Nuts and Bolts of a Realistic Stochastic Geometric Analysis of mmWave HetNets: Hardware Impairments and Channel Aging

© 2019 IEEE.Motivated by heterogeneous network (HetNet) design in improving coverage and by millimeter-wave (mmWave) transmission offering an abundance of extra spectrum, we present a general analytical framework shedding light on the downlink of realistic mmWave HetNets consisting of K tiers of randomly located base stations. Specifically, we model, by virtue of stochastic geometry tools, the multi-Tier multi-user (MU) multiple-input multiple-output (MIMO) mmWave network degraded by the inevitable residual additive transceiver hardware impairments (RATHIs) and channel aging. Given this setting, we derive the coverage probability and the area spectral efficiency (ASE), and we subsequently evaluate the impact of residual transceiver hardware impairments and channel aging on these metrics. Different path-loss laws for line-of-sight and non-line-of-sight are accounted for the analysis, which are among the distinguishing features of mmWave systems. Among the findings, we show that the RATHIs have a meaningful impact at the high-signal-To-noise-ratio regime, while the transmit additive distortion degrades further than the receive distortion the system performance. Moreover, serving fewer users proves to be preferable, and the more directive the mmWaves are, the higher the ASE becomes.Peer reviewedFinal Accepted Versio

4. generációs mobil rendszerek kutatása = Research on 4-th Generation Mobile Systems

A 3G mobil rendszerek szabványosítása a végéhez közeledik, legalábbis a meghatározó képességek tekintetében. Ezért létfontosságú azon technikák, eljárások vizsgálata, melyek a következő, 4G rendszerekben meghatározó szerepet töltenek majd be. Több ilyen kutatási irányvonal is létezik, ezek közül projektünkben a fontosabbakra koncentráltunk. A következőben felsoroljuk a kutatott területeket, és röviden összegezzük az elért eredményeket. Szórt spektrumú rendszerek Kifejlesztettünk egy új, rádiós interfészen alkalmazható hívásengedélyezési eljárást. Szimulációs vizsgálatokkal támasztottuk alá a megoldás hatékonyságát. A projektben kutatóként résztvevő Jeney Gábor sikeresen megvédte Ph.D. disszertációját neurális hálózatokra épülő többfelhasználós detekciós technikák témában. Az elért eredmények Imre Sándor MTA doktori disszertációjába is beépültek. IP alkalmazása mobil rendszerekben Továbbfejlesztettük, teszteltük és általánosítottuk a projekt keretében megalkotott új, gyűrű alapú topológiára épülő, a jelenleginél nagyobb megbízhatóságú IP alapú hozzáférési koncepciót. A témakörben Szalay Máté Ph.D. disszertációja már a nyilvános védésig jutott. Kvantum-informatikai módszerek alkalmazása 3G/4G detekcióra Új, kvantum-informatikai elvekre épülő többfelhasználós detekciós eljárást dolgoztunk ki. Ehhez új kvantum alapú algoritmusokat is kifejlesztettünk. Az eredményeket nemzetközi folyóiratok mellett egy saját könyvben is publikáltuk. | The project consists of three main research directions. Spread spectrum systems: we developed a new call admission control method for 3G air interfaces. Project member Gabor Jeney obtained the Ph.D. degree and project leader Sandor Imre submitted his DSc theses from this area. Application of IP in mobile systems: A ring-based reliable IP mobility mobile access concept and corresponding protocols have been developed. Project member Máté Szalay submitted his Ph.D. theses from this field. Quantum computing based solutions in 3G/4G detection: Quantum computing based multiuser detection algorithm was developed. Based on the results on this field a book was published at Wiley entitled: 'Quantum Computing and Communications - an engineering approach'