異構(gòu)解耦網(wǎng)絡(luò)休眠及應(yīng)用概念ppt

1、點(diǎn)過程點(diǎn)過程通俗的定義：空間隨機(jī)點(diǎn)的集合。正式的定義：點(diǎn)過程是在某個(gè)空間E上從概率空間到點(diǎn)測(cè)度空間的一個(gè)可測(cè)映射。泊松點(diǎn)過程泊松點(diǎn)過程定義：對(duì)于集合E中任意的不重疊子集 ，有隨機(jī)變量 相互獨(dú)立且為泊松隨機(jī)變量，則點(diǎn)過程為泊松點(diǎn)過程。性質(zhì)：疊加性(superposition)，抽取性(thinning)Slivnyak理論拉氏變換空間點(diǎn)過程理論空間點(diǎn)過程理論12,.nA AA()iASPPP（空間泊松點(diǎn)過程）空間泊松點(diǎn)過程）意義：利用隨機(jī)幾何隨機(jī)幾何的理論解決無線通信系統(tǒng)中的理論問題由用戶布設(shè)，不確定性用泊松分布方法進(jìn)行節(jié)點(diǎn)位置布置SPPP（空間泊松點(diǎn)過程）空間泊松點(diǎn)過程）泊松分布：若已知該區(qū)域

2、W內(nèi)有n個(gè)點(diǎn)，則這n個(gè)點(diǎn)均勻均勻分布分布在W區(qū)域上（假設(shè)密度均勻）適合描述單位時(shí)間內(nèi)隨機(jī)事件發(fā)生的次數(shù)信干燥比(SINR)連接性與覆蓋范圍(Connectivity, Coverage)端到端速率(End-to-End Rate)傳輸容量(Transport Capacity)能量效率吞吐HetNetsHetNets網(wǎng)絡(luò)下行網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站）分析（單層基站） 基站服從空間泊松分布，其強(qiáng)度為 基站發(fā)射功率為 基站與用戶之間距離為 隨機(jī)信道增益設(shè)定為瑞利分布且滿足 exp(1)hPx2,iixirxxxrPhxSINRIPhxI信道增益路徑損耗HetNetsHetNets網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基

3、站）網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站）在二維空間泊松過程中，用戶與基站之間距離大于R的概率為：從而得到用戶與基站之間距離的概率密度函數(shù)pdf假設(shè)離一個(gè)典型用戶最近的基站距離為r，則整個(gè)空間的覆蓋概率2PRrRe2(r)2rrfre22020120EP|P(r)drP2dr2PdricrrxrrrrrPSINRrSINRfPh rreIrhr PIeHetNetsHetNets網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站）網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站）1212121121PexpexpexpexprrrrrIrIIhr PIEr PIr PEr Pr PLr P由于 exp(1)h ,EexpEexpEEexpErrxixixiII

4、rhxxxhxxxHxxLssIsPhxsPhxLsP x利用 的獨(dú)立性，先對(duì)信道增益求平均xhHetNetsHetNets網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站）網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站） exp21rxIHrLsLsPvvdv2(x)exp(1(x) dx)RxEff1022220=exp212exp2/,2/xrr vHIxxrxxxxLr Pevdvf HdHrrHHf HdH vy上式經(jīng)過 進(jìn)行變換得到 特殊情況，當(dāng)干擾為瑞利衰落且 時(shí) exp(1)h泊松過程的拉氏變換 10t zze tdz當(dāng) 時(shí)HetNetsHetNets網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站）網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站）01011xxxxsPvHH

5、HxsPvHxLsPveedHedHsPv 根據(jù)拉氏變換定義且 1exp211rIrLsvdvsPv exp(1)h上式可以進(jìn)一步化簡，令2/2tsPv 22221exp1rIsPrLssPdtt 2212221exp11exparctan2rILr Prdttr4R的積分限的幾種情況l0到無窮lr到無窮l0到rlZ到無窮21200221(1)0022021111112()12sin()tytxydxsdyyxssyedtdyse tdts212221(1)022021111112(,)21(1,1;2;)2(1)(1)1rrstyrstxydxsdyyxssyedtdyr tse tdtsr

6、Frrss21200221(1)002202111112(,)2(1,1;1;)2(1)rrsrtystxydxsdyxyssyedtdyr tse tdtsrrFrsrsHetNetsHetNets網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站）網(wǎng)絡(luò)下行分析（單層基站） 22222120121021220221222022Pdr2expdr12expexpdr112expdr12exprrcrrrIrPrhr PIerr PLr Perr Prdt etrr Prrdttrr 221220211dr1Prdtt從以上分析得到SINR coverage：20,4112arctan 1cP PPP模型法模型法覆蓋率覆蓋

7、率一般公式：一般公式：PPP模型法模型法覆蓋率覆蓋率路徑損失恒定，不妨假設(shè)=4，得到用Q函數(shù)表達(dá)的公式，方便計(jì)算。不考慮熱噪聲，干擾受限的網(wǎng)絡(luò)即：02PPP模型法模型法覆蓋率覆蓋率PPP模型法模型法覆蓋率覆蓋率0，小功率噪聲，即2忽視陰影效應(yīng)，干擾為瑞利衰減：當(dāng)不考慮噪聲時(shí)，覆蓋率與BS分布密度無關(guān)。便于化簡PPP模型法模型法覆蓋率覆蓋率邊緣區(qū)域覆蓋機(jī)會(huì)增加陰影衰落對(duì)覆蓋率的影響PPP模型法模型法覆蓋率覆蓋率如何提高信號(hào)覆蓋率？如何提高信號(hào)覆蓋率？帶寬分配頻率復(fù)用時(shí)間復(fù)用減少基站干擾越大干擾越小，頻率復(fù)用數(shù)1PPP模型法模型法覆蓋率覆蓋率頻率復(fù)用：PPP模型法模型法平均可達(dá)速率平均可達(dá)速率00

8、0000log(1)log(1)( )1( )11( )11( )1( )1xxcxRESINRfddxfdxfddxxF xdxxP xdxx SINR的概率密度函數(shù)SINR的累積分布函數(shù)PPP模型法模型法平均可達(dá)速率平均可達(dá)速率PPP模型法模型法異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，不同類型的基站擁有不同的發(fā)射功率，覆蓋門限值，分布密度等，假設(shè)不同基站為密度獨(dú)立分布的泊松隨機(jī)過程。對(duì)于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的分析，可以分為開放訪問（open access）和封閉訪問(close access)。k k層基層基站時(shí)站時(shí)When No-noisePPP模型法模型法open access對(duì)于開放網(wǎng)絡(luò)，用戶的連接不受限

9、制對(duì)于開放網(wǎng)絡(luò)，用戶的連接不受限制，可以連接到信干比最大的基站。，可以連接到信干比最大的基站。假設(shè)噪聲受限，且K=1，可以得到可見，覆蓋率與基站密度密度無關(guān)k k層基站層基站,00(/)r jjjjjPP L RrB對(duì)于對(duì)于k k層基站是有偏見的層基站是有偏見的接收公式接收公式如下：如下： 的CCDFk k層基層基站站Average Rate限定條件，處于覆蓋范圍內(nèi)max(X)xSIR貝葉斯定理利用前面推導(dǎo)基站可以提供給覆蓋區(qū)域用戶的平均速率為： k k層基站層基站倘若每層的門限值都一樣：倘若每層的門限值都一樣：與與密度無關(guān)密度無關(guān)假設(shè)假設(shè)中斷率中斷率中斷中斷率率=1-=1-覆蓋率覆蓋率k k

10、層基站層基站1Kkkk ( )kxkEP SINRxr信干噪比信干噪比k k層基站層基站,010( )jkokkkkKjjijijiBjP gxSINR xWPh YL 2/12/2/1()( , ,)1( , ,)KjjjjjkjKjjjjjP BBPBZB 中斷率中斷率PPP模型法模型法可能的改進(jìn)可能的改進(jìn)在不同地形下，分析隨機(jī)模型法的仿真效果不同類別的用戶對(duì)系統(tǒng)造成的影響分析互斥模型：限制隨機(jī)中BS的最小分布距離定義定義示意圖示意圖上下行解耦上下行解耦用戶用戶基站基站上行上行下行下行接收功率接收功率,UdxSP hx,DxSP hxr r的概率函數(shù)為的概率函數(shù)為然后我們分四種情況來分別求

11、然后我們分四種情況來分別求r r的概率密的概率密度函數(shù)度函數(shù)2()xrP Xxe2( )2,0 xXfxxex2( )1xXFxe pdf ofX第一種情況第一種情況第二種情況第二種情況(;)FrMFMFMPP XXXXP0(1)()(1()()FrrMFMXMMMMMFP CaseP XXFxfXxdxDLAPULAPMBS(;)FrMFMFMPP XXXXP2/(2)()MFrMMFFMFP CasePPDLAP=MBS and ULAP=FBS 第三種情況第三種情況第四種情況第四種情況DLAP=FBS and ULAP=MBS (3)0rP CaseDLAPULAPFBS()FrMFMF

12、MPP XXXXP(;)MrFMFMFPP XXXXP2/(4)()FrMFMFP CasePPv:v:代表代表v v層基站層基站m m：代表信息傳輸方向：代表信息傳輸方向n n：連接規(guī)則：連接規(guī)則V V層基站按照層基站按照n n的連接規(guī)則的概率的連接規(guī)則的概率 上下行解耦的吞吐上下行解耦的吞吐,Pr(1)Pr(2)Pr(3)Pr(4)Pr(1)Pr(3)Pr(2)Pr(4)M DF DM UF UACaseCaseACaseCaseACaseCaseACaseCase傳輸速率傳輸速率 m m為傳輸數(shù)據(jù)得方向，為傳輸數(shù)據(jù)得方向，n n為連接規(guī)則為連接規(guī)則上下行解耦的吞吐上下行解耦的吞吐,2, ,1()log (1