[發明專利]毫米波網絡中中繼無序探測次數的優化方法

有效

• 申請號: 202010559058.5
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111770550B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 劉寬;高譽菡;魏寧;岳光榮;張忠培
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W40/12
• 分類號: H04W40/12;H04W40/22;H04B17/336;H04B17/391
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

1.毫米波網絡中中繼無序探測次數的優化方法，所述毫米波網絡為毫米波兩跳蜂窩網絡，包括基站、中繼用戶和目的用戶，其中中繼用戶用于信號發送與接收，基站發送信號，目的用戶接收信號；其特征在于，包括以下步驟：

S1、將蜂窩鏈路可選的無序探測次數排序，從中選出最小的值n；

S2、獲得無序探測毫米波蜂窩鏈路容量的期望：

其中T代表總的時間開銷，T_S代表探測一個發射端所消耗的時間，SINR_n代表探測n個參考發射端后，停止探測，此時已探測的所有鏈路中最佳的信干噪比，積分式中的t代表信干噪比的閾值，P_e(SINR_nt)即覆蓋率：

τ代表信干噪比的閾值，積分式中d₀代表發射端和接收端的距離，描述了探測次數為n時，d₀的pdf函數：

其中d₀代表基站到中繼用戶的距離，即基站為發射端，中繼用戶為接收端，λ_b為基站密度，n₁為蜂窩鏈路無序探測次數,N₁表示蜂窩鏈路中發射端的總個數，c₁,β₁均為參數，表達式為：β₁＝2λ₀₁E[R₁²]，R₁為蜂窩鏈路中阻塞半徑，E[.]表期望，λ₀₁為蜂窩鏈路中阻塞密度；

P_e(τ,d₀)代表信干噪比閾值為τ，發射端和接收端距離為d₀情況下的鏈路覆蓋率，在蜂窩鏈路中，表達式為：

其中分別為基站和中繼用戶的半波長波束寬度，此外，D_{i_1},i＝1,2,3,4為d₀和τ的函數，分別為：

其中基站的主瓣增益和旁瓣增益分別為和中繼用戶的主瓣增益和旁瓣增益分別為和σ²為包含了發射功率的噪聲功率，A,α都是毫米波路徑損耗模型中的參數，標準毫米波的路徑損耗模型如下

PL＝A₁log₁₀(d)+A₂+A₃log₁₀(f_c)+X(dB)

其中d表示發射端到接收端的距離，f_c代表載波頻率,A₁包含了路徑損耗指數，A₂表示截距，A₃描述了路徑損耗的頻率依賴性，X是環境因素的參數，則有

S3、重復步驟S2，從小到大依次對不同的無序探測次數n獲得容量期望，一旦出現較大的無序探測次數n₁₂得到的容量期望小于較小的無序探測次數n₁₁時，停止運算，并將n₁₁作為該鏈路的最優無序探測次數。

2.毫米波網絡中中繼無序探測次數的優化方法，所述毫米波網絡為毫米波D2D網絡，包括基站、中繼用戶和目的用戶，其中中繼用戶用于信號發送與接收，基站發送信號，目的用戶接收信號；其特征在于，包括以下步驟：

S1、將D2D鏈路可選的無序探測次數排序，從中選出最小的值n；

S2、獲得無序探測毫米波D2D鏈路容量的期望：

其中T代表總的時間開銷，T_S代表探測一個發射端所消耗的時間，SINR_n代表探測n個參考發射端后，停止探測，此時已探測的所有鏈路中最佳的信干噪比，積分式中的t代表信干噪比的閾值，P_e(SINR_nt)即覆蓋率：

τ代表信干噪比的閾值，積分式中d₀代表發射端和接收端的距離，描述了探測次數為n時，d₀的pdf函數：

其中d₀代表中繼用戶到目的用戶的距離，即中繼用戶為發射端，目的用戶為接收端，λ_r為中繼密度，n₂為D2D鏈路無序探測次數,N₂表示D2D鏈路中發射端的總個數，c₂,β₂均為參數，表達式為β₂＝2λ₀₂E[R₂²]，R₂為該鏈路中阻塞半徑，E[.]表期望，λ₀₂為D2D鏈路中阻塞密度；

P_e(τ,d₀)代表信干噪比閾值為τ，發射端和接收端距離為d₀情況下的鏈路覆蓋率，在D2D鏈路中，表達式為：

其中φ_u為中繼用戶和目的用戶的半波長波束寬度，此外，D_{i_2},i＝1,2,3,4為d₀和τ的函數，分別為：

其中中繼用戶和目的用戶的主瓣增益和旁瓣增益分別為和s²為包含了發射功率的噪聲功率，A,α都是毫米波路徑損耗模型中的參數，標準毫米波的路徑損耗模型如下

PL＝A₁log₁₀(d)+A₂+A₃log₁₀(f_c)+X(dB)

其中d表示發射端到接收端的距離，f_c代表載波頻率,A₁包含了路徑損耗指數，A₂表示截距，A₃描述了路徑損耗的頻率依賴性，X是環境因素的參數，則有

S3、重復步驟S2，從小到大依次對不同的無序探測次數n獲得容量期望，一旦出現較大的無序探測次數n₂₂得到的容量期望小于較小的無序探測次數n₂₁時，停止運算，并將n₂₁作為該D2D鏈路的最優無序探測次數。