The Narrowband Internet of Things (NB-IoT) is a cellular technology introduced by the Third Generation Partnership Project (3GPP) to provide connectivity to a large number of low-cost IoT devices with strict energy consumption limitations. However, in an ultra-dense small cell network employing NB-IoT technology, inter-cell interference can be a problem, raising serious concerns regarding the performance of NB-IoT, particularly in uplink transmission. Thus, a power allocation method must be established to analyze uplink performance, control and predict inter-cell interference, and avoid excessive energy waste during transmission. Unfortunately, standard power allocation techniques become inappropriate as their computational complexity grows in an ultra-dense environment. Furthermore, the performance of NB-IoT is strongly dependent on the traffic generated by IoT devices. In order to tackle these challenges, we provide a consistent and distributed uplink power allocation solution under spatiotemporal fluctuation incorporating NB-IoT features such as the number of repetitions and the data rate, as well as the IoT device's energy budget, packet size, and traffic intensity, by leveraging stochastic geometry analysis and Mean-Field Game (MFG) theory. The effectiveness of our approach is illustrated via extensive numerical analysis, and many insightful discussions are presented.


翻译:第三代伙伴关系项目(3GPP)引进了窄带互联网(NB-IoT),这是一种蜂窝技术,目的是在能源消耗严格限制的情况下,提供大量低成本的IoT装置的连接;然而,在一个使用NB-IoT技术的超重小细胞网络中,细胞间干扰可能是一个问题,引起人们对NB-IoT的性能,特别是上行传输的性能的严重关切;因此,必须制定电力分配方法,分析上行性能、控制和预测细胞间干扰,并避免在传输过程中出现过多的能源浪费;不幸的是,标准的电力分配技术随着其计算复杂性在超重度环境中增长而变得不合适;此外,NB-IoT的性能在很大程度上取决于IoT装置产生的交通量超重的小细胞网络;为了应对这些挑战,我们在电磁场波动下提供了一致和分布式的电力分配解决方案,其中包括重复次数和数据率,以及IoT装置的能源预算、包装尺寸和交通强度,因此,标准分配技术分配技术的配置技术在超重度环境中日益增长,通过数字分析和模拟分析,提出了许多数字分析。

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