві, П. Дургапрасад, Б. Дамодар, “Вибір передавальної антени для покращення енергетичної ефективності в стільниковій мережі 5G на основі massive MIMO,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 66, no. 2, pp. 97–108, 2023, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347023020048.
S. Mei et al., “Characteristics analysis of sub-6 GHz and mmWave propagation channels in residential area for smart meter communications,” in 2021 Computing, Communications and IoT Applications (ComComAp), 2021, pp. 168–173, doi: https://doi.org/10.1109/ComComAp53641.2021.9653099.
H.-M. Wang, K.-W. Huang, T. A. Tsiftsis, “Base station cooperation in millimeter wave cellular networks: Performance enhancement of cell-edge users,” IEEE Trans. Commun., vol. 66, no. 11, pp. 5124–5139, 2018, doi: https://doi.org/10.1109/TCOMM.2018.2848910.
M. A. Kamal, H. W. Raza, M. M. Alam, M. M. Su’ud, A. binti A. B. Sajak, “Resource allocation schemes for 5G network: A systematic review,” Sensors, vol. 21, no. 19, p. 6588, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/s21196588.
J. Garnica, R. A. Chinga, J. Lin, “Wireless power transmission: From far field to near field,” Proc. IEEE, vol. 101, no. 6, pp. 1321–1331, 2013, doi: https://doi.org/10.1109/JPROC.2013.2251411.
Z. Chen, Q. Liang, “Power allocation in 5G wireless communication,” IEEE Access, vol. 7, pp. 60785–60792, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2915099.
J. Borah, J. Bora, “Energy-efficient ICI mitigation with dynamic and location-based power allocation in mobility-based 5G HetCN,” Wirel. Pers. Commun., vol. 117, no. 2, pp. 1441–1457, 2021, doi: https://doi.org/10.1007/s11277-020-07930-x.
A. Kakkavas, H. Wymeersch, G. Seco-Granados, M. H. C. Garcia, R. A. Stirling-Gallacher, J. A. Nossek, “Power allocation and parameter estimation for multipath-based 5G positioning,” IEEE Trans. Wirel. Commun., vol. 20, no. 11, pp. 7302–7316, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/TWC.2021.3082581.
J. Borah, J. Bora, “Dynamic and location-based power allocation mechanism for inter-cell interference mitigation in 5G heterogeneous cellular network,” Int. J. Commun. Syst., vol. 33, no. 15, 2020, doi: https://doi.org/10.1002/dac.4548.
J. Borah, T. A. Sheikh, J. Bora, “Dynamic cell sleeping mechanism: An energy‐efficient approach for mobile 5G HetCN,” Int. J. Commun. Syst., vol. 36, no. 5, 2023, doi: https://doi.org/10.1002/dac.5422.
J. Borah, M. A. Hussain, J. Bora, “Dynamic and energy-efficient ICI mitigation techniques for mobility-based 5G HetCN,” IET Commun., vol. 14, no. 9, pp. 1397–1403, 2020, doi: https://doi.org/10.1049/iet-com.2019.0898.
Д. Бора, С. Баруах, С. Дас, Д. Бисвас, “Анализ работы 5G сотовых сетей Massive MIMO и малых сот: Моделирование,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 65, no. 6, pp. 341–351, 2022, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347022060024.
Я. А. Закария, Э. К. И. Хамад, А. С. Абд Эльхамид, К. М. Эль-Хатиб, “Измерение и расчет коэффициента потерь распространения для наружных систем сотовой связи диапазона 3,5 ГГц,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 64, no. 5, pp. 286–294, 2021, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347021050034.