異構(gòu)解耦網(wǎng)絡休眠及應用概念ppt

1、點過程點過程通俗的定義：空間隨機點的集合。正式的定義：點過程是在某個空間E上從概率空間到點測度空間的一個可測映射。泊松點過程泊松點過程定義：對于集合E中任意的不重疊子集 ，有隨機變量 相互獨立且為泊松隨機變量，則點過程為泊松點過程。性質(zhì)：疊加性(superposition)，抽取性(thinning)Slivnyak理論拉氏變換空間點過程理論空間點過程理論12,.nA AA()iASPPP（空間泊松點過程）空間泊松點過程）意義：利用隨機幾何隨機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，不確定性用泊松分布方法進行節(jié)點位置布置SPPP（空間泊松點過程）空間泊松點過程）泊松分布：若已知該區(qū)域

2、W內(nèi)有n個點，則這n個點均勻均勻分布分布在W區(qū)域上（假設密度均勻）適合描述單位時間內(nèi)隨機事件發(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)絡下行網(wǎng)絡下行分析（單層基站）分析（單層基站） 基站服從空間泊松分布，其強度為 基站發(fā)射功率為 基站與用戶之間距離為 隨機信道增益設定為瑞利分布且滿足 exp(1)hPx2,iixirxxxrPhxSINRIPhxI信道增益路徑損耗HetNetsHetNets網(wǎng)絡下行分析（單層基

3、站）網(wǎng)絡下行分析（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假設離一個典型用戶最近的基站距離為r，則整個空間的覆蓋概率2PRrRe2(r)2rrfre22020120EP|P(r)drP2dr2PdricrrxrrrrrPSINRrSINRfPh rreIrhr PIeHetNetsHetNets網(wǎng)絡下行分析（單層基站）網(wǎng)絡下行分析（單層基站）1212121121PexpexpexpexprrrrrIrIIhr PIEr PIr PEr Pr PLr P由于 exp(1)h ,EexpEexpEEexpErrxixixiII

4、rhxxxhxxxHxxLssIsPhxsPhxLsP x利用 的獨立性，先對信道增益求平均xhHetNetsHetNets網(wǎng)絡下行分析（單層基站）網(wǎng)絡下行分析（單層基站） exp21rxIHrLsLsPvvdv2(x)exp(1(x) dx)RxEff1022220=exp212exp2/,2/xrr vHIxxrxxxxLr Pevdvf HdHrrHHf HdH vy上式經(jīng)過 進行變換得到 特殊情況，當干擾為瑞利衰落且 時 exp(1)h泊松過程的拉氏變換 10t zze tdz當 時HetNetsHetNets網(wǎng)絡下行分析（單層基站）網(wǎng)絡下行分析（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)絡下行分析（單層基站）網(wǎng)絡下行分析（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=4，得到用Q函數(shù)表達的公式，方便計算。不考慮熱噪聲，干擾受限的網(wǎng)絡即：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，干擾為瑞利衰減：當不考慮噪聲時，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)域覆蓋機會增加陰影衰落對覆蓋率的影響PPP模型法模型法覆蓋率覆蓋率如何提高信號覆蓋率？如何提高信號覆蓋率？帶寬分配頻率復用時間復用減少基站干擾越大干擾越小，頻率復用數(shù)1PPP模型法模型法覆蓋率覆蓋率頻率復用：PPP模型法模型法平均可達速率平均可達速率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速率平均可達速率PPP模型法模型法異構(gòu)網(wǎng)絡異構(gòu)網(wǎng)絡對于異構(gòu)網(wǎng)絡，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，假設不同基站為密度獨立分布的泊松隨機過程。對于異構(gòu)網(wǎng)絡的分析，可以分為開放訪問（open access）和封閉訪問(close access)。k k層基層基站時站時When No-noisePPP模型法模型法open access對于開放網(wǎng)絡，用戶的連接不受限

9、制對于開放網(wǎng)絡，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對于對于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)假設假設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可能的改進在不同地形下，分析隨機模型法的仿真效果不同類別的用戶對系統(tǒng)造成的影響分析互斥模型：限制隨機中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