异构解耦网络休眠及应用概念ppt

1、点过程点过程通俗的定义：空间随机点的集合。正式的定义：点过程是在某个空间E上从概率空间到点测度空间的一个可测映射。泊松点过程泊松点过程定义：对于集合E中任意的不重叠子集 ，有随机变量 相互独立且为泊松随机变量，则点过程为泊松点过程。性质：叠加性(superposition)，抽取性(thinning)Slivnyak理论拉氏变换空间点过程理论空间点过程理论12,.nA AA()iASPPP（空间泊松点过程）空间泊松点过程）意义：利用随机几何随机几何的理论解决无线通信系统中的理论问题由用户布设，不确定性用泊松分布方法进行节点位置布置SPPP（空间泊松点过程）空间泊松点过程）泊松分布：若已知该区域

2、W内有n个点，则这n个点均匀均匀分布分布在W区域上（假设密度均匀）适合描述单位时间内随机事件发生的次数信干燥比(SINR)连接性与覆盖范围(Connectivity, Coverage)端到端速率(End-to-End Rate)传输容量(Transport Capacity)能量效率吞吐HetNetsHetNets网络下行网络下行分析（单层基站）分析（单层基站） 基站服从空间泊松分布，其强度为 基站发射功率为 基站与用户之间距离为 随机信道增益设定为瑞利分布且满足 exp(1)hPx2,iixirxxxrPhxSINRIPhxI信道增益路径损耗HetNetsHetNets网络下行分析（单层基

3、站）网络下行分析（单层基站）在二维空间泊松过程中，用户与基站之间距离大于R的概率为：从而得到用户与基站之间距离的概率密度函数pdf假设离一个典型用户最近的基站距离为r，则整个空间的覆盖概率2PRrRe2(r)2rrfre22020120EP|P(r)drP2dr2PdricrrxrrrrrPSINRrSINRfPh rreIrhr PIeHetNetsHetNets网络下行分析（单层基站）网络下行分析（单层基站）1212121121PexpexpexpexprrrrrIrIIhr PIEr PIr PEr Pr PLr P由于 exp(1)h ,EexpEexpEEexpErrxixixiII

4、rhxxxhxxxHxxLssIsPhxsPhxLsP x利用 的独立性，先对信道增益求平均xhHetNetsHetNets网络下行分析（单层基站）网络下行分析（单层基站） exp21rxIHrLsLsPvvdv2(x)exp(1(x) dx)RxEff1022220=exp212exp2/,2/xrr vHIxxrxxxxLr Pevdvf HdHrrHHf HdH vy上式经过 进行变换得到 特殊情况，当干扰为瑞利衰落且 时 exp(1)h泊松过程的拉氏变换 10t zze tdz当 时HetNetsHetNets网络下行分析（单层基站）网络下行分析（单层基站）01011xxxxsPvHH

5、HxsPvHxLsPveedHedHsPv 根据拉氏变换定义且 1exp211rIrLsvdvsPv exp(1)h上式可以进一步化简，令2/2tsPv 22221exp1rIsPrLssPdtt 2212221exp11exparctan2rILr Prdttr4R的积分限的几种情况l0到无穷lr到无穷l0到rlZ到无穷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网络下行分析（单层基站）网络下行分析（单层基站） 22222120121021220221222022Pdr2expdr12expexpdr112expdr12exprrcrrrIrPrhr PIerr PLr Perr Prdt etrr Prrdttrr 221220211dr1Prdtt从以上分析得到SINR coverage：20,4112arctan 1cP PPP模型法模型法覆盖率覆盖

7、率一般公式：一般公式：PPP模型法模型法覆盖率覆盖率路径损失恒定，不妨假设=4，得到用Q函数表达的公式，方便计算。不考虑热噪声，干扰受限的网络即：02PPP模型法模型法覆盖率覆盖率PPP模型法模型法覆盖率覆盖率0，小功率噪声，即2忽视阴影效应，干扰为瑞利衰减：当不考虑噪声时，覆盖率与BS分布密度无关。便于化简PPP模型法模型法覆盖率覆盖率边缘区域覆盖机会增加阴影衰落对覆盖率的影响PPP模型法模型法覆盖率覆盖率如何提高信号覆盖率？如何提高信号覆盖率？带宽分配频率复用时间复用减少基站干扰越大干扰越小，频率复用数1PPP模型法模型法覆盖率覆盖率频率复用：PPP模型法模型法平均可达速率平均可达速率00

8、0000log(1)log(1)( )1( )11( )11( )1( )1xxcxRESINRfddxfdxfddxxF xdxxP xdxx SINR的概率密度函数SINR的累积分布函数PPP模型法模型法平均可达速率平均可达速率PPP模型法模型法异构网络异构网络对于异构网络，不同类型的基站拥有不同的发射功率，覆盖门限值，分布密度等，假设不同基站为密度独立分布的泊松随机过程。对于异构网络的分析，可以分为开放访问（open access）和封闭访问(close access)。k k层基层基站时站时When No-noisePPP模型法模型法open access对于开放网络，用户的连接不受限

9、制对于开放网络，用户的连接不受限制，可以连接到信干比最大的基站。，可以连接到信干比最大的基站。假设噪声受限，且K=1，可以得到可见，覆盖率与基站密度密度无关k k层基站层基站,00(/)r jjjjjPP L RrB对于对于k k层基站是有偏见的层基站是有偏见的接收公式接收公式如下：如下： 的CCDFk k层基层基站站Average Rate限定条件，处于覆盖范围内max(X)xSIR贝叶斯定理利用前面推导基站可以提供给覆盖区域用户的平均速率为： k k层基站层基站倘若每层的门限值都一样：倘若每层的门限值都一样：与与密度无关密度无关假设假设中断率中断率中断中断率率=1-=1-覆盖率覆盖率k k

10、层基站层基站1Kkkk ( )kxkEP SINRxr信干噪比信干噪比k k层基站层基站,010( )jkokkkkKjjijijiBjP gxSINR xWPh YL 2/12/2/1()( , ,)1( , ,)KjjjjjkjKjjjjjP BBPBZB 中断率中断率PPP模型法模型法可能的改进可能的改进在不同地形下，分析随机模型法的仿真效果不同类别的用户对系统造成的影响分析互斥模型：限制随机中BS的最小分布距离定义定义示意图示意图上下行解耦上下行解耦用户用户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的概率函数为的概率函数为然后我们分四种情况来分别求

11、然后我们分四种情况来分别求r r的概率密的概率密度函数度函数2()xrP Xxe2( )2,0 xXfxxex2( )1xXFxe pdf ofX第一种情况第一种情况第二种情况第二种情况(;)FrMFMFMPP XXXXP0(1)()(1()()FrrMFMXMMMMMFP CaseP XXFxfXxdxDLAPULAPMBS(;)FrMFMFMPP XXXXP2/(2)()MFrMMFFMFP CasePPDLAP=MBS and ULAP=FBS 第三种情况第三种情况第四种情况第四种情况DLAP=FBS and ULAP=MBS (3)0rP CaseDLAPULAPFBS()FrMFMF

12、MPP XXXXP(;)MrFMFMFPP XXXXP2/(4)()FrMFMFP CasePPv:v:代表代表v v层基站层基站m m：代表信息传输方向：代表信息传输方向n n：连接规则：连接规则V V层基站按照层基站按照n n的连接规则的概率的连接规则的概率 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传输速率传输速率 m m为传输数据得方向，为传输数据得方向，n n为连接规则为连接规则上下行解耦的吞吐上下行解耦的吞吐,2, ,1()log (1