신호 대 간섭 + 잡음비

정보 이론 및 통신 공학에서 신호 대 간섭 + 노이즈 비율(SINR^[1])^[2]은 네트워크 등의 무선 통신 시스템에서 채널 용량(또는 정보 전송 속도)의 이론 상한을 설정하기 위해 사용되는 양입니다.유선 통신 시스템에서 자주 사용되는 Signal-to-Noise Ratio(SNR; 신호 대 잡음비)와 마찬가지로 SINR은 특정 신호의 힘을 간섭 전력(다른 모든 간섭 신호로부터의)과 백그라운드 노이즈의 전력의 합으로 나눈 값으로 정의됩니다.노이즈 기간의 검정력이 0인 경우 SINR은 신호 대 간섭비(SIR)로 감소합니다.반대로 간섭이 제로일 경우 SNR에 대한 SINR이 감소합니다.SNR은 셀룰러 ^[3]네트워크 등의 무선 네트워크의 수학적 모델을 개발할 때 사용되는 빈도가 낮아집니다.

특정 유형의 무선 네트워크와 신호 전파의 복잡성과 랜덤성은 SINR을 모델링하기 위해 확률 기하학 모델을 사용하는 동기가 되었습니다. 특히 휴대 전화 ^[4]또는 휴대 전화 네트워크에 대해서는 그렇습니다.

묘사

SINR은 일반적으로 무선통신에서 무선접속 품질을 측정하는 방법으로 사용됩니다.일반적으로 신호의 에너지는 거리에 따라 희미해집니다.이것은 무선 네트워크에서는 패스 손실이라고 불립니다.반대로, 유선 네트워크에서는, 송신기 또는 송신기와 수신기 사이의 유선 패스의 존재에 의해서, 데이터의 올바른 수신이 결정됩니다.무선 네트워크에서는 다른 요인(배경 노이즈, 다른 동시 전송의 간섭 강도 등)을 고려해야 합니다.SINR의 개념은 이 측면을 표현하려고 합니다.

수학적 정의

SINR 의 정의는, 통상은 특정의 리시버(또는 유저)에 대해서 정의됩니다.특히 공간(일반적으로 평면상의)의 어떤 점 x에 위치한 수신기의 경우, 그에 대응하는 SINR은 다음과 같습니다.

${\displaystyle {SINR}(x){=}{\frac {P}{I+N}}}$

여기서 P는 대상 수신 신호의 거듭제곱, I는 네트워크 내 다른 (간섭) 신호의 간섭전력, N은 일정 또는 랜덤의 노이즈 용어입니다.전자공학 및 관련 분야의 다른 비율과 마찬가지로 SINR은 종종 데시벨 또는 dB로 표시됩니다.

전파 모델

SINR을 추정하기 위한 수학적 모델을 개발하기 위해서는 들어오는 신호와 간섭 신호의 전파를 나타내는 적절한 수학적 모델이 필요합니다.일반적인 모델 접근법은 전파 모델이 랜덤 성분과 비랜덤(^[5][6]또는 결정론적) 성분으로 구성된다고 가정하는 것이다.

결정론적 구성요소는 신호가 공기와 같은 매체를 이동할 때 어떻게 감소하거나 감소하는지를 포착하려고 합니다.이것은 경로 손실 또는 감쇠 함수를 도입함으로써 이루어집니다.경로 손실 함수의 일반적인 선택은 단순 멱함수입니다.예를 들어, 신호가 점 x에서 점 y로 이동하는 경우 경로 손실 함수에 의해 주어진 계수만큼 감소합니다.

${\displaystyle -}$ (${\displaystyle x}$ - ${\displaystyle y}$ )$$ x - ${\displaystyle {}^{}}$ α ( $x$ - y ) = x - $y^$ { $\$alpha $\}$ ,

여기서 패스 손실 지수α>2, x-y는 사용자의 포인트 y와 포인트x의 신호 소스 사이의 거리를 나타냅니다.이 모델은 특이점(x=y일 때)에 시달리지만 상대적으로 ^[3]다루기 쉬운 모델로 인해 단순성이 종종 사용됩니다.지수 함수는 고속 감쇠 ^[1]신호를 모델링하는 데 사용되기도 합니다.

모델의 랜덤 컴포넌트는 신호의 멀티패스 페이딩을 나타냅니다.이것은 건물과 같은 다양한 장애물과 충돌하여 반사되는 신호로 인해 발생합니다.이것은 확률 분포를 가진 랜덤 변수를 도입함으로써 모형에 통합됩니다.확률 분포는 페이딩 모형의 유형에 따라 선택되며 Rayleigh, Rician, 로그 정규 그림자(또는 그림자) 및 Nakagami가 포함됩니다.

SINR 모델

전파 모델은 SINR ^[2][6][4]모델로 이어집니다. 평면 또는 3D 공간에서 $(\$}) ~ $(\$}) $지점$에 위치한 n개의$$\$displaystyle$n개의$$ $기지국{\displaystyle }$ 컬렉션을 검토합니다.$다음$으로 예를 ${\displaystyle \mathrm{들어}}$ x$$ 0 {\$displaystyle$ x$=0$ 에 있는 사용자의 경우, 예를 들어 ${\displaystyle x_{}}$i {\$displaystyle x_{i$ 로부터 수신되는 신호의 SINR은 다음과 같습니다.

$display$$$${=}{\frac {F_{i}}{\ell (x_{i}}}}{\sum _{j\neq i}\left[{\frac {F_{j}}}{\ell (x_{j}}}}}}\right]+$$N$

${\displaystyle {여기}_{}}$서 Fi$(\$ F_${i})$는 일부 분포의 랜덤 변수를 페이드하고 있습니다.단순 멱함수 경로 손실 모델에서는

$display$$i$${=}{\frac {F_{i}{x_{i}^{\alpha}}{\sum$ _${j\neq$ i$}{\frac {F_{j}}{x_{j}}^{\$alpha }}+$N$

확률 기하학 모형

무선 네트워크에서는, SINR 의 원인이 되는 요인은, 신호의 전파나 네트워크 송신기 및 수신기의 위치 설정등의 랜덤(또는 랜덤으로 표시되는) 경우가 많습니다.결과적으로, 최근 몇 년 동안 이것은 무선 네트워크에서 SINR을 추정하기 위해 추적 가능한 확률 기하학 모델을 개발하는 연구에 동기를 부여했습니다.연속체 침투 이론의 관련 분야는 ^[2][4][7]무선 네트워크에서의 SINR의 경계를 도출하기 위해서도 사용되어 왔습니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 신호 대 잡음비
• 무선 네트워크의 확률 기하학 모델
• 연속체 침투 이론

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