[發明專利]基于三維隨機幾何的超密度5G蜂窩網絡性能分析方法

在審

• 申請號: 202011333482.4
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112333761A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 徐騰;潘子宇;張昊琳;鄒齊琪;包燦
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H04W24/08
• 分類號: H04W24/08;H04B17/336
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

1.一種基于三維隨機幾何的超密度5G蜂窩網絡性能分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、構建基于三維隨機幾何的超密度5G蜂窩網絡基站空間分布模型：在研究區域范圍內，以目標用戶為所述超密度5G蜂窩網絡基站空間分布模型的坐標原點，定義通信基站及若干個干擾基站，所述通信基站相較于所有干擾基站與坐標原點的距離最近；根據三維空間泊松點公式構建基于三維隨機幾何的超密度5G蜂窩網絡基站空間分布模型；

S2、根據步驟S1獲取的超密度5G蜂窩網絡基站空間分布模型計算目標用戶的信干噪比：根據無線電波傳輸的路徑損耗模型，結合步驟S1獲取的超密度5G蜂窩網絡基站空間分布模型，計算5G蜂窩網絡下行鏈路目標用戶的信干噪比；

S3、結合步驟S2計算的目標用戶的信干噪比分析5G蜂窩網絡的覆蓋性能：獲取步驟S2中求取的目標用戶的信干噪比，計算所述目標用戶的信干噪比大于信干噪比門限的概率，所述概率即為覆蓋概率，所述覆蓋概率反映5G蜂窩網絡的覆蓋性能；

S4、根據步驟S1獲取的超密度5G蜂窩網絡基站空間分布模型計算5G蜂窩網絡的最低傳輸容量：結合步驟S1獲取的超密度5G蜂窩網絡基站空間分布模型和香濃公式，計算5G蜂窩網絡的最低傳輸容量，所述最低傳輸容量即信道速率。

2.根據權利要求1所述的一種基于三維隨機幾何的超密度5G蜂窩網絡性能分析方法，其特征在于，所述步驟S1中構建基于三維隨機幾何的超密度5G蜂窩網絡基站空間分布模型的具體公式為：

其中，c₀為通信基站，r₀為通信基站與目標用戶之間的距離，為通信基站在三維空間泊松點的分布函數，為通信基站在三維空間泊松點的概率密度函數；c_i為第i個干擾基站，i＝1，2，...n，n為干擾基站的總個數，r_i為第i個干擾基站與目標用戶之間的距離，r₁，r₂，…，r_n按照從該干擾基站到目標用戶的距離從小到大排列，為通信基站在三維空間泊松點的分布函數，為通信基站在三維空間泊松點的概率密度函數，λ為基站密度。

3.根據權利要求1所述的一種基于三維隨機幾何的超密度5G蜂窩網絡性能分析方法，其特征在于，所述步驟S2中目標用戶的信干噪比計算公式為：

其中，SINR_DL為目標用戶的信干噪比，h為綜合考慮了5G基站發射功率μ以及信道小尺度衰落的隨機變量，服從參數為的指數分布，記作h～exp(μ)；L為室內無線信道衰落綜合系數，c₀為通信基站，r₀為通信基站與目標用戶之間的距離，α為路徑損耗因子，σ²為加性高斯白噪聲功率，I_Z為累計干擾，r_i為第i個干擾基站與目標用戶之間的距離，i＝1，2，...n，n為干擾基站的總個數。

4.根據權利要求3所述的一種基于三維隨機幾何的超密度5G蜂窩網絡性能分析方法，其特征在于，所述累計干擾I_Z的計算公式為：

其中，Φ為區域內所有基站的集合。

5.根據權利要求1所述的一種基于三維隨機幾何的超密度5G蜂窩網絡性能分析方法，其特征在于，所述步驟S3中覆蓋概率的計算公式為：

其中，為覆蓋概率，T為信干噪比門限，λ為基站密度，α為路徑損耗因子，r₀為通信基站與目標用戶之間的距離，SNR_DL為目標用戶的下行信干噪比，L為室內無線信道衰落綜合系數，r_i為第i個干擾基站與目標用戶之間的距離，i＝1，2，...n，n為干擾基站的總個數。