[發(fā)明專(zhuān)利]基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810258383.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108566645A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)志鴻;朱巧;王雪;王義君;程超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W16/18
• 分類(lèi)號(hào): H04W16/18;H04W16/22;H04B17/391;H04B17/336;H04B17/345
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

1.一種基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法，其特征在于：包括如下步驟：

基于Neyman-Scott簇過(guò)程建立系統(tǒng)模型，建立一種用戶可以同時(shí)由多個(gè)基站提供服務(wù)的連接方式；

推導(dǎo)用戶和簇內(nèi)不同基站之間的距離分布模型；

推導(dǎo)出SINR分布模型和干擾分布模型；

利用SINR分布模型和距離分布模型推導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中用戶由某個(gè)基站服務(wù)時(shí)的平均可達(dá)速率；

利用Neyman-Scott簇過(guò)程的巴爾姆分布及Reduced巴爾姆分布分析超密集網(wǎng)絡(luò)的干擾分布模型；

利用上述結(jié)果得到最終的用戶由多個(gè)基站同時(shí)服務(wù)的平均可達(dá)速率；

通過(guò)比較Neyman-Scott簇過(guò)程與泊松點(diǎn)過(guò)程在相同情形下的用戶平均可達(dá)速率，可知用戶可以由網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)基站同時(shí)為其提供服務(wù)，顯著提升用戶的平均可達(dá)速率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法，其特征在于：用戶分布被建模為強(qiáng)度函數(shù)為常數(shù)λP的泊松點(diǎn)過(guò)程，基站位置被建模為以用戶位置為父過(guò)程分布的子過(guò)程，強(qiáng)度函數(shù)為其中為每個(gè)簇內(nèi)的點(diǎn)數(shù)的平均值；

基站均勻分布在以用戶為圓心，以γ為半徑的圓內(nèi)，具有以下形式的概率密度函數(shù)：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法，其特征在于：利用泊松點(diǎn)過(guò)程的特性，將所得結(jié)論推廣至位于超密集網(wǎng)絡(luò)中的任意位置的用戶。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法，其特征在于：基于Neyman-Scott簇過(guò)程，建立系統(tǒng)模型和相應(yīng)的SINR模型，推導(dǎo)用戶和簇內(nèi)不同基站之間的距離分布模型，具體分析過(guò)程如下：

求導(dǎo)得距離的概率密度函數(shù)

其中，是伽馬函數(shù)，r為用戶和簇內(nèi)不同基站之間的距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法，其特征在于：所述SINR分布模型的表達(dá)形式為：

其中，上述表達(dá)形式是以位于原點(diǎn)的典型用戶為父節(jié)點(diǎn)的簇k內(nèi)，距離該用戶第l近的基站的SINR分布模型，表示用戶遭受到的來(lái)自于不屬于同一個(gè)簇的其他基站的累積干擾，N₀是加性高斯白噪聲，PHr_l^-α表示用戶接收到的來(lái)自于距離他第l近的基站的有用接收功率；網(wǎng)絡(luò)中的所有基站部署時(shí)具有相同的發(fā)射功率，衰落模型為瑞利分布，均值為1，路徑衰落模型中指數(shù)α＞2。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法，其特征在于，超密集網(wǎng)絡(luò)情形下，服務(wù)簇k內(nèi)距離用戶第l近的基站為用戶提供的平均可達(dá)速率的模型如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法，其特征在于：所述干擾分布模型利用巴爾姆分布及Reduced巴爾姆分布分析，并利用拉氏變換的定義給出用戶處接收到的累積干擾的拉普拉斯泛函：

其中(a)是由于移除泊松點(diǎn)過(guò)程中的某個(gè)點(diǎn)之后，不影響泊松點(diǎn)過(guò)程的分布特性，將H～exp(1)代入可以得到故將代入可將上面的結(jié)果化簡(jiǎn)為：

其中

括號(hào)內(nèi)的積分下限從γ開(kāi)始是因?yàn)樵诜秶脙?nèi)的基站都是服務(wù)基站，不對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的用戶造成干擾。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法，其特征在于：將拉氏變換結(jié)果代入并對(duì)簇內(nèi)的所有基站進(jìn)行求和推導(dǎo)得到網(wǎng)絡(luò)用戶平均可達(dá)速率：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于Neyman-Scott簇過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)用戶接入方法，其特征在于，比較與泊松過(guò)程在相同情形下的用戶平均可達(dá)速率，推導(dǎo)可得泊松點(diǎn)過(guò)程的用戶平均可達(dá)速率結(jié)果如下：

其中，

同等情形，Neyman-Scott簇過(guò)程中當(dāng)用戶由其最近的基站提供服務(wù)時(shí)，平均可達(dá)速率模型如下：

其中，

根據(jù)公式

1-exp(-ξx)≤ξx

在取相同的密度λ的時(shí)候，有

不考慮噪聲，即N₀＝0，α＝4，發(fā)射功率為20dBm，衰落模型采用瑞利衰落，在相同的距離下有：